本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域,尤其涉及一種中繼器及其回波干擾消除方法、裝置。
背景技術(shù):
在大型樓宇內(nèi)部、地下停車場等場所,經(jīng)常存在手機信號不佳的問題,因此運營商在這些隱蔽的地方,會增加低成本低功耗小型化的中繼站,中繼站通常由多個中繼器構(gòu)成。一方面,中繼器通過室外天線接收基站信號,經(jīng)過放大,由室內(nèi)天線發(fā)送給用戶手機,即對下行信號進行放大;另一方面,中繼器通過室內(nèi)天線接收手機信號,經(jīng)過放大,由室外天線發(fā)送給基站。在對信號進行放大時,由于接收信號和發(fā)射信號處于同頻段,所以存在同頻干擾的問題,因此對室內(nèi)外天線的隔離度提出了要求。而經(jīng)過回波干擾消除處理能夠消除中繼站中的同頻干擾成分,可以降低對兩天線之間的隔離度要求。
目前的回波干擾消除過程中,通過自適應(yīng)跟蹤持續(xù)檢測回波信道模型,在回波信道模型發(fā)生改變時,相應(yīng)地更新可對信道進行自適應(yīng)調(diào)節(jié)的濾波器的系數(shù)。
但是,使用上述的方法來消除回波干擾,會造成中繼器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及成本較高,回波干擾消除的準確率低。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問題是如何在降低中繼器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及成本的前提下,消除回波干擾,提高回波干擾消除的準確率。
為解決上述問題,本發(fā)明實施例提供了一種中繼器的回波干擾消除方法,所述方法包括:檢測所述中繼器的回波信道增益是否發(fā)生改變;當所述中繼器的回波信道增益發(fā)生改變時,調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益,并重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng);將所述回波估計鏈路中濾波器的系數(shù)更新為所述重新計算得到的沖擊響應(yīng)。
可選地,所述計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),包括:向發(fā)射天 線發(fā)送訓(xùn)練序列,并接收來自回波信道的訓(xùn)練序列;根據(jù)所述中繼器的環(huán)路增益、回波干擾信號的時延、所述向發(fā)射天線發(fā)送的訓(xùn)練序列及所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
可選地,當所述訓(xùn)練序列為恒包絡(luò)零自相關(guān)序列時,所述根據(jù)所述中繼器的環(huán)路增益、回波干擾信號的時延、所述向發(fā)射天線發(fā)送的訓(xùn)練序列及所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),包括:w(n)=w(n-1)+u×reference(n)×[echo(n)-w(n-1)×reference(n)];其中:n表示第n個樣點,w表示所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),reference(n)表示所述向發(fā)射天線發(fā)送的訓(xùn)練序列,echo(n)表示所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,u表示步長因子。
可選地,在調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益后,選擇時間段重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
可選地,當所述中繼器設(shè)置于td-lte通信系統(tǒng)中時,所選擇的時間段為調(diào)節(jié)所述中繼器的增益之后的下一個保護間隙;
當所述中繼器設(shè)置于fdd-lte通信系統(tǒng)中時,所選擇的時間段為非控制信道及參考信號的傳輸時段。
可選地,當所述中繼器工作于td-ltelte通信中,在保護間隙時發(fā)送訓(xùn)練序列;當所述中繼器設(shè)置于fdd-lte通信系統(tǒng)中時,在非控制信道及參考信號的傳輸時段發(fā)送訓(xùn)練序列。
可選地,在子幀邊界,更新所述濾波器當前的系數(shù)為所述計算得到的沖擊響應(yīng)。
可選地,在子幀邊界,調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益。
