现代通信技术课件.ppt

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1、自干扰消除（SIC）在5G和超5G中的应用1.SIC应用的背景和意义2.SIC架构：成本和集成驱动3.不需要修改标准的应用4.SIC对5G的影响5.结论SIC应用的背景和意义以上的引用得到了一个无线通信网络设计中的一个基本的假设：无线电设备只能工作在同一频道的半双工模式或不同信道全双工模式。因此，目前的无线通信系统设备无一例外的采用时分或频分技术来实现上下行链路双向通信，如图1所示。单一的上行链路或下行链路无法实现全双工通信。在无线频谱资源日益紧张的今天，如何有效的利用有限的频谱资源是一个比较重要的问题。由于干扰的原因，无线电设备在同样的频带下去接收和发射一般是

2、并不可能的。(AndreaGoldsmith,无线通信)图1如果无线传输能够完全消除自干扰，未来的5G无线网络将会怎样变化呢？业界和学术界都已经在自干扰消除(SIC)方面取得巨大的进步，SIC在5G和超5G的有限的频谱资源内能够去支持未来数据损耗、无缝全球漫游、高通量服务和低延迟应用成本效率的要求。SIC提供了能够去补偿和维持5G技术向密集的异构网络演化的潜力，并且能够被用在无线通信系统的多个方面，包括：增加链路容量、频谱虚拟化、任意分割双工（ADD）等。SIC应用的背景和意义为什么同频全双工很难去实现呢？当一个无线电设备发射一个信号，这信号的一部分能够被它自己

3、的接收器接收到。这些无用的自干扰信号比那些预期的接收信号强数十亿倍（100dB+），如图2所示。图2图1显示了不同的应用关于标准化需求方面怎样受到SIC不同程度的影响，并且你能够看到几个应用即使没有修改标准也能够被实现。然而一些应用需要修改标准。图1SIC在未来5G网络中的应用将取决于监管机构认可。监管机构认可包括标准的采用（例如，5G）也还有监管机构管理的频谱政策变化。但并不是所有的应用都需要修改标准，事实上，一些应用什么都不需要。SIC架构：成本和集成驱动为什么自干扰很难去消除？有两种影响需要处理：接收机饱和和非线性自干扰。如果输入信号超出一个被模数转换器（

4、ADC）分辨率所决定的特定的水平，无线电设备中的接收器链就会饱和。即使接收器不饱和，一旦无线发射信号被转换为模拟信号和向上调制到正确的载波频率，无线发射链中的模拟器件就会使得信号线性失真和非线性失真。没有计算所有这些模拟失真就直接减去一个“已知的”基带发射信号确实没效果。而SIC架构的目标就是去仿真和预测这些失真以便于能够在接收器端补偿它们。图2为了去阻止接收器饱和，自干扰信号在它抵达到低噪声放大器（LAN）（图2中蓝色显示部分）之前一定要被完全消除在射频端的模拟转换器中。为了完全地消除数字信号干扰，运作在收发器和基带调制器之间的数字基带IQ信号样本一定要模拟所

5、有的非线性失真（图2中紫色显示部分）。SIC架构：成本和集成驱动一个SIC解决方案集成的成本和难易程度主要是由射频消除电路的大小和复杂性所决定。射频消除电路能够实现从一个离散的板级解决方案到一个多芯片模块（MCM）再到一个单芯片射频集成电路（RFIC）。在另一方面，因为最先进的数字消除算法是相似于数字预失真（DPD），所以它们很容易被集成，而从资源需求和集成的角度来看，DPD是一个存在于大多数无线通信系统中的越来越普遍的特征。不需要修改标准的应用大部分的蜂窝电话产业的成功可以归因于标准的发展和应用，这是一个对技术变革的速度和方向有重要影响的核心的校准机制。然而以

6、下的例子是一个SIC应用没有修改任何标准就能够被用来实现巨大的网络利益的实例。图3自干扰是一种出现在许多情况下的现象。如图3所示，对于FDD系统，例如：即使当无线设备在不同的信道发送和接收，传输干扰仍旧影响接收机，除非它在模拟的收发器前端被过滤。然而滤波器只能工作在狭窄地预定义的固定带，并且经常在大功率应用中体积过大而且重。自干扰消除解决了这样的问题，可以发送和接收在多个频段。这不仅使自适应FDD滤波器成为可能，而且它大大简化了像载波聚合的应用射频前端，并且使无线电设备能够做出更小，更轻，更高效的滤波器。不需要修改标准的应用复用用于回程的接入频谱，消除与小蜂窝网

7、回程有关的挑战小蜂窝网和异构网络是种很有前途的系统概念，这能够使5G网络支持很高的移动数据量，凭借它们更小的广播信号覆盖区可使频谱资源在空间上被重复利用。小蜂窝网通常依赖于带外资源（光纤，微波，等等）用于回程，但这已成为一个严重的挑战，因为有线连接的成本是高昂的，微波回程需要视线，并且在非视距（NLOS）的城市环境能支持良好传播的低频率是完全没有的。图4解决此困境的一个可能的解决方案是利用同一频谱，同时，对于接入和回程使用LTE协议如图4所示。在下行信道，当小蜂窝网发送信号到用户设备（UE）同时将会接收到从宏基站传来的信号。在上行通道，当小蜂窝网发送数据到宏基站

8、同时将会接收到从用户设备