專利名稱：數(shù)字基帶回波抵消器的制作方法
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放大后再轉(zhuǎn)發(fā)出去，來提高信號的覆蓋范圍。但是由于其收發(fā)天線之間存在耦合，部分轉(zhuǎn)發(fā)信號會返回接收端，形成回波干擾與基站信號一同被接收。此時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質(zhì)量。為抑制回波干擾和降低自激風(fēng)險，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，在時域估計回波信道和回波干擾，然后從接收信號中減去回波估計值。其中回波信道估計是回波消除的關(guān)鍵，一般采用自適應(yīng)算法或發(fā)送訓(xùn)練序列來估計回波信道。對于自適應(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)定性好和易于實現(xiàn)等優(yōu)點而被廣泛用于數(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)誤差中進行折中。目前，雖然有大量的技術(shù)文獻在研究實數(shù)DLMS算法的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)，但針對復(fù)數(shù)DLMS 算法的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)幾乎從未有文獻提及，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現(xiàn)帶來了一定的困難；同時，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數(shù)DLMS算法的3倍以上，故資源瓶頸也是實現(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(Systolic)技術(shù)，即多個相同的處理單元(本發(fā)明中為濾波器)按照一定的規(guī)則組成的網(wǎng)絡(luò)。在實現(xiàn)相同階數(shù)的變步長DLMS算法時，可以節(jié)省資源，解決資源瓶頸問題；同時采用變步長的方法可提高算法的收斂速度以及改善對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個濾波器，所述濾波器具有變步長DLMS算法結(jié)構(gòu)，每個濾波器結(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行自適應(yīng)濾波處理，所述R個濾波器能夠進行M階自適應(yīng)濾波處理，R、M為正整數(shù)，且M彡R0進一步的，所述復(fù)數(shù)乘法器具有2級流水線結(jié)構(gòu)。
具體的，所述濾波器由FPGA構(gòu)成。更具體的，R= 8，M = 16。進一步的，如果M = NXR，則每個濾波器能夠進行N階自適應(yīng)濾波處理，N為正整數(shù)。進一步的，如果M = KXA+LXB，其中A+B = R，則A個濾波器都能夠進行K階自適應(yīng)濾波處理，B個濾波器都能夠進行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，因為采用了折疊技術(shù)，即用一個功能單元可以實現(xiàn)折疊前N 個功能單元的功能，故在實現(xiàn)相同階數(shù)的變步長DLMS算法時，可以節(jié)省資源，從而降低了成本。同時變步長DLMS算法可提高算法的收斂速度以及改善對回波信道和干擾的跟蹤性能。脈動結(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現(xiàn)。


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是實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中d(n)表示期望信號，e (η)表示誤差信號，χ (η)表示誤差信號經(jīng)功率放大器放大后的發(fā)射信號其同時也是濾波器的輸入信號，G表示功率放大器的增益； D表示一個時鐘單位延遲，LD表示L個時鐘單位延遲，χ (n_L)和e (n_L)表示χ (η) 和e (η)延遲L個時鐘單位后的信號，幻表示延遲L個時鐘單位后的回波估計值，CA表示復(fù)數(shù)加法器；μ (η)表示DLMS算法的步長，Xfilter (η)表示濾波器的輸入信號，Xupdate (η)表示權(quán)系數(shù)更新模塊的輸入信號，Xfilter (η-1)和^jdate(Ii-I)表示 iltCT(n)和、dat 延遲1個時鐘單位后的輸出信號以供給下一個濾波器使用，Yfilter(η)表示輸入信號經(jīng)過一階濾波器的輸出信號。圖中A和、表示輸入信號χ (η)的I、Q兩路即χ(η)的實部和虛部，Ii1和hQ 表示濾波器的權(quán)向量h(n)的I、Q兩路即h(n)的實部和虛部，Y1和yQ表示輸出信號的I、Q 兩路即1的實部和虛部；CA表示復(fù)數(shù)加法器(complex adder)，CM表示復(fù)數(shù)乘法器(complex multiplier)，21+0和21+1分別表示偶數(shù)和奇數(shù)處理時刻，( | 0)和(sx|l)分別表示折疊集χ中的偶數(shù)和奇數(shù)處理單元。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。具有回波抵消器的無線同頻直放站的模型如圖1所示，該回波抵消器采用變步長 DLMS算法估計回波信道和回波干擾。
η時刻接收端接收到的總信號為d(n) = r (η) +y (η) +ν (η)(1)= r (η) +hHx (η) +ν (η)其中，h表示回波信道。從接收端接收到的總信號減去回波干擾估計值，即回波抵消后，可得誤差信號。e(n) = d(n)-y(n) (2)=d(n)-hH(n)x(n)其中，y(n)是回波干擾實際值，表示回波干擾估計值，&表示回波信道估計值，kH…;)表示對A…；)做共軛轉(zhuǎn)置。信道估計根據(jù)變步長DLMS算法更新，有h(n +1) = h(n) + μ(η - D)e (η - D)x(n - D)(3)
權(quán)利要求
1.數(shù)字基帶回波抵消器，包括R個濾波器，所述濾波器具有變步長DLMS算法結(jié)構(gòu)，每個濾波器結(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行自適應(yīng)濾波處理，所述R個濾波器能夠進行M階自適應(yīng)濾波處理，R、M為正整數(shù)，且M彡R。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字基帶回波抵消器，其特征在于，所述復(fù)數(shù)乘法器具有2級流水線結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字基帶回波抵消器，其特征在于，所述濾波器由FPGA構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字基帶回波抵消器，其特征在于，R= 8，M = 16。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任意一項所述的數(shù)字基帶回波抵消器，其特征在于，如果M= NXR， 則每個濾波器能夠進行N階自適應(yīng)濾波處理，N為正整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 4任意一項腿的數(shù)字基帶回波抵消器，其特征在于，如果M= KXA+LXB， 其中A+B = R，則Λ個濾波器都能夠進行K階自適應(yīng)濾波處理，B個濾波器都能夠進行L·階自適應(yīng)濾波處理；Α、B、K、L均為正整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字基帶回波抵消器。本發(fā)明公開了一種數(shù)字基帶回波抵消器，采用N倍折疊和脈動技術(shù)，在實現(xiàn)相同階數(shù)的變步長DLMS算法時，可以解決回波抵消器資源瓶頸問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是，數(shù)字基帶回波抵消器，包括R個濾波器，所述濾波器具有變步長DLMS算法結(jié)構(gòu)，每個濾波器結(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，所述濾波器采用折疊方式進行自適應(yīng)濾波處理，所述R個濾波器能夠進行M階自適應(yīng)濾波處理，R、M為正整數(shù)，且M≥R。本發(fā)明采用了折疊技術(shù)，即用一個功能單元可以實現(xiàn)折疊前N個功能單元的功能，在實現(xiàn)相同階數(shù)的變步長DLMS算法時，可以節(jié)省資源，降低成本。
文檔編號H04L25/02GK102325104SQ201110265248
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者何子述, 劉正平, 劉暢, 吳輝, 周建林, 夏威, 徐婷, 徐萍, 李金政, 蔣鑫宇, 陳曉峰 申請人:東莞電子科技大學(xué)電子信息工程研究院, 廣東明家科技股份有限公司, 電子科技大學(xué)