[发明专利]一种基于相位噪声高斯白化的单载波全双工极化自干扰消除方法

摘要

本发明公开了一种基于相位噪声高斯白化的单载波全双工极化自干扰消除方法，属于无线通信技术领域。本发明提出了一种同时消除相位噪声对自干扰信号和期望信号影响的极化自干扰消除算法，该算法分为两步，第一步利用酉矩阵旋转特性把相位噪声对自干扰信号的影响转化为对期望信号和白噪声的影响，并用重构信号抵消自干扰信号；第二步利用酉矩阵旋转特性把相位噪声对期望信号的影响转化为对白噪声的影响，恢复出期望信号。数值仿真和分析表明本发明提出的算法有效的解决了发射端和接收端相位噪声对自干扰信号消除和对期望信号恢复的影响，在恢复出期望信号的前提下提升了自干扰消除量。

主权项

一种基于相位噪声高斯白化的单载波全双工极化自干扰消除方法，具体步骤如下：步骤一：消除相位噪声对自干扰信号的影响接收信号经过下变频后为：yL(t)=EhsEvsejδsej(φst(t)+φr(t))+EhiEviejδiej(φit(t)+φr(t))+NhL(t)NvL(t)---(1)]]>其中和分别为用Jones矢量表示的接收到的基带期望信号和自干扰信号，Ehs和Evs分别表示期望信号H路和V路的幅度，Ehi和Evi分别表示自干扰信号H路和V路的幅度，δs和δi分别表示期望信号和自干扰信号的相位角，φst(t)和φit(t)分别表示期望信号和自干扰信号的发射机本振引入的相位噪声，φr(t)表示接收机本振引入的相位噪声，为2维高斯白噪声，nhc和nhs分别为H路的同相和正交分量，nvc和nvs分别为V路的同相和正交分量，根据酉矩阵旋转特性，采用Stokes参量推理可将公式(1)变形为：yL(t)=EhsEvsejδs+EhiEviejδiej(φit(t)-φst(t))+NhL′(t)NvL′(t)---(2)]]>其中且和同分布，和同分布，即分别与的均值和方差都相同，利用本地发射端反馈的自消除信号yCL(t)进行自干扰消除，则消除自干扰后的信号yLR(t)可以表示为：yLR(t)=yL(t)-ycl(t)=EhsEvsejδs+EhiEviejδiej(φit(t)-φst(t))+NhL′(t)NvL′(t)-EhsEvsejδs=EhiEviejδiej(φit(t)-φst(t))+NhL′(t)NvL′(t)---(3)]]>步骤二：消除相位噪声对期望信号的影响采用Stokes参量推理，可以将公式(3)的表达形式变换为：yLR(t)=EhiEviejδi+NhL′′(t)NvL′′(t)---(4)]]>其中中各分量跟各分量独立同分布；步骤三：对两步消除后的信号进行匹配滤波利用期望信号的极化状态进行匹配接收，则如式(5)所示：yLR′(t)=Ps^H·yLR(t)=[cos(ϵs)sin(ϵs)e-jδs]·{EhiEviejδi+NhL′′(t)NvL′′(t)}=[cos(ϵs)sin(ϵs)e-jδs]EhiEviejδi+[cos(ϵs)sin(ϵs)e-jδs]NhL′′(t)NvL′′(t)=s(t)+NhL′′′(t)NvL′′′(t)---(5)]]>其中为利用最小方差估计准则估计出的期望信号极化状态，其中εs为期望信号的极化状态幅度比的相位描述子，s(t)为滤波后恢复出的期望信号。