專利名稱：Lte-ics干擾自消除系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線電傳輸領(lǐng)域，涉及第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G) LTE無(wú)線同頻直放站，尤其涉及一種應(yīng)用于LTE無(wú)線同頻直放站的干擾自消除系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)移動(dòng)通信事業(yè)的飛速發(fā)展以及第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)的研發(fā)熱度的不斷提高，移動(dòng)通信用戶量正不斷地增加，以至蜂窩規(guī)劃越來(lái)越小，基站位置越來(lái)越低；直放站是一種用于彌補(bǔ)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中基站覆蓋不足，擴(kuò)大基站覆蓋范圍，填充覆蓋盲區(qū)的一種極其有效的設(shè)備。其中，LTE無(wú)線同頻直放站作為直放站中常見的一種，起著重要的作用。常規(guī)的LTE無(wú)線同頻直放站中，對(duì)于TDD模式或者FDD模式，其施主天線在隔離度有限的情況下將不可避免會(huì)接收到重發(fā)天線發(fā)出的信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑反射回到施主天線后就會(huì)對(duì)直放站的工作造成干擾，影響波形質(zhì)量，當(dāng)反饋信號(hào)大于原始輸入信號(hào)的時(shí)候就會(huì)引起直放站自激，情況嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致直放站系統(tǒng)崩潰，甚至燒壞功放；由于回波信號(hào)的頻率是直放站自身的工作頻率，因此這種干擾是無(wú)法通過(guò)常規(guī)的濾波來(lái)進(jìn)行頻域處理。

發(fā)明內(nèi)容
因此，針對(duì)上述的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種ICS回波抵消技術(shù)，以解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。ICS (Interference Cancellation System)即干擾消除系統(tǒng),對(duì)于工作頻帶內(nèi)的干擾信號(hào)，常規(guī)的射頻濾波器沒(méi)有很好的辦法在頻域上進(jìn)行解決；而通過(guò)ICS系統(tǒng)，則可以通過(guò)數(shù)字處理技術(shù)來(lái)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行消除。即使反饋干擾信號(hào)大于接收到的基站信號(hào)的情況下，ICS系統(tǒng)仍然能夠保持覆蓋信號(hào)質(zhì)量。為了解決上 述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種LTE-1CS干擾自消除系統(tǒng)，包括順次連接的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一復(fù)混頻處理單元、DDC模塊、ICS回波自消模塊、DUC模塊、第二復(fù)混頻處理單元和DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；其特征在于，所述ICS回波自消模塊包括:第一累加器單元，將一路疊加了反饋信號(hào)與原始信號(hào)的系統(tǒng)輸入信號(hào)d與另一路系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)I進(jìn)行相減，得到消除反饋之后的信號(hào)e ;增益控制單元，通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中的增益控制參數(shù)k進(jìn)行增益控制；延時(shí)單元，包括N個(gè)延時(shí)發(fā)生器，將輸入該單元的信號(hào)延遲不同個(gè)CHIP時(shí)間，得到N個(gè)期望信號(hào),記為Xp x2、…、xN;XCORR模塊，采用XCORR自相關(guān)技術(shù)、并根據(jù)延時(shí)單元所輸出的N個(gè)期望信號(hào)以及消除反饋之后的信號(hào)e產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)濾波系數(shù)，記為Cl、C2,…、cN ；LMS模塊，將XCORR模塊得到的自適應(yīng)濾波系數(shù)Cl、c2、…、cN分別與延時(shí)單元輸出的期望信號(hào)…、xN相乘，得到估計(jì)的LMS回波幅度,記為n、…、yN，即Y1=C1Xx1,
l2~C2 ^ Χ2 *** YN-cN ^ ΧΝ !
