5G无线技术
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用户2
道分配方案提出了次优方案。
24
铂松信息
第六章 5G无线技术
6.1
全双工技术
6.2
非正交多址
6.3
Massive MIMO
6.4
调制和编码技术
6.5
毫米波通信
25
铂松信息
6.2 非正交多址
• 5G 移动网络上的多路访问是一个新的且具有挑战性的研究课题，
因为它需要提供大量的访问，同时系统吞吐量大和延迟低，在最有
一、利用空间衰减或介质隔离抑制自干扰
• 对于具有独立收发天线的全双工系统，
收发天线之间存在空间传播损耗。为
了将自干扰消除，通常使用增加发射
天线和接收天线间距离的方式。由于
UE2
UE1
各种具体问题的限制，发送和接收天
UE1
线之间的距离受限。分布式天线技术
可以为全双工系统提供更大的空间隔
UE1
UE2
UE2
射频调制
相互干扰，这一双工方式也被
射频干扰消除
基带参考信号
叫做单信道全双工方式或同频
基带干扰消除
同时全双工方式。
产生基带信号
检测基带信号
发射机部分
接收机部分
4
铂松信息
6.1.2全双工与半双工模式性能对比
技术含量
光谱效率
避免载波冲突
隐藏终端问题
半双工
低
需要载波感应
地址不对
全双工
高（几乎是原来两倍）
不需要载波感应
• 2、减少功率消耗并且降低网络传输延迟
• 3、大幅增加了可靠性
• 4、还可以与其他技术相结合
30
铂松信息
6.2.3.1NOMA串行干扰消除技术
一、串行干扰消除技术的原理
b1
用户1
n个用户
信号排序
r (t )
匹配滤波器 y1
MF检测器
a1
幅度估计
s1
扩频序列
g1
r1 (t )
再生器
第1级干扰消除
b2
^
^
^
信道参数，信道估值为ℎ = [ℎ1 , ℎ2 , ⋯ , ℎ ]，设估计偏差为ℎ ，则
^
ℎ = ℎ + ℎ
干扰去除的计算可由下式算出：
E[ he (n) ]
E[ I e (n) 2 ]
10 log
10
log
E[ I (n) 2 ]
E[ h(n) ]
• 当射频干扰消除能力提高时，数字干扰能力随之下降。这也是由于
5G无线技术
6.1
全双工技术
6.2
非正交多址
6.3
Massive MIMO
6.4
调制和编码技术
6.5
毫米波通信
1
铂松信息
6.1 全双工技术
Massive
MIMO
非正交多址技术
频分双工
5G无线技术
全双工技术
时分双工
调制和编码技术
毫米波通信
2
铂松信息
6.1 全双工技术
• 更大的系统容量、更大的上行覆
4个需求，非正交多址相对正交多址来说都有较大优势；发展非正交
多址和接入技术对于5G的应用来说是十分重要的。
29
铂松信息
6
msbit
M
//ss2 bit / s
1G
10~100G
10~100T
1ms
bit
10
/ km
6.2.2NOMA应用场景分析
场景
连续广域覆盖
热点高容量
低功率大容量
低时延高可靠
关键挑战
离。
7
铂松信息
6.1.3.2天线干扰消除
二、利用天线方向性抑制自干扰
• 如果全双工通信节点的发射和接收目
标用户方向不同，可以使用两根定向
半双工用户M1
天线分别对准发射和接收方向。如果
要接收不同方向的数据，可以使用两
根辐射方向不同的天线分别发送和接
收数据。
全双工基站
半双工用户M2
8
铂松信息
6.1.3.2天线干扰消除
点，可以根据不同的要求选择不同的协议来提高性能。一些基本的
中继协议如下：
放大转发
解码转发
AF协议
DF协议
压缩转发
存储转发
CF协议
SF协议
20
铂松信息
6.1.5全双工中动态资源分配
一、双工模式选择
单独全双工模式
无线环境
复杂
混合双工模式
混合双工下的
用户调度
机会混合双工
认知无线环境下
的混合模式
21
铂松信息
Rx
Tx
播环境中存在反射体，则接收到的干
扰信号中存在多径分量。即使可以调
分路器
节参考信号与能量最强的直射信号，
功放
也无法去除其他路径信号，限制了干
S r (t )
St (t )
增益延时
相位调节
合路器