可選地,所述方法還包括:當確定所述回波信道增益沒有發(fā)生改變時,檢測是否需要更新所述濾波器的系數(shù);當確定需要更新所述濾波器的系數(shù)時,重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng);將所述回波估計鏈路中濾波器的系數(shù)更新為所述重新計算得到的沖擊響應(yīng)。
本發(fā)明實施例提供了一種中繼器的回波干擾消除裝置,所所述裝置包括: 回波估計鏈路,適于生成回波信號,所述回波信號用于抵消回波干擾信號,且包括濾波器、增益單元及延時單元,所述濾波器適于估計所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),所述延時單元適于估計所述回波信道的實際延時,所述增益單元適于估計所述回波估計鏈路的增益;檢測單元,包括第一檢測子單元,所述第一檢測子單元適于檢測所述中繼器的回波信道增益是否發(fā)生改變;增益控制單元,適于當所述第一檢測子單元確定所述中繼器的回波信道增益發(fā)生改變時,控制調(diào)節(jié)所述增益單元的增益;訓(xùn)練單元,適于在所述增益控制單元調(diào)節(jié)所述增益單元的增益后,重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),并將所述回波估計鏈路中濾波器的系數(shù)更新為所述重新計算得到的沖擊響應(yīng)。
可選地,所述訓(xùn)練單元,包括:訓(xùn)練序列子單元及自適應(yīng)計算子單元,其中:所述訓(xùn)練序列子單元,適于向發(fā)射天線及所述自適應(yīng)計算子單元發(fā)送訓(xùn)練序列;所述自適應(yīng)計算子單元,適于接收來自回波信道的訓(xùn)練序列及直接從所述訓(xùn)練序列子單元發(fā)送的訓(xùn)練序列;并根據(jù)所述中繼器的環(huán)路增益、回波干擾信號的時延、所述直接從所述訓(xùn)練序列子單元發(fā)送的訓(xùn)練序列及所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
可選地,所述自適應(yīng)計算子單元,適于當所述訓(xùn)練序列為恒包絡(luò)零自相關(guān)序列時,采用如下公式計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng):w(n)=w(n-1)+u×reference(n)×[echo(n)-w(n-1)×reference(n)];其中:n表示第n個樣點,w表示所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),reference(n)表示所述向發(fā)射天線發(fā)送的訓(xùn)練序列,echo(n)表示所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,u表示步長因子。
可選地,所述訓(xùn)練單元,適于在所述增益控制單元調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益后,選擇時間段重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
可選地,所述訓(xùn)練單元,適于當所述中繼器設(shè)置于td-lte通信系統(tǒng)中時,所選擇的時間段為調(diào)節(jié)所述中繼器的增益之后的下一個保護間隙;當所述中繼器設(shè)置于fdd-lte通信系統(tǒng)中時,所選擇的時間段為非控制信道及參考信號的傳輸時段。
可選地,所述訓(xùn)練單元,還包括:訓(xùn)練控制子單元,適于當所述中繼器工作于td-lte通信中,控制所述訓(xùn)練序列子單元在保護間隙時發(fā)送訓(xùn)練序列;當所述中繼器設(shè)置于fdd-lte通信系統(tǒng)中時,控制所述訓(xùn)練序列子單元在非控制信道及參考信號的傳輸時段發(fā)送訓(xùn)練序列。
可選地,所述訓(xùn)練單元,還適于在子幀邊界,更新所述濾波器當前的系數(shù)為所述計算得到的沖擊響應(yīng)。
可選地,所述增益控制單元,還適于在子幀邊界,調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益。
可選地,所述檢測單元,還包括第二檢測子單元,所述第二檢測子單元適于在所述第一檢測子單元確定所述回波信道增益沒有改變時,檢測是否需要更新所述濾波器的系數(shù);所述訓(xùn)練單元,還適于在所述第二檢測子單元確定需要更新所述濾波器的系數(shù)時,重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),并將所述回波估計鏈路中濾波器的系數(shù)更新為所述重新計算得到的沖擊響應(yīng)。
本發(fā)明實施例提供了一種中繼器,所述中繼器包括以上所述的任一種中繼器的回波干擾消除裝置、發(fā)射天線及接收天線;所述中繼器的回波干擾消除裝置,通過回波估計鏈路分別與所述發(fā)射天線及接收天線耦接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
