The invention discloses a non-linear digital self-interference cancellation device and method applied to full duplex communication transceiver. The device comprises a pre-whitening module for pre-whitening baseband waveform signal x(n) and its linear mirror component, non-linear component and mirror non-linear component at the transmitter end, and an adaptive filter A and B for output signals and signals according to the pre-whitening module. In the last iteration, the real part or imaginary part of the output signal is iterated by using the pre-whitening enhanced two-channel nonlinear complex least mean square error adaptive algorithm to obtain the estimation of the main interference components in the observed signal d(n) at the receiver end, and then the main interference components are eliminated from d(n) for output; the adder is used to take the output of the adaptive filter A as the real part. The output of adaptive filter B is taken as imaginary part and added as signal e (n) after digital self-interference cancellation. The invention has lower complexity.
【技术实现步骤摘要】
一种应用于全双工通信收发机的非线性数字自干扰消除装置及方法
本专利技术涉及信号处理技术，尤其涉及一种应用于全双工通信收发机的非线性数字自干扰消除装置及方法。
技术介绍
全双工通信允许通信数据在同样的频率在两个方向上同时传输，可以提高整体通信容量，同时提高频谱和能源的效率。全双工通信技术发展中面临的最大挑战是自干扰问题。自干扰一般是指在全双工收发机中，功率较强的发射信号从发射机电路耦合到接收机电路的现象。为了达到理想的信干噪比，自干扰的消除通常分为两部分：模拟自干扰消除和数字自干扰消除。模拟自干扰消除可以保证接收信号不超过低噪声放大器的饱和区，并保证剩余自干扰和期望信号的功率之差不超过模数转换器的动态范围。数字自干扰消除器则起到更为关键的作用，因为不仅要考虑从模拟自干扰消除器输出的剩余自干扰，还要考虑功放非线性失真、I/Q不平衡、相位噪声等因素对电路的影响。许多文献和专利利用自适应算法在复杂度上和应对时变场景时的优势，提出了能够同时对线性和非线性自干扰同时处理的ANCLMS消除器，使用宽非线性的模型来达到最优的信干噪比。然而，此类方法需要更新两倍的滤波器系数，这会使...
【技术保护点】
1.一种应用于全双工通信收发机的非线性数字自干扰消除装置，其特征在于包括：预白化模块，用于对发射机端的基带波形信号x(n)以及其线性镜像分量、非线性分量和镜像非线性分量进行预白化处理；自适应滤波器A，用于根据预白化模块输出信号和上次迭代时输出信号的实部，采用预白化增强的双通道非线性复数最小均方误差自适应算法进行迭代运算，获取对接收机端观测信号d(n)中各主要干扰成分的估计，并从d(n)中将各主要干扰成分消去后进行输出；自适应滤波器B，用于根据预白化模块输出信号和自适应滤波器B上次迭代时输出信号的虚部，采用预白化增强的双通道非线性复数最小均方误差自适应算法进行迭代运算，获取对...
【技术特征摘要】
1.一种应用于全双工通信收发机的非线性数字自干扰消除装置，其特征在于包括：预白化模块，用于对发射机端的基带波形信号x(n)以及其线性镜像分量、非线性分量和镜像非线性分量进行预白化处理；自适应滤波器A，用于根据预白化模块输出信号和上次迭代时输出信号的实部，采用预白化增强的双通道非线性复数最小均方误差自适应算法进行迭代运算，获取对接收机端观测信号d(n)中各主要干扰成分的估计，并从d(n)中将各主要干扰成分消去后进行输出；自适应滤波器B，用于根据预白化模块输出信号和自适应滤波器B上次迭代时输出信号的虚部，采用预白化增强的双通道非线性复数最小均方误差自适应算法进行迭代运算，获取对接收机端观测信号d(n)中各主要干扰成分的估计，并从d(n)中将各主要干扰成分消去后进行输出；加法器，用于将自适应滤波器A的输出作为实部，将自适应滤波器B的输出作为虚部，相加后作为数字自干扰消除后的信号e(n)进行输出。2.根据权利要求1所述的应用于全双工通信收发机的非线性数字自干扰消除装置，其特征在于：所述预白化模块具体包括：信号扩展单元，用于将发射机端的基带波形信号x(n)扩展成四路信号：线性自干扰波形序列x(n)、线性镜像自干扰波形序列x*(n)、非线性自干扰波形序列xIMD(n)、镜像非线性自干扰波形序列其中，x(n)＝[x(n),x(n-1),...,x(n-M+1)]T，M为序列长度，x*(n)是x(n)的共轭，为线性镜像分量，xIMD(n)＝[xIMD(n),xIMD(n-1),...,xIMD(n-N+1)]T，是x(n)经功率放大器失真后形成的非线性自干扰的自回归序列，序列长度为N，为非线性分量，是xIMD(n)的共轭，为镜像非线性分量；合并单元，用于将线性自干扰波形序列x(n)和线性镜像自干扰波形序列x*(n)合并为将另两路信号合并作为xc(n)的镜像；预白化单元，用于对合并后的信号xc(n)进行预白化处理，得到xp(n)＝Φxc(n)，式中，Φ表示预白化矩阵。3.根据权利要求1所述的应用于全双工通信收发机的非线性数字自干扰消除装置，其特征在于：所述自适应滤波器A中迭代运算公式为：式中，wcrp(n)为自适应估计器A的滤波器系数，μ为自适应算法的步长，表示取出复数信号的实部，ecrp(n)为自适应估计器A的输出信号，xp(n)为预白化模块输出信号。4.根据权利要求1所述的应用于全双工通信收发机的非线性数字自干扰消除装置，其特征在于：所述自适应滤波器B中迭代运算公式为：式中，wcip(n)为自适应估计器B的滤波器系数，μ为自适应算法的步长，表示取出复数信号的虚部，ecip(n)为自适应估计器B的输出信号，xp(n)为预白化模块输出信号。5.根据权利要求1所述的应用于全双工通信收发机的非线性数字自干扰消除装置，其特征在于：所述加法模块具体用于根据以下公式计算数字自干扰消除后的信号：ecrp(n)为自适应估计器A的输出信号，ecip(n)为...
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