LNA
控制器
上变频
扰消除能力。多延迟抽头结构的射频
rssi检测
下变频
ADC
DAC
干扰消除可以解决上述问题。
6.1.5全双工中动态资源分配
二、天线模式选择
TX
RX
节点1
TX
节点2
RX
节点1
TX
节点2
RX
（a）
RX
节点1
RX
节点2
RX
（c）
RX
（b）
TX
TX
TX
RX
节点1wenku.baidu.com
节点2
TX
TX
（d）
22
铂松信息
6.1.5全双工中动态资源分配
三、功率分配
• 功率分配需要收发链路的协同优化，对于现实来说，这种问题可以描述
射频干扰消除同时降低了干扰导频信号的功率，因而恶化了干扰信
铂松信息
道的估计精度，进而影响到数字干扰消除的能力。
18
6.1.4.1全双工中中继网络编码
分布式空时码
• 第一个编码考虑理想的自干扰消除
• 第二个编码能够容忍一定程度的剩余自干扰信号
异或网络编码
• 可以增加通信系统的分集增益，能明显提升全双工系统的比特出错率
三、使用波束成形抑制自干扰
Tx1
l
l
接
收
机
分
路
器
Rx
l
Tx1
发
射
机
接
收
机
分
路
器
Rx
l
2
Tx 2
Tx 2
(a)
发
射
机
(b)
• 接收天线波束成形：通过调节接收天线的幅度相位对收到的信号进
行加权，从而达到所需要的理想效果。如果接收波束在干扰到达方
向上的接收增益非常低，则在该方向入射的干扰信号将被显著抑制。
获取射频模拟信号
射频参考信号包括与自干扰
信号相同的失真特性
容易构建模拟
自干扰基带信号
从发射机基带模拟信号经过
转换和上变频得到
需要数字信号处理的支持
16
铂松信息
6.1.3.3射频干扰消除
三、直接耦合自干扰消除和数字辅助自干扰消除
数字控制器
延迟时间的
调整
控制基带模拟信号
重构
基带信号重新配置
幅相控制装
控制算法的
置的精度
调整
RF模拟信号从
接收机变频为负
消除干扰
铂松信息
17
6.1.3.4数字干扰消除
• 干扰信号的重建过程为干扰基带信号与信道估计的卷积，
则干扰为：
^
I e (n) h x(n) h x(n) he x(n)
• 其中：设信道脉冲响应的真实值为ℎ = [ℎ1 , ℎ2 , , ℎ ]，ℎ 表示第径的
解决了的
低
拥塞
高
端到端的延时
高
低
主要接收器的检测
不可靠
可靠
可用的信噪比区域
高信噪比
低中信噪比
中断概率
误码概率
丢包率
链路可信度
高
高
低
高
低
低
高
低
（取决于FD的MAC层调度）
5
铂松信息
6.1.3.1全双工的自干扰问题
• 这种从发射机泄漏到接收机的干扰信号称为双工干扰信号。在线
性时不变系统中，发射机理论上可以完全消除干扰信号。此时，
马尔可夫低密度奇偶校验码
• 可以有效对全双工二进制可擦除中继信道的传输性能进行提升
联合网络编码和信道编码
• 联合网络编码通过结合马尔可夫网络编码和递归联合解码，可以提供
比半双工模式更好的性能增益
19
铂松信息
6.1.4.2全双工中继传输协议
• 全双工中继传输支持多种中继协议。每个协议都有自己的优点和缺
为在这些条件下分配的每个发射天线的功率以最大化系统和容量。由于
这类问题是NP-hard问题，因此需要放宽条件，将其转化为凸优化问题。
通信过程中存在干扰
同时最大容量有限
移动终端（常规双工）
基站（全双工）
拉格朗日乘子法
• 如果基站或终端的优化功率分配为零，则系统会降级
• 功率分配实际上为切换双工模式下的优化问题
10
铂松信息
6.1.3.2天线干扰消除
三、使用波束成形抑制自干扰
Rx1
Tx2
e
d
Rx2
Tx1
d
e
移相器 分路器
合路器
分路器
干扰消除
• 联合天线波束成形：联合使用上述发射和接收波束成形的方法，可
以获得两次干扰消除的效果。
• 发射天线对称设置于一条直线上，接收天线对称设置于与其垂直的
另一条直线上。
三、使用波束成形抑制自干扰
• 波束成形的方法是利用发射或接收端的多天线系统，通过对信号
进行加权处理获得方向性的增益或在某些方向上实现干扰抑制。
Tx
Tx
1
1
发
射
发 机
射
机
