[發(fā)明專利]數(shù)字基帶回波抵消器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110265248.7
• 申請(qǐng)日: 2011-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN102325104A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏威;劉正平;何子述;劉暢;周建林;蔣鑫宇;吳輝;徐婷;徐萍;李金政;陳曉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);廣東明家科技股份有限公司;東莞電子科技大學(xué)電子信息工程研究院
• 主分類號(hào): H04L25/02
• 分類號(hào): H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所 51124
• 代理人: 李順德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地面數(shù)字電視廣播技術(shù)，特別涉及一種地面數(shù)字電視廣播同頻直放站中數(shù)字基帶回波抵消器。

背景技術(shù)

無線同頻直放站通過將接收的基站信號(hào)放大后再轉(zhuǎn)發(fā)出去，來提高信號(hào)的覆蓋范圍。但是由于其收發(fā)天線之間存在耦合，部分轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)會(huì)返回接收端，形成回波干擾與基站信號(hào)一同被接收。此時(shí)如果直放站增益大于收發(fā)天線間的隔離度，回波干擾信號(hào)將在直放站與回波信道組成的回路中被循環(huán)放大，導(dǎo)致系統(tǒng)自激；即使直放站增益小于收發(fā)天線間的隔離度，系統(tǒng)不產(chǎn)生自激，回波干擾也將影響信號(hào)質(zhì)量。

為抑制回波干擾和降低自激風(fēng)險(xiǎn)，目前大多數(shù)字基帶處理器采用回波干擾抑制(Interference?Cancellation?System，ICS)的方法，即在直放站中安裝回波抵消器，在時(shí)域估計(jì)回波信道和回波干擾，然后從接收信號(hào)中減去回波估計(jì)值。其中回波信道估計(jì)是回波消除的關(guān)鍵，一般采用自適應(yīng)算法或發(fā)送訓(xùn)練序列來估計(jì)回波信道。對(duì)于自適應(yīng)算法，有基于最小均方誤差準(zhǔn)則的最小均方(least?mean?square?algorithm，LMS)算法和基于最小二乘準(zhǔn)則的遞推最小二乘(recursive?least?square，RLS)算法最為流行。其中DLMS(Delayed?Least?mean?square)算法因其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好和易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于數(shù)字基帶回波抵消器中，但定步長DLMS算法需要在跟蹤性能和失調(diào)誤差中進(jìn)行折中。

目前，雖然有大量的技術(shù)文獻(xiàn)在研究實(shí)數(shù)DLMS算法的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，但針對(duì)復(fù)數(shù)DLMS算法的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)幾乎從未有文獻(xiàn)提及，而數(shù)字基帶回波抵消器中所使用的是復(fù)數(shù)DLMS算法，這就給數(shù)字基帶回波抵消器的實(shí)現(xiàn)帶來了一定的困難；同時(shí)，由于相同階數(shù)的復(fù)數(shù)DLMS算法所使用的資源至少是實(shí)數(shù)DLMS算法的3倍以上，故資源瓶頸也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字基帶回波抵消器所必須解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種數(shù)字基帶回波抵消器，采用N倍折疊和脈動(dòng)(Systolic)技術(shù)，即多個(gè)相同的處理單元(本發(fā)明中為濾波器)按照一定的規(guī)則組成的網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)現(xiàn)相同階數(shù)的變步長DLMS算法時(shí)，可以節(jié)省資源，解決資源瓶頸問題；同時(shí)采用變步長的方法可提高算法的收斂速度以及改善對(duì)回波信道和干擾的跟蹤性能。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，數(shù)字基帶回波抵消器，包括R個(gè)濾波器，所述濾波器具有變步長DLMS算法結(jié)構(gòu)，每個(gè)濾波器結(jié)構(gòu)相同，其中含有加法器和乘法器，所述加法器為復(fù)數(shù)加法器，所述乘法器為復(fù)數(shù)乘法器，其特征在于，所述濾波器采用折疊方式進(jìn)行自適應(yīng)濾波處理，所述R個(gè)濾波器能夠進(jìn)行M階自適應(yīng)濾波處理，R、M為正整數(shù)，且M≥R。

進(jìn)一步的，所述復(fù)數(shù)乘法器具有2級(jí)流水線結(jié)構(gòu)。

具體的，所述濾波器由FPGA構(gòu)成。

更具體的，R＝8，M＝16。

進(jìn)一步的，如果M＝N×R，則每個(gè)濾波器能夠進(jìn)行N階自適應(yīng)濾波處理，N為正整數(shù)。

進(jìn)一步的，如果M＝K×A+L×B，其中A+B＝R，則A個(gè)濾波器都能夠進(jìn)行K階自適應(yīng)濾波處理，B個(gè)濾波器都能夠進(jìn)行L階自適應(yīng)濾波處理；A、B、K、L均為正整數(shù)。

本發(fā)明的有益效果是，因?yàn)椴捎昧苏郫B技術(shù)，即用一個(gè)功能單元可以實(shí)現(xiàn)折疊前N個(gè)功能單元的功能，故在實(shí)現(xiàn)相同階數(shù)的變步長DLMS算法時(shí)，可以節(jié)省資源，從而降低了成本。同時(shí)變步長DLMS算法可提高算法的收斂速度以及改善對(duì)回波信道和干擾的跟蹤性能。脈動(dòng)結(jié)構(gòu)中處理單元之間高度流水化和規(guī)則化，而流水化意味著系統(tǒng)吞吐率大，規(guī)則化意味著版圖流片成功率大，故本發(fā)明的回波抵消器的吞吐率大且易于實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1是具有回波抵消器的無線同頻直放站結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是基于脈動(dòng)結(jié)構(gòu)的八階變步長DLMS算法的回波抵消器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是普通處理單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是復(fù)數(shù)乘法器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明處理單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

d(n)表示期望信號(hào)，e(n)表示誤差信號(hào)，x(n)表示誤差信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后的發(fā)射信號(hào)其同時(shí)也是濾波器的輸入信號(hào)，G表示功率放大器的增益；

D表示一個(gè)時(shí)鐘單位延遲，LD表示L個(gè)時(shí)鐘單位延遲，x(n-L)和e(n-L)表示x(n)和e(n)延遲L個(gè)時(shí)鐘單位后的信號(hào)，表示延遲L個(gè)時(shí)鐘單位后的回波估計(jì)值，CA表示復(fù)數(shù)加法器；