第二累加器單元，包括N個(gè)累加器，對(duì)LMS模塊得到的LMS回波幅度n…、yN分別進(jìn)行累加處理，并輸出累加結(jié)果y ;上述單兀模塊的連接關(guān)系如下:第一累加器單兀的第一輸入端接于DDC模塊的輸出端，該DDC模塊輸出疊加了反饋信號(hào)與原始信號(hào)的系統(tǒng)輸入信號(hào)d，第一累加器單元的第二輸入端接于輸出了系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)y的第二累加器單元的輸出端，第一累加器單元的輸出端接于增益控制單元的輸入端；增益控制單元的輸出端一路接于XCORR模塊的輸入端，增益控制單元的輸出端另一路接于延時(shí)單元的輸入端；延時(shí)單元的輸出端接于XCORR模塊的輸入端和LMS模塊的輸入端，XCORR模塊的輸出端接于LMS模塊的輸入端，LMS模塊的輸出端接于第二累加器單元的輸入端。進(jìn)一步的，所述DDC模塊包括CIC濾波器和補(bǔ)償濾波器，所述CIC濾波器進(jìn)行P倍抽取，所述補(bǔ)償濾波器進(jìn)行Q倍抽??；所述DUC模塊包括第二補(bǔ)償濾波器和第二 CIC濾波器，所述第二補(bǔ)償濾波器采用Q倍插值，所述第二 CIC濾波器采用P倍插值。更進(jìn)一步的，所述CIC濾波器進(jìn)行5倍抽取，所述補(bǔ)償濾波器進(jìn)行2倍抽??；所述第二補(bǔ)償濾波器采用2倍插值，所述第二 CIC濾波器采用5倍插值。信號(hào)在經(jīng)過(guò)CIC濾波器的5倍抽取之后，對(duì)于LTE信號(hào)而言，帶寬都比較大，因此帶內(nèi)邊沿會(huì)被CIC濾波器的抽取而衰減，此時(shí)采用2倍抽取的補(bǔ)償濾波器來(lái)補(bǔ)償LTE信號(hào)的帶內(nèi)衰減，使之平坦。一種LTE-1CS干擾自消除方法，包括以下步驟:步驟1:通過(guò)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將模擬中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字中頻信號(hào)；步驟2:通過(guò)第一復(fù)混頻處理單元將數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行信道混頻處理，將信號(hào)頻譜搬移至零中頻；步驟3:通過(guò)DDC模塊進(jìn)行數(shù)字下變頻處理；
·
步驟4:通過(guò)ICS回波自消模塊進(jìn)行回波消除處理，利用XCORR自相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)回波延時(shí)點(diǎn)的提取，利用LMS自適應(yīng)濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)回波幅度的估計(jì)；其具體處理過(guò)程如下:將一路疊加了反饋信號(hào)與原始信號(hào)的系統(tǒng)輸入信號(hào)d與另一路系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)y進(jìn)行相力口，得到消除反饋之后的信號(hào)e ;通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中的增益控制參數(shù)k對(duì)消除反饋之后的信號(hào)e進(jìn)行增益控制；將消除反饋之后的信號(hào)e延遲不同個(gè)CHIP時(shí)間，得到N個(gè)期望信號(hào)，記為Xl、X2、…、xN ;采用XCORR自相關(guān)技術(shù)并根據(jù)上述N個(gè)期望信號(hào)以及消除反饋之后的信號(hào)e產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)濾波系數(shù),記為CpC2'…、cN ;將自適應(yīng)濾波系數(shù)CpC2'…、Cn進(jìn)行更新；上述得到的自適應(yīng)濾波系數(shù)Cl、C2、…、％分別與期望信號(hào)Xl、X2、…、Xn相乘，得到估計(jì)的LMS回波幅度，記為y1、y2、…、yN ;將LMS回波幅度y1、y2、…、yN分別進(jìn)行累加處理，得到的累加結(jié)果即為系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)I ；步驟5:通過(guò)DUC模塊進(jìn)行數(shù)字上變頻處理，將數(shù)據(jù)速率恢復(fù)到原始數(shù)據(jù)率；步驟6:通過(guò)第二復(fù)混頻處理單元，將頻譜搬回至中頻信號(hào)中心頻點(diǎn)；步驟7:通過(guò)DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。下面介紹ICS回波自消模塊的算法實(shí)現(xiàn):步驟a:參數(shù)定義:設(shè)定d為:疊加了反饋信號(hào)與原始信號(hào)的系統(tǒng)輸入；設(shè)定y為:系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)；設(shè)定e為:消除反饋之后的信號(hào)；