Tx1 l
接
分
Rx
收
路
l
分 器
接 机
l 收
Rx
路
2
器
机
l
Tx 2
2
发
射
发 机
射
机
Tx1 l
接
分
Rx
收
路
l
接 机
分 器
Rx
23
铂松信息
6.1.5全双工中动态资源分配
四、多用户系统资源的分配
• 由于全双工系统上下行信道资源
重叠，链路用户之间相互交互必
须共同优化上下行信道分配
• 优化标准可以最大化利用总吞吐
量及比例公平性。考虑具有分布
式基站接收天线的小区结构用户
资源分配方案和遍历用户的上/
用户间干扰
信道分配
用户1
下行模式的计算复杂性，各种信
接收机可以将处理后的双工干扰信号作为导频信号进行信道估计，
并提高精确性。所以，接收机可以通过精确的信道估计还原全双
工自干扰信号，接着将其从接收到的信号中剔除。这样，接收机
就可以完全消除双工干扰信号，得到一个纯粹的远程目标信号。
发射
自干扰信号
发射
信号传输
节点A
节点A
接收
铂松信息
接收
6
6.1.3.2天线干扰消除
可以在相同的频率和相同的时间内同时发送信息。
27
铂松信息
6.2.1.1正交多址与非正交多址
• 非正交多址允许所有用户共享所有获得的自由度。系统设计之初，是
建立在各用户的信息可混叠这一基础上，且可创建别名，因此为系统
设计提供了正交访问的灵活性。
28
铂松信息
6.2.1.2非正交多址特性
• 从正交/非正交的比较分析中可以看出，对于5G的广覆盖、大容量等
方法，需要的弱信号通过ADC造成的
量化损失可以很小。高效的射频消除
显著减少了ADC的位数，并提高了后
续数字干扰消除的性能。
13
铂松信息
6.1.3.3射频干扰消除
一、单抽头和多抽头模拟的自干扰消除
• 接收干扰延迟与参考信号延迟不同，
降低了消除干扰的能力，特别是对于
自干扰
远端信源
远端信宿
宽带信号。另外，如果天线周围的传
下变频
功放
LNA
除干扰。基带模拟干扰消除是从发射
机的基带信号或由基带信号重构的低
频信号中获取模拟参考信号，通过从
分路器
射频干扰重构
变频信号中减去模拟参考信号来实现
干扰消除。
Tx St (t )
铂松信息
Rx S r (t )
15
6.1.3.3射频干扰消除
二、射频模拟与基带模拟干扰消除
单抽头结构简单
直接从发射机的功放输出端
数字干扰消除
St ( n)
S r ( n)
铂松信息
14
6.1.3.3射频干扰消除
二、射频模拟与基带模拟干扰消除
S r ( n)
St ( n)
• 射频模拟干扰消除指模拟参考信号取
ADC
DAC
自发射机链路的射频信号部分（即含
有载波的高频信号），通过从接收机
基带干扰重构
的射频信号中减去射频参考信号来消
上变频
发信号的频率正交性，因而相对全双
工系统更容易实现。
12
铂松信息
6.1.3.3射频干扰消除
• 由于CCFD的同频和同步收发能力，
本地设备发送的信号在其自身的接收
信道中会产生强烈的干扰。
• 为了避免这种现象，模拟信道的输出
需要满足ADC 的动态范围要求，并
避免了通过模拟域进一步去除自干扰
信号后ADC的阻塞和饱和。通过这种
铂松信息
11
6.1.3.2天线干扰消除
四、共用收发天线的自干扰抑制方法
• 全双工系统的天线通常采用收发天线
分离的架构。近年来也有学者采用单
天线进行全双工收发。
环形器
发射端
自干扰
端口1
• 实际上，在频分双工系统中就有采用
环行器隔离发射和接收信号，实现单
天线收发的技术，由于其同时存在收
端口3
接收端
端口2
100/用户体
验速率
用户体验速率：1G/
峰值速率：10~100G/
流量密度：10~100T/
连接数密度：
/
低功耗低成本
空口时延：1ms
端到端时延：ms级
可靠性：接近100%
• 作为新的多址技术，NOMA有很多优点：
• 1、提高频谱效率并且增加设备访问容量
l 收
路
机
器
l
Tx 2
Tx 2
(a)
Tx 2
(b)
• 发射天线波束成形：调整多个发射天线的相位和幅度，使得接收天
(a)
(b)
线处于发射信号空间零点以降低双工干扰。
• 这种方法原则上可以消除特定频率的干扰，但对于宽带信号，偏离