通過檢測所述中繼器的鏈路增益是否發(fā)生改變,在所述中繼器的回波信道增益發(fā)生改變時,才調(diào)節(jié)所述中繼器的增益,并更新設(shè)置于回波估計鏈路中的濾波器當前的系數(shù),然后使用更新后的回波估計鏈路來消除所述中繼系統(tǒng)的回波干擾,可以避免持續(xù)使用自適應(yīng)跟蹤功能來檢測回波信道模型的改變,從而可在降低中繼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及成本的前提下,消除回波干擾,并且可以避免自適應(yīng)跟蹤過程中所發(fā)生的信號不收斂問題,從而可以提高回波干擾消除的準確率。
進一步,在調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益后,通過選擇時間段重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),可以避免對當前信號的傳輸造成影響,故可以提高中繼器的性能。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實施例中一種中繼器的回波干擾消除方法的流程示意圖;
圖2是本發(fā)明實施例中一種信號傳輸?shù)臅r序圖;
圖3是本發(fā)明實施例中一種中繼器的回波干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明實施例中一種中繼器的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明實施例中另一種中繼器的回波干擾消除方法的流程示意圖。
具體實施方式
在大型樓宇內(nèi)部、地下停車場等場所,經(jīng)常存在手機信號不佳的問題,因此運營商在這些隱蔽的地方,會增加低成本低功耗小型化的中繼站,中繼站通常由多個中繼器構(gòu)成。一方面,中繼器通過室外天線接收基站信號,經(jīng)過放大,由室內(nèi)天線發(fā)送給用戶手機,即對下行信號進行放大;另一方面,中繼器通過室內(nèi)天線接收手機信號,經(jīng)過放大,由室外天線發(fā)送給基站。在對信號進行放大時,由于接收信號和發(fā)射信號處于同頻段,所以存在同頻干擾的問題,因此對室內(nèi)外天線的隔離度提出了要求。而經(jīng)過回波干擾消除處理能夠消除中繼站中的同頻干擾成分,可以降低對兩天線之間的隔離度要求。
目前的回波干擾消除過程中,通過自適應(yīng)跟蹤持續(xù)檢測回波信道模型,在回波信道模型發(fā)生改變時,相應(yīng)地更新可對信道進行自適應(yīng)調(diào)節(jié)的濾波器的系數(shù)。
但是,由于采用自適應(yīng)跟蹤的功能會增加系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度和風險,并且中繼傳輸信號的自相關(guān)特性比特殊的訓(xùn)練序列差,在自適應(yīng)跟蹤的過程可能存在不收斂,“跑飛”的情形,故如果使用上述的方法來消除回波干擾,會造成中繼器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及成本較高,回波干擾消除的準確率低。
為解決上述問題,本發(fā)明實施例通過檢測所述中繼器的鏈路增益是否發(fā)生改變,在所述中繼器的回波信道增益發(fā)生改變時,才調(diào)節(jié)所述中繼器的增益,并更新設(shè)置于回波估計鏈路中的濾波器當前的系數(shù),然后使用更新后的回波估計鏈路來消除所述中繼系統(tǒng)的回波干擾,可以避免持續(xù)使用自適應(yīng)跟蹤功能來檢測回波信道模型的改變,從而可在降低中繼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及 成本的前提下,消除回波干擾,并且可以避免自適應(yīng)跟蹤過程中所發(fā)生的信號不收斂問題,從而可以提高回波干擾消除的準確率。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細的說明。
本發(fā)明實施例中提供一種中繼器的回波干擾消除方法下面參考圖1對所述方法分步驟詳細介紹:
s11:檢測所述中繼器的回波信道增益是否發(fā)生改變。
回波估計鏈路適于產(chǎn)生回波信號,以抵消造成回波干擾的信號。如果中繼器的回波信道增益發(fā)生改變,也就是表示造成回波干擾的信號會發(fā)生改變,為了及時相應(yīng)地調(diào)整所述回波估計鏈路,故在具體實施中,可以檢測所述中繼器的回波信道增益是否發(fā)生改變。
當所述中繼器的回波信道增益發(fā)生改變時,可以執(zhí)行s12;反之,可以執(zhí)行s15。
s12:調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益。
