[发明专利]宽带无线全双工MIMO通信系统回波自干扰自适应抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种宽带无线全双工MIMO通信系统回波自干扰自适应抑制方法。

背景技术

无线全双工FD通信技术具有在单信道条件下同时、同频收发无线信号的特点，可以在高效利用有限的无线频谱资源的同时，同时解决无线移动网构架中隐藏终端、减少网络时延等问题，已成为新一代无线通信系统研究的热门技术。然而，由于无线全双工系统同时、同频收发信号，通信系统除了收到来自其他通信节点的有用发送信号，还会收到来自自身天线的发送信号，即回波自干扰信号。由于通信系统接收天线与其发射天线间的距离，远小于与相邻节点的发射天线之间的距离，根据信号路径损耗原理可知，全双工通信节点的回波自干扰信号会远远大于来自其他节点的有用发射信号，从而导致系统性能恶化。

现有全双工系统回波自干扰信号抑制方法已有很多，例如，被动式自干扰抑制和主动式自干扰抑制，其主要思路是：在增大同系统收发天线间距、改变收发天线的收发方向，或采用具有正交偏振状态的天线对的基础上，结合使用基带处理算法对接收信号进行滤波，从而实现对回波自干扰的抑制。例如Shenghong Li等人在“Full-Duplex Wireless Communication using Transmitter Output Based Echo Cancellation”中提出了一种全双工FD被动式自干扰抑制方法，采用距离间隔为20cm的收发天线对，并利用最小二乘LS算法对混有干扰信号的接收信号进行滤波处理，该方法可以有效抑制FD系统自干扰信号。但是，现有的大多数全双工自干扰抑制方法均基于单天线SISO配置，难以匹配目前各类新型无线通信系统基于多天线MIMO配置的需求，因此如何实现多天线MIMO系统自干扰抑制非常迫切；其次，前述的最小二乘LS算法虽然抑制性能理想，但是其算法参数相对固定且并不能依据实际信号的动态变化进行实时的自适应调整，若面对实际的大宽带、非静态环境且复杂分布的无线通信信号，则难以获得优良的抑制性能；此外，最小二乘LS算法运算过程需要计算高阶矩阵的求逆运算，计算复杂度非常高，实现代价与成本难以承受；最后，现有自干扰抑制方法并未考虑非理想衰落信道对全双工传输性能的影响，从而降低了现有自干扰抑制方案的实用价值，因此在抑制回波自干扰信号的同时，如何有效克服远端信道因频率选择性衰落所带来的误码率性能损失，具有重要的现实意义与应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽带无线全双工MIMO通信系统回波自干扰自适应抑制方法，旨在解决现有全双工自干扰抑制方法基于单天线配置、未考虑非理想衰落信道对信号影响、以及系统实现复杂度高的问题。

本发明是这样实现的，一种宽带无线全双工MIMO通信系统回波自干扰自适应抑制方法，该宽带无线全双工MIMO通信系统回波自干扰自适应抑制方法将迭代滤波法的迭代思想运用到回波自干扰抑制方法中，通过自适应迭代算法；

具体包括以下步骤：

步骤一，接收机收到来自于远端通信节点有用信号与来自于近端节点回波自干扰信号相叠加的混合信号；

步骤二，选择近端接收端处自干扰抑制模块中的自适应算法，设置相关参数初始值，开始迭代；

步骤三，根据天线数判断迭代是否结束，若结束，再对最大迭代次数判断最佳权值矢量的迭代是否结束，若结束，即获得较准确的自干扰估计信号，否则，继续迭代；

步骤四，从总体接收信号中滤除估计出的回波自干扰信号，以获得来自远端节点的有用传输信号，可将该信号送入后续的MIMO译码检测单元，以获得对远端发送信号的准确估计。

进一步，该宽带无线全双工MIMO通信系统回波自干扰自适应抑制方法的具体步骤如下：

步骤一：近端通信节点的接收信号为：

t^R(n)＝H^FE(n)t^FE(n)+H^NE(n)t^NE(n)+w(n)；

其中，为来自远端节点的有用目标接收信号；而为近端节点自身发射信号，即回波自干扰信号；分别表示近端和远端第j(j＝N₁,…,N_T)条天线上的发送信号；与分别为远端和近端发射信号的信道转移函数；w(n)为信道加性高斯白噪声；其中，N_T表示通信节点发射天线数目，N_R是接收天线数目，N_f是信号每帧长度，(·)^T表示对矩阵或矢量的转置运算符号；