铂松信息
该频率点的信号无法满足路程差为半波长的条件。
9
6.1.3.2天线干扰消除
用户2
MF检测器
盖范围、信道干扰均衡较容易
• 高效灵活地利用所有可用带宽，
上下行链路的一致性较好
目前广泛应用的通信系统均没有达到真正的全双工
3
铂松信息
6.1.1 全双工基本原理
接收天线
发射天线
• 这种双工方式可以在同样的频
射频参考信号
谱资源和时间的基础上实现发
射和接收，并采用干扰消除的
方式减少发射与接收链路间的
射频解调
希望的 5G多址技术中，NOMA越来越受到关注。
26
铂松信息
6.2.1什么是NOMA
• NOMA通过多路访问来进行解决相关问题。频分多址对传统方式
的提高点在于NOMA 以全新的分配形式满足人们的需求，从而达
到提高系统吞吐量的目的。此外，NOMA的采用大大提高了系统
用户的公平性和频谱效率。与其他正交多址解决方案相比，用户
道分配方案提出了次优方案。
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铂松信息
第六章 5G无线技术
6.1
全双工技术
6.2
非正交多址
6.3
Massive MIMO
6.4
调制和编码技术
6.5
毫米波通信
25
铂松信息
6.2 非正交多址
• 5G 移动网络上的多路访问是一个新的且具有挑战性的研究课题，
因为它需要提供大量的访问，同时系统吞吐量大和延迟低，在最有
一、利用空间衰减或介质隔离抑制自干扰
• 对于具有独立收发天线的全双工系统，
收发天线之间存在空间传播损耗。为
了将自干扰消除，通常使用增加发射
天线和接收天线间距离的方式。由于
UE2
UE1
各种具体问题的限制，发送和接收天
UE1
线之间的距离受限。分布式天线技术
可以为全双工系统提供更大的空间隔
UE1
UE2
UE2
射频调制
相互干扰，这一双工方式也被
射频干扰消除
基带参考信号
叫做单信道全双工方式或同频
基带干扰消除
同时全双工方式。
产生基带信号
检测基带信号
发射机部分
接收机部分
4
铂松信息
6.1.2全双工与半双工模式性能对比
技术含量
光谱效率
避免载波冲突
隐藏终端问题
半双工
低
需要载波感应
地址不对
全双工
高（几乎是原来两倍）
不需要载波感应
• 2、减少功率消耗并且降低网络传输延迟
• 3、大幅增加了可靠性
• 4、还可以与其他技术相结合
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铂松信息
6.2.3.1NOMA串行干扰消除技术
一、串行干扰消除技术的原理
b1
用户1
n个用户
信号排序
r (t )
匹配滤波器 y1
MF检测器
a1
幅度估计
s1
扩频序列
g1
r1 (t )
再生器
第1级干扰消除
b2
^
^
^
信道参数，信道估值为ℎ = [ℎ1 , ℎ2 , ⋯ , ℎ ]，设估计偏差为ℎ ，则
^
ℎ = ℎ + ℎ
干扰去除的计算可由下式算出：
E[ he (n) ]
E[ I e (n) 2 ]
10 log
10
log
E[ I (n) 2 ]
E[ h(n) ]
• 当射频干扰消除能力提高时，数字干扰能力随之下降。这也是由于
5G无线技术
6.1
全双工技术
6.2
非正交多址
6.3
Massive MIMO
6.4
调制和编码技术
6.5
毫米波通信
1
铂松信息
6.1 全双工技术
Massive
MIMO
非正交多址技术
频分双工
5G无线技术
全双工技术
时分双工
调制和编码技术
毫米波通信
2
铂松信息
6.1 全双工技术
• 更大的系统容量、更大的上行覆
4个需求，非正交多址相对正交多址来说都有较大优势；发展非正交
多址和接入技术对于5G的应用来说是十分重要的。
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铂松信息
6
msbit
M
//ss2 bit / s
1G
10~100G
10~100T
1ms
bit
10
/ km
6.2.2NOMA应用场景分析
场景
连续广域覆盖