在具體實施中,當所述中繼器的回波信道增益發(fā)生改變時,可以調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益。并且,由于射頻系統(tǒng)中增益調(diào)整的準確度有限,因此調(diào)整后的回波估計鏈路的增益與實際上的回波信道的增益是有偏差的,可以重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),以對回波估計鏈路進行進一步的調(diào)整。這樣一來,可以避免回波干擾消除能力下降,提高接收信號的質(zhì)量。
s13:重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)的流程可以依次為:首先向發(fā)射天線發(fā)送訓(xùn)練序列,接著接收來自回波信道的訓(xùn)練序列,最后根據(jù)所述中繼器的環(huán)路增益、回波干擾信號的時延、所述向發(fā)射天線發(fā)送的訓(xùn)練序列及所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,可以選擇自相關(guān)良好的訓(xùn)練序列,比如可以使用恒包絡(luò)零自相關(guān)(cazac)序列,通過使用該序列,可以提高寬帶信道沖擊響應(yīng)計 算的準確性。
在本發(fā)明一實施例中,當所述訓(xùn)練序列為恒包絡(luò)零自相關(guān)序列時,假設(shè)原始的cazac序列(也就是向天線發(fā)射的序列)表示為reference(n),n表示第n個樣點,w表示濾波器系數(shù);error(n)表示cazac序列回波信號與原始信號(也就是向天線發(fā)射的序列)的誤差;經(jīng)過多次迭代之后,能夠最終得到最優(yōu)的w值,使error(n)最小,也就是說,可以利用以下所示出的公式(1)-(3),來根據(jù)所述中繼器的環(huán)路增益、回波干擾信號的時延、所述向發(fā)射天線發(fā)送的訓(xùn)練序列及所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng):
y(n)=w(n-1)×reference(n);(1)
error(n)=echo(n)-y(n);(2)
w(n)=w(n-1)+u×reference(n)×error(n);(3)
其中:n表示第n個樣點,w表示所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),reference(n)表示所述向發(fā)射天線發(fā)送的訓(xùn)練序列,echo(n)表示所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,u表示步長因子,y(n)表示當前第n次估計出的回波信號。在具體實施中,u決定了自適應(yīng)算法收斂過程的速度和誤差。步長越大,收斂越快,但是誤差較大。u一般設(shè)計成可調(diào),其大小根據(jù)實際情況而定。
需要說明的是,訓(xùn)練序列雖然持續(xù)時間較短,但是其本身也是一種寬帶干擾信號,會對正常的接收信號造成干擾,所以對于不同的通信系統(tǒng),對于發(fā)送訓(xùn)練序列的時刻要求也是不一樣的,也就是要選擇不同的時刻來發(fā)送所述訓(xùn)練序列。比如在td-lte系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)中,由下行信號子幀切換至上行信號子幀時,存在保護時段(guardperiod,gp)的空閑時間段,在gp內(nèi)均沒有上行和下行信號的傳輸,因此,當中繼器需要對數(shù)字濾波器系數(shù)更新時,可以利用該段時間內(nèi)發(fā)送并接收訓(xùn)練序列。具體可以參考圖2所示,t1-t2期間對應(yīng)基站的gp時段,t3-t4期間對應(yīng)中繼器的gp時段,可以選擇在t3-t4這一時段來發(fā)送及接收所述訓(xùn)練序列。
在本發(fā)明另一實施例中,如果所述中繼器設(shè)置于fdd-lte通信系統(tǒng)中時,可以在非控制信道及參考信號的傳輸時段發(fā)送訓(xùn)練序列,以最大程度地降低 對信號傳輸?shù)挠绊?,故可以保證信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。
s14:將所述回波估計鏈路中濾波器的系數(shù)更新為所述重新計算得到的沖擊響應(yīng)。
需要說明的是,由于更新濾波器的系數(shù)需要時間,而該段時間里,回波估計鏈路仍然要繼續(xù)工作,故為了避免影響回波干擾消除的質(zhì)量,可以在調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益后,選擇時間段重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,對于不同的通信系統(tǒng),所選擇的時間段也是不同的。比如:如果所述中繼器設(shè)置于td-lte通信系統(tǒng)中時,所選擇的時間段可以為調(diào)節(jié)所述中繼器的增益之后的下一個保護間隙。如果所述中繼器設(shè)置于fdd-lte通信系統(tǒng)中時,由于fdd-lte通信系統(tǒng)中并不存在無信號傳輸?shù)目臻e時段,故為了最大程度的降低對信號傳輸?shù)挠绊?,所選擇的時間段可以為非控制信道及參考信號的傳輸時段。
