一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法技术方案

本发明专利技术提供了一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法，该方法首先计算接收信号幅度值，然后根据计算接收信号幅度值的均方误差的缩放值作为发送信号的幅度值，并根据发送信号的幅度值来重构发送信号，再从接收数据中消除发送端干扰信号，最后对干扰消除后的接收数据进行归一化后进行解调；本发明专利技术的干扰消除方法，不但可以显著降低发送数据对接收数据产生的干扰，而且可以降低无线信道影响。

【技术实现步骤摘要】
一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法
本专利技术属于移动通信
，涉及一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法。技术背景全双工通信可以在同一时间、同一频率实现发送端和接收端的信号传输，相对于传统通信方式，理论上可以提高一倍的频谱利用率。在频谱资源日益紧张的今天，全双工通信技术仅通过软件升级即可大幅提高频谱效率，并有可能作为第5代移动通信(5th-Generation，简称5G)备选技术，因此受到通信界的广泛关注和深入研究。幅度恒定的数字调制信号的移动通信系统，不需要解决高峰均比问题，可以采用转换效率接近100％的C类功率放大器，从而降低移动终端的能耗需求，在卫星移动通信、全球移动通信系统(GlobalSystemforMobileCommunication，GSM)、无人机通信等领域获得广泛应用。采用恒幅调制的全双工通信接收端系统，不但受到传统无线信道的多径、多普勒以及电子器件产生的高斯白噪声干扰，而且受到发送端信号的自干扰。因此对于恒幅调制的全双工通信接收端系统，只有将干扰降低到可接受的水平，才有可能将全双工通信系统从理论变成可大规模应用系统。当前全双工通信系统采用的典型干扰消除方法包括：天线消除、模拟域消除和数字域消除，如图1所示。为了达到更好的干扰消除效果，接收端系统可以依次采用上述3种干扰消除算法，因此认为在数字域干扰消除前，发送端信号对接收端信号的影响已经获得显著降低。传统数字域干扰消除方法，主要利用了发送端和接收端所采用的不同训练序列自相关值估计无线信道，并进行匹配滤波，从而消除发送端数据对接收端数据的干扰。但是该方法受无线信道环境的影响十分显著，很容易造成信道估计误差，从而降低了数字域干扰消除性能。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术提出了一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法。首先计算接收信号幅度值，然后根据接收信号幅度值的均方误差的缩放值作为发送信号的幅度值，并根据发送信号幅度值重构发送信号，再从接收信号中消除发送信号，最后对干扰消除后的接收信号进行归一化后进行解调。进一步的，根据公式，计算所述接收信号幅度值Ak：其中，real(·)表示取复数的实部，imag(·)表示取复数的虚部，k表示采样点的序号，K表示最大采样点数，Rk为接收信号的第k点采样信号，表示为：其中，Irk表示第k个采样点的接收有效信号实部，Qrk表示第k个采样点的接收有效信号虚部，Isk表示第k个采样点的发送干扰信号实部，Qsk表示第k个采样点的发送干扰信号虚部，i表示虚数单位，β表示干扰信号幅度。进一步的，计算发送信号幅度包括：根据接收信号幅度值Ak的均方误差的缩放值来估计发送信号幅度值，按照公式，计算发送信号幅度值其中，α为缩放值，K表示最大采样点数，k表示采样点的序号。可选地，当α值为1时，计算发送信号幅度值为：其中，K表示最大采样点数，k表示采样点的序号。进一步的，根据发送信号幅度值重构发送信号，从接收信号中消除发送信号包括：将接收信号减去发送信号得到重构后的接收信号Rk，可以表示为：表示为重构后的接收信号的第k个采样信号，是发送信号幅度的估计值，Rk是第k个采样点接收信号，Isk+Qsk·i为第k个采样点干扰信号，Isk表示第k个采样点发送干扰信号实部，Qsk表示第k个采样点发送干扰信号虚部，i表示虚数单位。进一步的，为了进一步降低恒幅调制信号系统无线信号干扰，需要对干扰消除后的接收信号进行归一化包括：根据公式：计算归一化后的干扰消除后的接收信号其中，表示重构后的信号的第k个采样信号，real(·)表示取复数的实部，imag(·)表示取复数的虚部；K表示最大采样点数，k表示采样点的序号，为干扰消除后的重构信号的第k点采样信号，表示归一化后的干扰消除后的接收信号。进一步的，解调包括：按照发送端恒幅调制方式的相应的解调方式，把数字信号解调，得到接收数据信号。