热点高容量
低功率大容量
低时延高可靠
关键挑战
离。
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铂松信息
6.1.3.2天线干扰消除
二、利用天线方向性抑制自干扰
• 如果全双工通信节点的发射和接收目
标用户方向不同，可以使用两根定向
半双工用户M1
天线分别对准发射和接收方向。如果
要接收不同方向的数据，可以使用两
根辐射方向不同的天线分别发送和接
收数据。
全双工基站
半双工用户M2
8
铂松信息
6.1.3.2天线干扰消除
点，可以根据不同的要求选择不同的协议来提高性能。一些基本的
中继协议如下：
放大转发
解码转发
AF协议
DF协议
压缩转发
存储转发
CF协议
SF协议
20
铂松信息
6.1.5全双工中动态资源分配
一、双工模式选择
单独全双工模式
无线环境
复杂
混合双工模式
混合双工下的
用户调度
机会混合双工
认知无线环境下
的混合模式
21
铂松信息
Rx
Tx
播环境中存在反射体，则接收到的干
扰信号中存在多径分量。即使可以调
分路器
节参考信号与能量最强的直射信号，
功放
也无法去除其他路径信号，限制了干
S r (t )
St (t )
增益延时
相位调节
合路器
LNA
控制器
上变频
扰消除能力。多延迟抽头结构的射频
rssi检测
下变频
ADC
DAC
干扰消除可以解决上述问题。
6.1.5全双工中动态资源分配
二、天线模式选择
TX
RX
节点1
TX
节点2
RX
节点1
TX
节点2
RX
（a）
RX
节点1
RX
节点2
RX
（c）
RX
（b）
TX
TX
TX
RX
节点1wenku.baidu.com
节点2
TX
TX
（d）
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铂松信息
6.1.5全双工中动态资源分配
三、功率分配
• 功率分配需要收发链路的协同优化，对于现实来说，这种问题可以描述
射频干扰消除同时降低了干扰导频信号的功率，因而恶化了干扰信
铂松信息
道的估计精度，进而影响到数字干扰消除的能力。
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6.1.4.1全双工中中继网络编码
分布式空时码
• 第一个编码考虑理想的自干扰消除
• 第二个编码能够容忍一定程度的剩余自干扰信号
异或网络编码
• 可以增加通信系统的分集增益，能明显提升全双工系统的比特出错率
三、使用波束成形抑制自干扰
Tx1
l
l
接
收
机
分
路
器
Rx
l
Tx1
发
射
机
接
收
机
分
路
器
Rx
l
2
Tx 2
Tx 2
(a)
发
射
机
(b)
• 接收天线波束成形：通过调节接收天线的幅度相位对收到的信号进
行加权，从而达到所需要的理想效果。如果接收波束在干扰到达方
向上的接收增益非常低，则在该方向入射的干扰信号将被显著抑制。
获取射频模拟信号
射频参考信号包括与自干扰
信号相同的失真特性
容易构建模拟
自干扰基带信号
从发射机基带模拟信号经过
转换和上变频得到
需要数字信号处理的支持
16
铂松信息
6.1.3.3射频干扰消除
三、直接耦合自干扰消除和数字辅助自干扰消除
数字控制器
延迟时间的
调整
控制基带模拟信号
重构
基带信号重新配置
幅相控制装
控制算法的
置的精度
调整
RF模拟信号从
接收机变频为负
消除干扰
铂松信息
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6.1.3.4数字干扰消除
• 干扰信号的重建过程为干扰基带信号与信道估计的卷积，
则干扰为：
^
I e (n) h x(n) h x(n) he x(n)
• 其中：设信道脉冲响应的真实值为ℎ = [ℎ1 , ℎ2 , , ℎ ]，ℎ 表示第径的
解决了的
低
拥塞
高
端到端的延时
高
低
主要接收器的检测
不可靠
可靠
可用的信噪比区域
高信噪比
低中信噪比
中断概率
误码概率
丢包率
链路可信度
高
高
低
高
低
低
高
低
