一种同时同频全双工中继放大转发残余自干扰抑制方法技术

本发明专利技术提出了一种同时同频全双工中继放大转发残余自干扰抑制方法，通过导频等信道估计手段，对于链路中的各条点对点链路进行信道估计，获得各个链路的信道系数；以目的节点信干噪比为目标函数，利用梯度下降法求解最佳中继放大系数；源节点信号进行OFDM调制并加入循环前缀后发送，中继节点将接收信号进行置零编码和放大处理后，进行全双工转发；目的节点对于接收信号进行去循环前缀、均衡和OFDM解调；本发明专利技术对于全双工中继节点处经过自干扰抑制后的残余自干扰信号，在目的节点处进行分集利用和抑制，消除其符号间干扰分量，获得部分循环正交的符号内干扰分量的分集增益，大幅提升中继链路的链路容量。中继链路的链路容量。中继链路的链路容量。

【技术实现步骤摘要】
一种同时同频全双工中继放大转发残余自干扰抑制方法


[0001]本专利技术属于信号传输
，具体地，涉及一种同时同频全双工中继放大转发残余自干扰抑制方法。

技术介绍

[0002]中继技术，利用其固有的分集特性，来对抗衰落信道，提供了一种低成本的扩大无线连接覆盖范围的解决方案，主要包括放大转发和解码转发两类协议，放大转发协议在处理时延和复杂度方面具有突出优势。
[0003]同时同频全双工技术旨在使用同一频率、同一时隙进行信息的发送和接收，这使得其相比于传统的频分双工和时分双工技术，理论上增加一倍的频谱效率或减少一半的点到点时延。
[0004]中继节点利用同时同频全双工技术在同一时隙同一频率进行接收和转发，这大大提升了中继链路的链路容量，但却在中继节点引入了自干扰信号，由于现有全双工自干扰抑制能力有限，经过自干扰抑制后的残余自干扰信号与经历了大尺度衰落后的有用信号相比仍然具有相当强度，使得链路性能极差。现有方法是将残余自干扰信号等效为多径信号，采用OFDM调制，利用OFDM的特性将残余自干扰信号在目的节点进行分集利用，达到抑制残余自干扰信号的方法。该方法改善了全双工中继链路的性能，但对于循环前缀长度较为严格，其性能和效率仍具有较大提升空间。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种同时同频全双工中继放大转发残余自干扰抑制方法，通过采用OFDM调制，并在中继节点处对中继转发信号进行置零编码，抑制残余自干扰中的符号间干扰分量，提升中继链路的链路容量，并给出最佳中继放大因子计算方法。r/>[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种同时同频全双工中继放大转发残余自干扰抑制方法：
[0008]所述方法具体包括以下步骤：
[0009]步骤一、通过导频进行信道估计，得到源节点S、中继节点R和目的节点D之间信道系数，确定OFDM循环前缀长度N
cp
及子载波数N
sc
；
[0010]步骤二、以目的节点D的信干噪比为目标函数，利用梯度下降法求解最佳中继放大系数；
[0011]步骤三、源节点S根据步骤一的OFDM循环前缀长度N
cp
及子载波数N
sc
进行OFDM调制后发送信号；
[0012]中继节点R接收信号进行自干扰消除后，根据步骤二中求得的最佳中继放大系数进行置零编码及放大处理，进行全双工转发；
[0013]步骤四、目的节点D收中继节点R的转发信号和源节点S的直达信号，进行去循环前缀、均衡和OFDM解调。
[0014]进一步地，在步骤一中，
[0015]述源节点S与目的节点D之间信道的系数为h
SD
，源节点S与中继节点R之间的信道系数为h
SR
，中继节点R与目的节点D之间的信道系数为h
RD
，中继节点R的等效自干扰抑制信道为h
RR
。
[0016]进一步地，在步骤二中，
[0017]目的节点接收信干噪比为
[0018][0019]其中，μ为归一化功率放大系数，μ＝|α|2＝|βh
RR
|2，μ∈(0,1)，α为中继节点归一化放大系数；
[0020]以SINR
ZS,ofdm
为目标函数，利用梯度下降法得到μ∈(0,1)的最佳归一化功率放大系数μ
ZS,ofdm_opt
，进而得到最佳中继放大系数β
ZS,ofdm_opt
。
[0021]进一步地，在步骤三中，
[0022]源节点S根据步骤一中确定的OFDM循环前缀长度N
cp
及子载波数N
sc
进行OFDM调制后发送信号，调制后的符号长度为N＝N
cp
+N
sc
；
[0023]中继节点接收信号进行自干扰消除后进行置零编码及放大处理，中继节点处理后的发送信号t(i)为：