附图说明图1为传统全双工干扰消除结构图；图2为一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法流程图；图3为本专利技术性能仿真图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图与具体实施例对本专利技术作进一步说明：本专利技术是一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法，其中传统全双工干扰消除结构如图1所示：传统的全双工干扰消除可以通过天线消除、模拟域消除和数字域消除来进行消除，而本专利技术的一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法流程图如图2所示：首先计算接收信号幅度值，然后根据计算接收信号幅度值的均方误差的缩放值作为发送信号的幅度值，并根据发送信号幅度值重构发送信号，再从接收信号中消除发送信号，最后对干扰消除后的接收信号进行归一化后进行解调。作为一种可选方式，以GSM系统中全双工系统中恒幅的高斯最小频移键控(GaussianFilteredMinimumShiftKeying，GMSK)调制方式为例：进一步的，根据公式，计算所述接收信号幅度值Ak：其中，real(·)表示取复数的实部，imag(·)表示取复数的虚部，k表示采样点的序号，K表示最大采样点数，Rk为接收信号的第k点采样信号，表示为：其中，Irk表示第k个采样点的接收有效信号实部，Qrk表示第k个采样点的接收有效信号虚部，Isk表示第k个采样点的发送干扰信号实部，Qsk表示第k个采样点的发送干扰信号虚部，i表示虚数单位，β表示干扰信号幅度。进一步的，计算发送信号幅度包括：根据接收信号幅度值Ak的均方误差的缩放值来估计发送信号幅度值，按照公式，计算发送信号幅度值其中，α为缩放值，K表示最大采样点数，k表示采样点的序号。可选地，当α值为1时，计算发送信号幅度值为：其中，K表示最大采样点数，k表示采样点的序号。进一步的，根据发送信号幅度值重构发送信号，从接收信号中消除发送信号包括：将接收信号减去发送信号得到重构后的第k个采样点的接收信号可以表示为：表示为重构后的接收信号的第k个采样信号，是发送信号幅度的估计值，Rk是第k个采样点接收信号，Isk+Qsk·i为第k个采样点干扰信号，Isk表示第k个采样点发送干扰信号实部，Qsk表示第k个采样点发送干扰信号虚部，i表示虚数单位。进一步的，为了进一步降低恒幅调制信号系统无线信号干扰，需要把干扰消除后接收信号进行归一化操作，从而进一步消除无线信道影响；对干扰消除后的接收信号进行归一化包括：根据公式：计算归一化后的干扰消除后的接收信号其中，表示干扰消除后的重构信号的第k点采样信号，real(·)表示取复数的实部，imag(·)表示取复数的虚部；K表示最大采样点数，k表示采样点的序号，表示归一化后的干扰消除后的接收信号。进一步的，优选的，解调包括按照发送端恒幅调制方式的相应的解调方式，把数字信号解调，得到接收数据信号。针对GSM系统的全速率话音，优选的，接收端采用信道估计、匹配滤波、最大似然均衡算法、信道译码等过程，在α＝1，K＝148，高斯白噪声分别为SNR＝0：15dB时，如图3所示，采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法，其特征在于，包括：计算接收信号幅度值；根据接收信号幅度值，计算发送信号幅度值；并根据发送信号幅度值重构发送信号，从接收信号中消除发送信号；对干扰消除后的接收信号进行归一化后进行解调。

【技术特征摘要】
1.一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法，其特征在于，包括：计算接收信号幅度值；根据接收信号幅度值，计算发送信号幅度值；并根据发送信号幅度值重构发送信号，从接收信号中消除发送信号；对干扰消除后的接收信号进行归一化后进行解调。2.根据权利要求1所述的一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法，其特征在于，所述计算接收信号幅度值包括：根据公式，计算接收信号幅度值Ak：其中，real(·)表示取复数的实部，imag(·)表示取复数的虚部，k表示采样点的序号，K表示最大采样点数，Rk为接收信号的第k点采样信号，其中：其中，Irk表示第k个采样点的接收有效信号实部，Qrk表示第k个采样点的接收有效信号虚部，Isk表示第k个采样点的发送干扰信号实部，Qsk表示第k个采样点的发送干扰信号虚部，i表示虚数单位，β表示干扰信号幅度。3.根据权利要求1所述的一种全双工恒幅调制系统的数字域干扰消除方法，其特征在于，所述根据计算接收信号幅度值，计算发送信号幅度值包括：根据计算接收信号幅度值的均方误差的缩放值，计算发送信号幅度值：即按照公式，计算发送信号幅度值其中，Ak为接收信号幅...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴广富，周梦园，李云，何海，翁明江，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50