（取决于FD的MAC层调度）
5
铂松信息
6.1.3.1全双工的自干扰问题
• 这种从发射机泄漏到接收机的干扰信号称为双工干扰信号。在线
性时不变系统中，发射机理论上可以完全消除干扰信号。此时，
马尔可夫低密度奇偶校验码
• 可以有效对全双工二进制可擦除中继信道的传输性能进行提升
联合网络编码和信道编码
• 联合网络编码通过结合马尔可夫网络编码和递归联合解码，可以提供
比半双工模式更好的性能增益
19
铂松信息
6.1.4.2全双工中继传输协议
• 全双工中继传输支持多种中继协议。每个协议都有自己的优点和缺
为在这些条件下分配的每个发射天线的功率以最大化系统和容量。由于
这类问题是NP-hard问题，因此需要放宽条件，将其转化为凸优化问题。
通信过程中存在干扰
同时最大容量有限
移动终端（常规双工）
基站（全双工）
拉格朗日乘子法
• 如果基站或终端的优化功率分配为零，则系统会降级
• 功率分配实际上为切换双工模式下的优化问题
10
铂松信息
6.1.3.2天线干扰消除
三、使用波束成形抑制自干扰
Rx1
Tx2
e
d
Rx2
Tx1
d
e
移相器 分路器
合路器
分路器
干扰消除
• 联合天线波束成形：联合使用上述发射和接收波束成形的方法，可
以获得两次干扰消除的效果。
• 发射天线对称设置于一条直线上，接收天线对称设置于与其垂直的
另一条直线上。
三、使用波束成形抑制自干扰
• 波束成形的方法是利用发射或接收端的多天线系统，通过对信号
进行加权处理获得方向性的增益或在某些方向上实现干扰抑制。
Tx
Tx
1
1
发
射
发 机
射
机
Tx1 l
接
分
Rx
收
路
l
分 器
接 机
l 收
Rx
路
2
器
机
l
Tx 2
2
发
射
发 机
射
机
Tx1 l
接
分
Rx
收
路
l
接 机
分 器
Rx
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铂松信息
6.1.5全双工中动态资源分配
四、多用户系统资源的分配
• 由于全双工系统上下行信道资源
重叠，链路用户之间相互交互必
须共同优化上下行信道分配
• 优化标准可以最大化利用总吞吐
量及比例公平性。考虑具有分布
式基站接收天线的小区结构用户
资源分配方案和遍历用户的上/
用户间干扰
信道分配
用户1
下行模式的计算复杂性，各种信
接收机可以将处理后的双工干扰信号作为导频信号进行信道估计，
并提高精确性。所以，接收机可以通过精确的信道估计还原全双
工自干扰信号，接着将其从接收到的信号中剔除。这样，接收机
就可以完全消除双工干扰信号，得到一个纯粹的远程目标信号。
发射
自干扰信号
发射
信号传输
节点A
节点A
接收
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接收
6
6.1.3.2天线干扰消除
可以在相同的频率和相同的时间内同时发送信息。
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6.2.1.1正交多址与非正交多址
• 非正交多址允许所有用户共享所有获得的自由度。系统设计之初，是
建立在各用户的信息可混叠这一基础上，且可创建别名，因此为系统
设计提供了正交访问的灵活性。
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6.2.1.2非正交多址特性
• 从正交/非正交的比较分析中可以看出，对于5G的广覆盖、大容量等
方法，需要的弱信号通过ADC造成的
量化损失可以很小。高效的射频消除
显著减少了ADC的位数，并提高了后
续数字干扰消除的性能。
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6.1.3.3射频干扰消除
一、单抽头和多抽头模拟的自干扰消除
• 接收干扰延迟与参考信号延迟不同，
降低了消除干扰的能力，特别是对于
自干扰
远端信源
远端信宿
宽带信号。另外，如果天线周围的传
下变频
功放
LNA
除干扰。基带模拟干扰消除是从发射