設(shè)定X為:延遲若干個(gè)chip的期望信號(hào)；設(shè)定X1為:延遲一個(gè)chip的期望信號(hào)；設(shè)定X2為:延遲兩個(gè)chip的期望信號(hào)；…；設(shè)定χΝ為:延遲N個(gè)chip的期望信號(hào)；設(shè)定c為:系統(tǒng)模擬出的空中信道參數(shù)；設(shè)定C1為:延遲一個(gè)chip時(shí)間的空中信道參數(shù)；設(shè)定C2為:延遲兩個(gè)chip時(shí)間的空中信道參數(shù)；…；設(shè)定cN為:延遲N個(gè)chip時(shí)間的空中信道參數(shù)；設(shè)定k為:系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程的增益控制參數(shù)；設(shè)定s為原始信號(hào)，echol，echo2到echoN為空中的若干條反饋路徑的回波信號(hào)，則:d=s+echol+echo2+...+echoN ；e=d - y ；echo=e (η- τ )；X1=G (η- τ -1) ；x2=e (η- τ -2);…；xN=e (η- τ -N)；步驟b:XC0RR模塊提取回波延時(shí)，首先XCORR模塊進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算:
權(quán)利要求
1.一種LTE-1CS干擾自消除系統(tǒng)，包括順次連接的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一復(fù)混頻處理單元、DDC模塊、ICS回波自消模塊、DUC模塊、第二復(fù)混頻處理單元和DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；其特征在于，所述ICS回波自消模塊包括: 第一累加器單元，將一路疊加了反饋信號(hào)與原始信號(hào)的系統(tǒng)輸入信號(hào)d與另一路系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)I進(jìn)行相減，得到消除反饋之后的信號(hào)e ; 增益控制單元，通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中的增益控制參數(shù)k進(jìn)行增益控制；延時(shí)單元，包括N個(gè)延時(shí)發(fā)生器，將輸入該單元的信號(hào)延遲不同個(gè)CHIP時(shí)間，得到N個(gè)期望信號(hào)，記為Y Y...Y.Α1 Λ Α2 Λ > aNXCORR模塊，采用XCORR自相關(guān)技術(shù)、并根據(jù)延時(shí)單元所輸出的N個(gè)期望信號(hào)以及消除反饋之后的信號(hào)e產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)濾波系數(shù),記為Cp C2>…、cN ； LMS模塊，將XCORR模塊得到的自適應(yīng)濾波系數(shù)Cl、C2,…、cN分別與延時(shí)單元輸出的期望信號(hào)Xp X2>…、Xn相乘，得到估計(jì)的LMS回波幅度,記為yp y2、…、yN,即Y1=C1Xx1,l2~C2 ^ Χ2 *** YN-cN ^ ΧΝ ! 第二累加器單元，包括N個(gè)累加器，對(duì)LMS模塊得到的LMS回波幅度n…、yN分別進(jìn)行累加處理，并輸出累加結(jié)果y ; 上述單元模塊的連接關(guān)系如下:第一累加器單元的第一輸入端接于DDC模塊的輸出端，該DDC模塊輸出疊加了反饋信號(hào)與原始信號(hào)的系統(tǒng)輸入信號(hào)d，第一累加器單元的第二輸入端接于輸出了系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)y的第二累加器單元的輸出端，第一累加器單元的輸出端接于增益控制單元的輸入端；增益控制單元的輸出端一路接于XCORR模塊的輸入端，增益控制單元的輸出端另一路接于延 時(shí)單元的輸入端；延時(shí)單元的輸出端接于XCORR模塊的輸入端和LMS模塊的輸入端，XCORR模塊的輸出端接于LMS模塊的輸入端，LMS模塊的輸出端接于第二累加器單元的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LTE-1CS干擾自消除系統(tǒng)，其特征在于:所述DDC模塊包括CIC濾波器和補(bǔ)償濾波器，所述CIC濾波器進(jìn)行P倍抽取，所述補(bǔ)償濾波器進(jìn)行Q倍抽??；所述DUC模塊包括第二補(bǔ)償濾波器和第二 CIC濾波器，所述第二補(bǔ)償濾波器采用Q倍插值，所述第二 CIC濾波器采用P倍插值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種LTE-1CS干擾自消除系統(tǒng)，其特征在于:所述CIC濾波器進(jìn)行5倍抽取，所述補(bǔ)償濾波器進(jìn)行2倍抽取；所述第二補(bǔ)償濾波器采用2倍插值，所述第二 CIC濾波器采用5倍插值。
4.一種LTE-1CS干擾自消除方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:通過(guò)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將模擬中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字中頻信號(hào)； 步驟2:通過(guò)第一復(fù)混頻處理單元將數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行信道混頻處理，將信號(hào)頻譜搬移至零中頻； 步驟3:通過(guò)DDC模塊進(jìn)行數(shù)字下變頻處理； 步驟4:通過(guò)ICS回波自消模塊進(jìn)行回波消除處理，利用XCORR自相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)回波延時(shí)點(diǎn)的提取，利用LMS自適應(yīng)濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)回波幅度的估計(jì)； 