在具體實施中,通過將所述回波估計鏈路中濾波器的系數(shù)更新為所述重新計算得到的沖擊響應(yīng),可以使得回波估計鏈路生成與改變后的回波信道對應(yīng),也就是可以產(chǎn)生可以抵消改變后的回波干擾信號的信號,從而可以提升回波干擾消除的效率。并且回波信道相對穩(wěn)定,濾波器系數(shù)的變動也是比較緩慢的,在調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益之后,基本即可仍然保證回波干擾消除的質(zhì)量,故通過采用間斷性的重新計算并更新濾波器的系數(shù),可以降低系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度,也降低了風險。
在具體實施中,可以在子幀邊界,調(diào)節(jié)回波估計鏈路的增益。在具體實施中,可以在子幀邊界,更新所述濾波器當前的系數(shù)為所述計算得到的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,在對濾波器系數(shù)更新之后,可以使用增益及濾波器系數(shù)調(diào)節(jié)之后的回波估計鏈路來繼續(xù)消除中繼器的回波干擾。
s15:檢測是否需要更新所述濾波器的系數(shù)。
由于接收信號信噪比的惡化等原因,可能也會造成信道沖擊響應(yīng)隨時間發(fā)生緩慢的變化,故在具體實施中,如果確定所述回波信道增益沒有發(fā)生改 變時,可以檢測是否需要更新所述濾波器的系數(shù)。
如果需要更新所述濾波器的系數(shù),可以執(zhí)行s13;反之,可以結(jié)束流程。
為使得本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實現(xiàn)本發(fā)明,下面提供了可以實現(xiàn)本發(fā)明實施例中的一種中繼器的回波干擾消除方法的裝置,如圖3所示,所述裝置包括:回波估計鏈路31、檢測單元32、增益控制單元33及訓(xùn)練單元34,其中:
所述回波估計鏈路31,適于生成回波信號,所述回波信號用于抵消回波干擾信號,且包括濾波器313、增益單元312、延時單元311及加法器314,所述濾波器313適于估計所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),所述延時單元311適于估計所述回波信道的實際延時,所述增益單元312適于估計所述回波估計鏈路31的增益;所述加法器314適于實現(xiàn)回波干擾的消除。
所述檢測單元32,包括第一檢測子單元321,所述第一檢測子單元321適于檢測所述中繼器的回波信道增益是否發(fā)生改變;
所述增益控制單元33,適于當所述第一檢測子單元321確定所述中繼器的回波信道增益發(fā)生改變時,控制調(diào)節(jié)所述增益單元312的增益;
所述訓(xùn)練單元34,適于在所述增益控制單元33調(diào)節(jié)所述增益單元312的增益后,重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),并將所述回波估計鏈路31中濾波器313的系數(shù)更新為所述重新計算得到的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,所述訓(xùn)練單元34包括:訓(xùn)練序列子單元341及自適應(yīng)計算子單元342,其中:
所述訓(xùn)練序列子單元341,適于向發(fā)射天線及所述自適應(yīng)計算子單元342發(fā)送訓(xùn)練序列;
所述自適應(yīng)計算子單元342,適于接收來自回波信道的訓(xùn)練序列及直接從所述訓(xùn)練序列子單元341發(fā)送的訓(xùn)練序列;并根據(jù)所述中繼器的環(huán)路增益、回波干擾信號的時延、所述直接從所述訓(xùn)練序列子單元341發(fā)送的訓(xùn)練序列及所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,當所述訓(xùn)練序列為恒包絡(luò)零自相關(guān)序列時,所述自適應(yīng) 計算子單元342,適于采用如下公式(4)計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng):
w(n)=w(n-1)+u×reference(n)×[echo(n)-w(n-1)×reference(n)];(4)
其中:n表示第n個樣點,w表示所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),reference(n)表示所述向發(fā)射天線發(fā)送的訓(xùn)練序列,echo(n)表示所述來自回波信道的訓(xùn)練序列,u表示步長因子。
