基于MIMO的同時(shí)同頻全雙工關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、同時(shí)同頻全雙工（CCFD）是指在同一個(gè)物理信道上同時(shí)實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送兩個(gè)方向的信號(hào)傳輸，可將系統(tǒng)頻譜利用率提高一倍，有著廣泛的應(yīng)用前景。本課題主要從物理層和MAC層，分別研究基于MIMO系統(tǒng)的同時(shí)同頻全雙工關(guān)鍵技術(shù)。本文首先介紹了CCFD的基本概念、研究背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀；接著詳細(xì)闡述了CCFD的基本原理，分析總結(jié)了天線、射頻和數(shù)字等三大干擾對(duì)消技術(shù)，并介紹了對(duì)稱與非對(duì)稱等全雙工MAC協(xié)議。
　　對(duì)全雙工物理層，提出了一種基于逐幸

2、存路徑處理P S P-LMS算法的數(shù)字干擾對(duì)消算法。本算法綜合考慮了系統(tǒng)非線性失真以及本振相位噪聲的影響，通過抑制非線性諧波分量和相位噪聲分量，獲得部分干擾對(duì)消增益。通過自干擾信號(hào)和待接收信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合信道估計(jì)，并結(jié)合自適應(yīng)迭代算法，實(shí)現(xiàn)了更加精確的自干擾信道估計(jì)，進(jìn)一步獲得干擾對(duì)消增益。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：（1）當(dāng)要達(dá)到10-3的BER性能，對(duì)于MIMO系統(tǒng)待接收信號(hào)可獲得2dB性能增益；（2）采用聯(lián)合信道估計(jì)算法，自干擾信道估計(jì)精度高達(dá)

3、50dB以上；（3）考慮系統(tǒng)非線性和相位噪聲影響分別獲得14dB和6dB性能增益,采用PSP-LMS算法可進(jìn)一步獲得約5dB的干擾對(duì)消性能增益。
　　對(duì)全雙工MAC層，提出了一種基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的集中式的全雙工MAC協(xié)議，采用了全雙工隨機(jī)爭(zhēng)用、全雙工集中調(diào)度、集中塊確認(rèn)等三大機(jī)制。在信道爭(zhēng)用時(shí)，通過AP全雙工發(fā)送信道爭(zhēng)用回復(fù)，減少了信道爭(zhēng)用時(shí)來自隱藏節(jié)點(diǎn)的碰撞問題；在數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，通過AP全雙工與半雙工發(fā)送、對(duì)稱與非對(duì)稱

4、全雙工調(diào)度，最大程度利用全雙工發(fā)送機(jī)會(huì)。綜合考慮了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械母蓴_情況，根據(jù)干擾水平調(diào)整發(fā)送速率；并考慮了全雙工系統(tǒng)中自干擾信號(hào)殘余等對(duì)系統(tǒng)吞吐量性能的影響。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案能顯著提升IEEE802.11的性能，有著更大的網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能和較好的用戶接入公平性，和基于CSMA/CA的半雙工系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)吞吐量性能提高121％，和FD-MAC全雙工協(xié)議[5]相比，鏈路層吞吐量提升達(dá)28%。
　　最后，給出了本文結(jié)論及下一步工作。研究