步驟5:通過(guò)DUC模塊進(jìn)行數(shù)字上變頻處理，將數(shù)據(jù)速率恢復(fù)到原始數(shù)據(jù)率； 步驟6:通過(guò)第二復(fù)混頻處理單元，將頻譜搬回至中頻信號(hào)中心頻點(diǎn)； 步驟7:通過(guò)DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LTE-1CS干擾自消除方法，其特征在于:所述步驟4具體處理過(guò)程如下:將一路疊加了反饋信號(hào)與原始信號(hào)的系統(tǒng)輸入信號(hào)d與另一路系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)I進(jìn)行相加，得到消除反饋之后的信號(hào)e ;通過(guò)調(diào)整系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中的增益控制參數(shù)k對(duì)消除反饋之后的信號(hào)e進(jìn)行增益控制；將消除反饋之后的信號(hào)e延遲不同個(gè)CHIP時(shí)間，得到N個(gè)期望信號(hào)，記為X1、X2、…、Xn ;采用XCORR自相關(guān)技術(shù)并根據(jù)上述N個(gè)期望信號(hào)以及消除反饋之后的信號(hào)e產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)濾波系數(shù)，記為C1、C2、…、cN ;將自適應(yīng)濾波系數(shù)Cl、C2、…、cN進(jìn)行更新；上述得到的自適應(yīng)濾波系數(shù)Cl、C2、…、cN分別與期望信號(hào)Xl、X2>…、xN相乘，得到估計(jì)的LMS回波幅度,記為ypy2、…、yN ;將LMS回波幅度y。y2、…、yN分別進(jìn)行累加處理，得到的累加結(jié)果即為系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)y。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LTE-1CS干擾自消除方法，其特征在于:所述步驟4的算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程具體如下: 步驟a:參數(shù)定義: 設(shè)定d為:疊加了反饋信號(hào)與原始信號(hào)的系統(tǒng)輸入； 設(shè)定I為:系統(tǒng)估計(jì)的反饋信號(hào)； 設(shè)定e為:消除反饋之后的信號(hào)； 設(shè)定X為:延遲若干個(gè)chip的期望信號(hào)； 設(shè)定X1為:延遲一個(gè)chip的期望信號(hào)； 設(shè)定X2為:延遲兩個(gè)chip 的期望信號(hào)；…； 設(shè)定xN為:延遲N個(gè)chip的期望信號(hào)； 設(shè)定c為:系統(tǒng)模擬出的空中信道參數(shù)； 設(shè)定C1為:延遲一個(gè)chip時(shí)間的空中信道參數(shù)； 設(shè)定C2為:延遲兩個(gè)chip時(shí)間的空中信道參數(shù)；…； 設(shè)定Cn為:延遲N個(gè)chip時(shí)間的空中信道參數(shù)； 設(shè)定k為:系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程的增益控制參數(shù)； 設(shè)定s為原始信號(hào)，echol，echo2到echoN為空中的若干條反饋路徑的回波信號(hào)，則: d=s+echol+echo2+...+echoN ； e=d - y ； echo=e (η-τ)； X1=G (η- τ -1)； x2=e (η- τ -2)；…； xN=e (η- τ -N)； 步驟b:XC0RR模塊提取回波延時(shí)，首先XCORR模塊進(jìn)行自相關(guān)計(jì)算: I N -1e xc(O) = —V e(n)e{n)* —N.^ N-1 en _ xc(0)= —V" e(n)e(n — r)* 一 N匕.，I N-1 en __ jcc(I)=—工 e(n)e(n — r — I) * —N = 0....全文摘要
本發(fā)明公開一種LTE-ICS干擾自消除系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括順次連接的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、第一復(fù)混頻處理單元、DDC模塊、ICS回波自消模塊、DUC模塊、第二復(fù)混頻處理單元和DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；其特征在于，所述ICS回波自消模塊包括第一累加器單元、增益控制單元、延時(shí)單元、XCORR模塊、LMS模塊和第二累加器單元；第一累加器單元的輸入端接于DDC模塊的輸出端和第二累加器單元的輸出端，第一累加器單元的輸出端接于增益控制單元的輸入端；增益控制單元的輸出端接于XCORR模塊的輸入端和延時(shí)單元的輸入端；延時(shí)單元的輸出端接于XCORR模塊的輸入端和LMS模塊的輸入端，XCORR模塊的輸出端接于LMS模塊的輸入端，LMS模塊的輸出端接于第二累加器單元的輸入端。本發(fā)明應(yīng)用于LTE無(wú)線同頻直放站的干擾自消。
文檔編號(hào)H04L25/03GK103236997SQ20131015962
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月3日
發(fā)明者林興元, 康忠林, 卓開泳, 盧芳仕, 連春生 申請(qǐng)人:福建京奧通信技術(shù)有限公司