[0024][0025]其中，r(i)为中继节点接收信号，k＝0,1,2,
……
，N为符号长度；
[0026]中继节点在i＝kN采样时隙进行置零，其他时隙进行放大转发；β为中继放大系数，取值为步骤二中得到的最佳中继放大系数β
ZS,ofdm_opt
。
[0027]一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0028]一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0029]本专利技术有益效果
[0030]本专利技术将中继节点残余自干扰等效为目的节点处的多径信号，在源节点进行OFDM调制，并在中继节点进行放大转发时对中继转发信号进行置零编码；置零编码消除了残余自干扰带来的等效多径信号的符号间干扰部分，抑制残余自干扰中的符号间干扰分量，提升中继链路的链路容量；OFDM及其循环前缀的引入对于等效多信号的符号内干扰部分进行分集利用和抑制；同时，利用梯度下降法求解最佳中继放大系数，以此作为中继节点放大转发的放大系数，以得到最佳链路容量；
[0031]本专利技术对于全双工中继节点处经过自干扰抑制后的残余自干扰信号，在目的节点处进行分集利用和抑制，消除其符号间干扰分量，获得部分循环正交的符号内干扰分量的分集增益，大幅提升中继链路的链路容量，相比于传统的频分双工和时分双工技术，理论上增加一倍的频谱效率或减少一半的点到点时延。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的系统模型图，其中S为源节点，R为中继节点，D为目的节点；
[0033]图2为本专利技术的流程图；
[0034]图3为源节点发射机框图；
[0035]图4为中继节点信号处理框图；
[0036]图5为目的节点接收机框图；
[0037]图6为置零编码OFDM相对于OFDM的性能增益；
[0038]图7为最佳归一化放大系数验证。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的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。
[0040]结合图1至图7。
[0041]一种同时同频全双工中继放大转发残余自干扰抑制方法：
[0042]所述方法具体包括以下步骤：
[0043]步骤一、通过导频等方法进行信道估计，得到源节点S、中继节点R和目的节点D之间信道系数，确定OFDM循环前缀长度N
cp
及子载波数N
sc
；
[0044]步骤二、以目的节点D的信干噪比为目标函数，利用梯度下降法求解最佳中继放大系数；
[0045]步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时同频全双工中继放大转发残余自干扰抑制方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：步骤一、通过导频进行信道估计，得到源节点S、中继节点R和目的节点D之间信道系数，确定OFDM循环前缀长度N
cp
及子载波数N
sc
；步骤二、以目的节点D的信干噪比为目标函数，利用梯度下降法求解最佳中继放大系数；步骤三、源节点S根据步骤一的OFDM循环前缀长度N
cp
及子载波数N
sc
进行OFDM调制后发送信号；中继节点R接收信号进行自干扰消除后，根据步骤二中求得的最佳中继放大系数进行置零编码及放大处理，进行全双工转发；步骤四、目的节点D收中继节点R的转发信号和源节点S的直达信号，进行去循环前缀、均衡和OFDM解调。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：在步骤一中，述源节点S与目的节点D之间信道的系数为h
SD
，源节点S与中继节点R之间的信道系数为h
SR
，中继节点R与目的节点D之间的信道系数为h
RD
，中继节点R的等效自干扰抑制信道为h
RR
。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于：在步骤二中，目的节点接收信干噪比为其中，μ为归一化功率放大系数，μ＝|α|2＝|βh
RR
|2，μ∈(0,1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟维晓，戚航瑀，叶亮，马琳，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：