论文研究-全双工MIMO系统自干扰消除与波束赋形联合优化算法研究 .pdf
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中国科技论文在线
全双工 MIMO 系统自干扰消除与波束赋形
联合优化算法研究
刘志尧，温志刚
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（北京邮电大学电子工程学院，北京 100876） 5
作者简介：刘志尧（1993 年-），男，硕士研究生，主要研究方向：无线通信
通信联系人：温志刚（1971 年-），男，教授，主要研究方向：无线通信与网络虚拟化，凸优化等. E-mail:
zwen@bupt.edu.cn
摘要：全双工通信技术作为热点研究领域，自干扰消除是全双工通信领域研究的一项关键点。
在一种简单的单向双跳全双工 MIMO 中继通信系统中，利用相位补偿的方式对中继自干扰
信号进行抑制。基于最小化均方误差（MSE）准则的目标优化问题，优化问题中将源、中继、
目标节点的波束赋形矩阵进行联立，最后利用凸优化理论将目标问题进行求解。为了降低算10
法复杂度，基于信道矩阵对角化的迭代方法将被应用。利用仿真软件可以验证上述算法的可
行性与有效性。
关键词：通信原理与基本技术；全双工；自干扰消除技术；波束赋形
中图分类号：TN92
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Self-interference Suppressing and Design of Beamforming in
Duplex
Liu Zhiyao, Wen Zhigang
(School of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing
100876) 20
Abstract: Full-duplex communication technology is a hotspot research field, self-interference
suppressing is a key point in the full-duplex communication.In this paper, a single - directional two -
hop full-duplex MIMO relay communication system model is established, in this model,a kind of
self-interference suppressing method based on phase compensation is proposed.Based on the
minimization error (MSE), this paper establishes a target optimization problem by combining the
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beamforming of source, relay and destination node.Finally, an iterative algorithm based on SVD
algorithm is applied to solve the target problem, and the feasibility and effectiveness of the algorithm
are verified by simulation software.
Keywords: communication principles and basic techniques; full-duplex; suppressing of
self-interference; beamforming
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0 引言
从 20 世纪 60 年代起，无线通信成为通信领域的研究主题已有半个世纪，但近十余年这
一领域才得到飞速发展。在这一时期里，移动通信技术从第一代发展到目前的第四代，伴随
而来的是其传输能力、承载业务能力的逐渐增强
[1]
。如今，5G 通信已经呼之欲出，作为 5G35
的关键技术——全双工 MIMO 技术，是本文研究的重点。
作为 5G 的关键技术，全双工（FDR，Full-duplex）技术凭借其频率复用特点而备受业
界关注。在全双工系统中，通信系统中的信号收发器的发射天线和接收天线间隔的距离不大，
使得接收到的自干扰信号的功率大小有可能是有用信号功率的几倍，因此，对于一个同时同
频的全双工系统而言，要想实现信号的正常接收，必须有效的抑制自干扰信号。 40
对于单向全双工 MIMO 中继系统的自干扰消除主要集中在数字域，即在发射端部署预
编码器，接收端部署译码器，根据信道信息设计编译码器来抑制自干扰信号。编码器的设计
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