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摘要：同时同频全双工在相同频率资源上同时进行信号的收发，频谱利用率理论上可以提升1倍，因此受到广泛关注。然而，全双工设备在接收信号的同时，也会遭受本地信号发射带来的强干扰。针对强干扰信号的非线性典型特征，分析了非线性自干扰抑制技术，并探讨大功率发射和阵列天线场景中，可能的非线性干扰抑制方法，为大功率、多天线全双工设备研制提供架构和算法层面的设计指导。
关键词：同时同频全双工；自干扰；干扰抑制；非线性
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2021.12.007
概述
同时同频全双工是指一套通信设备使用相同的频率资源，同时发射并接收电磁信号。理论上它可以将无线通信频谱资源利用率翻一倍，因此受到了工业界与学术界的广泛深入关注。
同时同频全双工在发射信号的同时会对本地接收机造成强干扰，称为“自干扰”。因此，同时同频全双工在实际应用中需要解决的最大问题就是自干扰的抑制问题。如图1所示，在第4代蜂窝移动通信系统中，自干扰的总抑制能力需要达到158dB量级。因此，为了使同时同频全双工无线通信走向实用化，自干扰抑制是需要首先解决的问题。
图1 同时同频全双工无线通信发射与接收信号强度对比
目前广泛采用的同时同频全双工自干扰抑制技术主要可以分为三大方面：空间域、模拟域以及数字域的自干扰抑制。空间域自干扰抑制是指通过天线布置等方法提高收发通道的隔离度，实现对自干扰信号的抑制，主要方法包括发射和接收（TR）分离、电磁波隔离和天线模式分集。模拟域自干扰抑制是利用发射机基带或者射频自干扰信号作为参考源，在接收机射频前端产生模拟自干扰信号的副本并进行抵消。数字域自干扰抑制是利用数字自干扰信号作为参考源，在接收机数字域估计自干扰信号的多径信道、非线性特征等参数并抑制。一种典型的自干扰抑制案例如图2所示。
图2 一种典型的同时同频全双工自干扰抑制架构
针对强干扰信号的非线性典型特征，本文分析了非线性自干扰抑制技术，研究了针对发射端、接收端以及收发联合非线性自干扰抑制的方法，并探讨大功率发射和阵列天线场景中，可能的非线性干扰抑制方法。本文研究成果，可以为大功率、多天线全双工设备研制提供架构和算法层面的设计指导。
