[发明专利]基于极化信息处理的自干扰消除方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种无线通信系统中基于极化信息处理的自干扰消除方法。 

背景技术

随着无线通信技术及业务的发展，无线网络正面临着有限频谱资源与大量业务对频谱资源需求的矛盾。为此，业界提出了全双工技术，全双工技术是一种新型的双工技术，允许通信双方同时使用相同的频段进行通信，实现不可再生频谱资源的高效利用。 

如图1，示出了采用正交的单极化天线实现对自干扰信号的物理隔离的全双工点对点通信系统模型示意图，包括： 

本地节点N1，由本地发送机和本地接收机组成； 

远端节点N2，由远端发送机和远端接收机组成； 

M001为本地节点的本地发送机的发送天线，是水平单极化天线； 

M002为本地节点的本地接收机的接收天线，是垂直单极化天线； 

M003为远端节点的远端发送机的发送天线，是垂直单极化天线； 

M004为远端节点的远端接收机的接收天线，是水平单极化天线。 

全双工模式下接收机接收到的信号主要包含自干扰信号和期望信号，其中： 

自干扰信号是由本地发送机发送并被本地接收机接收的信号，传输距离短，信号强度强。 

期望信号是由远端发送机发送并被本地接收机接收的信号，传输距离远，信号强度弱。 

全双工技术的实现主要依赖物理层和MAC层的技术支持。通信双方传输信号在时频域的完全重叠使得接收机面临强自干扰，由于接收机动态范围不能满足接收信号的动态范围，从而影响了期望信号的接收，因此自干扰消除是实现全双工的核心环节。 

在现有应用中，以本地节点为例，本地接收机和本地发送机分别采用垂直和水平的正交的单极化天线实现对自干扰信号的物理隔离，由于复杂的无线信道可能改变自干扰信号的极化状态，即存在去极化，使得到达接收机的自干扰信号与接收天线并非完全隔离，从而导致自干扰消除性能下降。 

本发明针对上述问题，充分考虑了无线信道的复杂性，采用极化信息处理的方式进行自干扰消除，实现了不同信号的极化区分，增强了自干扰消除方案对无线信道的适应性，提高了自干扰消除性能。 

发明内容

本发明为了提高全双工通信中复杂无线信道条件下的自干扰消除性能，适应信道环境，提出了一种通 信系统中基于极化信息处理的自干扰消除方法，该方法包括： 

本地发送机向本地接收机发送自干扰信号，远端发送机向本地接收机发送期望信号，其中自干扰信号的发送极化状态I_t与期望信号的发送极化状态S_t正交； 

本地发送机和远端发送机发送的信号均被分为控制信息和数据信息，其中控制信息采用半双工模式传输，数据信息采用全双工模式传输； 

本地接收机对经过通信信道传输的自干扰信号和期望信号进行接收，由于I_t与S_t正交，使得经过无线信道到达本地接收机时自干扰信号的接收极化状态I_r与期望信号的接收极化状态S_r不交连，从而本地接收机能够对极化状态不交连的自干扰信号和期望信号予以区分； 

需要说明的是，极化信号经过任意实际无线信道，由于信道环境的反射、散射等因素，都会产生极化状态偏移，使得到达接收机的极化状态与发送机发送的极化状态不相等，但是实测结果表明，在发送极化状态正交的情况下，到达接收机的极化状态仍不交连。本发明仅以莱斯信道为例进行说明，但自干扰消除方法也适用于其他的实际无线信道。 

本地接收机接收到接收信号后，首先对接收信号的承载信息类型进行判断，所述接收信号的承载信息类型包括控制信息和数据信息；其中，接收信号为控制信息代表其接收到采用半双工模式进行传输的信息，该接收信号根据发送源不同可以是来自远端发送机的期望信号或来自本地发送机的自干扰信号，接收信号为数据信息则代表接收到采用全双工模式进行传输的信息，那么该接收信号为自干扰信号与期望信号的混合信号；如果接收信号是控制信息，则执行接收信号的接收极化状态估计；如果接收信息是数据信息，则执行自干扰消除。 

具体可执行以下步骤：如果接收到的是控制信息，则对控制信息的发送源进行判断，若控制信息来自本地发送机，则执行自干扰信号的接收极化状态估计和存储；若控制信息来自远端发送机，则执行期望信号的接收极化状态估计和存储；执行完接收信号的接收极化状态估计后，返回到本地接收机对接收信号的承载信息进行判断的步骤；