机的基带信号或由基带信号重构的低
频信号中获取模拟参考信号，通过从
分路器
射频干扰重构
变频信号中减去模拟参考信号来实现
干扰消除。
Tx St (t )
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Rx S r (t )
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6.1.3.3射频干扰消除
二、射频模拟与基带模拟干扰消除
单抽头结构简单
直接从发射机的功放输出端
数字干扰消除
St ( n)
S r ( n)
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6.1.3.3射频干扰消除
二、射频模拟与基带模拟干扰消除
S r ( n)
St ( n)
• 射频模拟干扰消除指模拟参考信号取
ADC
DAC
自发射机链路的射频信号部分（即含
有载波的高频信号），通过从接收机
基带干扰重构
的射频信号中减去射频参考信号来消
上变频
发信号的频率正交性，因而相对全双
工系统更容易实现。
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6.1.3.3射频干扰消除
• 由于CCFD的同频和同步收发能力，
本地设备发送的信号在其自身的接收
信道中会产生强烈的干扰。
• 为了避免这种现象，模拟信道的输出
需要满足ADC 的动态范围要求，并
避免了通过模拟域进一步去除自干扰
信号后ADC的阻塞和饱和。通过这种
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6.1.3.2天线干扰消除
四、共用收发天线的自干扰抑制方法
• 全双工系统的天线通常采用收发天线
分离的架构。近年来也有学者采用单
天线进行全双工收发。
环形器
发射端
自干扰
端口1
• 实际上，在频分双工系统中就有采用
环行器隔离发射和接收信号，实现单
天线收发的技术，由于其同时存在收
端口3
接收端
端口2
100/用户体
验速率
用户体验速率：1G/
峰值速率：10~100G/
流量密度：10~100T/
连接数密度：
/
低功耗低成本
空口时延：1ms
端到端时延：ms级
可靠性：接近100%
• 作为新的多址技术，NOMA有很多优点：
• 1、提高频谱效率并且增加设备访问容量
l 收
路
机
器
l
Tx 2
Tx 2
(a)
Tx 2
(b)
• 发射天线波束成形：调整多个发射天线的相位和幅度，使得接收天
(a)
(b)
线处于发射信号空间零点以降低双工干扰。
• 这种方法原则上可以消除特定频率的干扰，但对于宽带信号，偏离
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该频率点的信号无法满足路程差为半波长的条件。
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6.1.3.2天线干扰消除
用户2
MF检测器
盖范围、信道干扰均衡较容易
• 高效灵活地利用所有可用带宽，
上下行链路的一致性较好
目前广泛应用的通信系统均没有达到真正的全双工
3
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6.1.1 全双工基本原理
接收天线
发射天线
• 这种双工方式可以在同样的频
射频参考信号
谱资源和时间的基础上实现发
射和接收，并采用干扰消除的
方式减少发射与接收链路间的
射频解调
希望的 5G多址技术中，NOMA越来越受到关注。
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6.2.1什么是NOMA
• NOMA通过多路访问来进行解决相关问题。频分多址对传统方式
的提高点在于NOMA 以全新的分配形式满足人们的需求，从而达
到提高系统吞吐量的目的。此外，NOMA的采用大大提高了系统
用户的公平性和频谱效率。与其他正交多址解决方案相比，用户