[发明专利]基于极化斜投影的功放非线性影响下的MIMO全双工自干扰消除方法

摘要

本发明公开了一种基于极化斜投影的功放非线性影响下的MIMO全双工自干扰消除方法，属于无线通信技术领域。本发明利用信号的极化域，在接收端利用自干扰信号和期望信号的极化状态构建斜投影矩阵，将自干扰投影到投影矩阵的零空间达到消除自干扰的目的，并且能够保留期望信号。本发明不需要对功放非线性进行建模，不用复杂的预估算法，实时性强，在系统发射功率持续增加的情况下，本发明都能对系统的自干扰进行有效的消除。

主权项

1.基于极化斜投影的功放非线性影响下的MIMO全双工自干扰消除方法，其特征在于：首先，通过发射端已知的天线极化状态以及自干扰信道和期望信道的信道信息计算到达接收端时的自干扰的极化状态矩阵和期望信号的极化状态矩阵；然后通过得到的自干扰和期望信号的极化状态矩阵计算斜投影算子，实现在自干扰影响下的期望信号接收；用x(n)表示原始的基带发射信号，当受到功放非线性的影响后，功放输出信号x^PA(n)可以表示为输入信号的多项式函数，如式(1)所示L表示非线性阶数，a_l表示非线性增益；接收信号表示为其中和分别是发送的自干扰信号和期望信号，G和H分别是自干扰信道和期望信道，w(n)表示加性高斯白噪声(AWGN)；具体表示如下；其中，是每根发射天线的极化状态；是与式(1)中x^PA(n)相似的受到功放非线性影响的自干扰信号，则是发射的期望信号；其中每一个元素表示第j个发射天线到第i对正交双极化接收天线之间的去极化信道；g_ij表示空间衰落因子，表示的是极化信道；其中，K是信道的莱斯因子；和是信道矩阵的相干部分和不相干部分；期望信道与自干扰信道具有相同的结构，可以表示为其中每一个元素表示第j个发射天线到第i对正交双极化接收天线之间的去极化信道；h_ij表示空间衰落因子，表示的是极化信道；其中w_i(n)＝[w_H(n),w_V(n)]^T(i＝1,2,…,N_R)中的w_H(n)和w_V(n)分别表示高斯白噪声w_i(n)的水平和垂直分量；w_H(n)和w_V(n)服从均值为0方差为的复高斯分布；对式(2)进行变形，将信号的极化信息与时域波形信息分离开如下y(n)＝Ax^I(n)+Bx^S(n)+w(n)             (8)其中矩阵表示接收到的自干扰信号的极化状态矩阵，其中的每个元素表示的是受到功放非线性影响时域波形信号向量；同样地，矩阵表示的是接收到的期望信号的极化状态矩阵，其中的每个元素为表示的是期望信号的时域波形；从式(8)可以看出，包含有极化状态信息的矩阵A和B可以通过已知的信道状态信息以及发射信号的极化状态计算得到；最终，用斜投影算子左乘接收信号消除自干扰，在自干扰信号的影响下保留期望信号。