在具體實施中,所述訓(xùn)練單元34,適于在所述增益控制單元33調(diào)節(jié)回波估計鏈路31的增益后,選擇時間段重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,所述訓(xùn)練單元34,適于在調(diào)節(jié)所述中繼器的增益之后的下一個保護間隙,重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,所述訓(xùn)練單元34,還包括:訓(xùn)練控制子單元343,適于當所述中繼器工作于時分lte(td-lte)通信中,控制所述訓(xùn)練序列子單元341在保護間隙時發(fā)送訓(xùn)練序列;當所述中繼器設(shè)置于fdd-lte通信系統(tǒng)中時,控制所述訓(xùn)練序列子單元341在非控制信道及參考信號的傳輸時段發(fā)送訓(xùn)練序列。
在具體實施中,所述訓(xùn)練單元34,還適于在子幀邊界,更新所述濾波器313當前的系數(shù)為所述計算得到的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,所述增益控制單元33,還適于在子幀邊界,調(diào)節(jié)回波估計鏈路31的增益。
在具體實施中,所述檢測單元32,還包括第二檢測子單元322,所述第二檢測子單元322適于在所述第一檢測子單元321確定所述回波信道增益沒有改變時,檢測是否需要更新所述濾波器313的系數(shù);
所述訓(xùn)練單元34,還適于在所述第二檢測子單元322確定需要更新所述濾波器的系數(shù)時,重新計算所述中繼器的回波信道的沖擊響應(yīng),并將所述回波估計鏈路31中濾波器313的系數(shù)更新為所述重新計算得到的沖擊響應(yīng)。
為使得本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解和實現(xiàn)本發(fā)明,下面提供了本發(fā)明實 施例還提供了一種中繼器,如圖4所示,所述中繼器可以包括以上所述的任一種中繼器的回波干擾消除裝置、ant(發(fā)射天線)1、ant(接收天線)2、開關(guān)k1、開關(guān)k2、接收放大器(amp)41及發(fā)射放大器(amp)42,所述中繼器的回波干擾消除裝置,兩端分別通過amp41及amp42與所述ant1及ant2耦接。所述開關(guān)k1及開關(guān)k2適于實現(xiàn)信號通路的選擇,在正常模式下,開關(guān)k1選通至加法器314的通路,使得從amp41接收的信號傳輸至加法器314,然后再傳輸至開關(guān)k2,接著再傳輸至amp42。
以下還提供了本發(fā)明實施例中的另一種中繼器的回波信號干擾消除的方法,如圖5所示,下面結(jié)合圖3-圖5,對所述方法及中繼器的各個部分進行詳細介紹:
s51:判斷回波信號增益是否發(fā)生改變。
在具體實施中,當確定回波信號增益未發(fā)生改變,可以執(zhí)行s52;反之,可以執(zhí)行s56。
s52:處于正常模式下工作。
在具體實施中,amp41和amp42是指能夠增大信號強度的模塊,所述amp41適于對從接收天線1的信號進行放大,所述amp422適于對要發(fā)射至發(fā)射天線2的信號進行放大。所述放大器可以有多種形式,比如可以為射頻電路中的低噪聲放大器,也可以為可變增益放大器,還可以為功率放大器,也可以為數(shù)字基帶中的可變增益模塊。
在具體實施中,延時單元311、增益單元312及濾波器313這三個模塊可以組成一個回波信道的模擬器。具體而言,延時單元311對應(yīng)估計回波信道的實際延時,該時延數(shù)據(jù)只需要一個估計范圍即可,不需要十分精確,精確的延時補償由濾波器313來完成;增益單元312對應(yīng)估計回波估計鏈路31的環(huán)路增益,包括amp41的增益,amp42的增益以及回波信道的衰減;濾波器313用于估計回波信道的沖擊響應(yīng)。
在具體實施中,所謂的正常模式下,延時單元311、增益單元312、濾波器313以及加法器314可以構(gòu)成一個回波估計鏈路31,延時單元311、增益單元312及濾波器313這三個部件能夠?qū)崟r估計出接收信號中包含的回波干 擾的分量,然后通過加法器314,可以將所述回波干擾的分量抵消,從而實現(xiàn)回波干擾的消除,并提高中繼放大信號的信噪比。
需要說明的是,濾波器313用于估計回波信道的沖擊響應(yīng),比如通過自適應(yīng)算法計算出數(shù)字濾波器313的系數(shù)。在本發(fā)明一實施例中,可以使用復(fù)系數(shù)有限沖擊響應(yīng)濾波器313。
在具體實施中,增益控制單元33,用于改變中繼器的總增益,即可以調(diào)整中繼器接收機和發(fā)射機中的放大器增益。還可以控制所述增益單元312的增益。
在具體實施中,回波信號干擾消除裝置處于正常模式的工作情況下,也就是初始狀態(tài),此時可以假設(shè)amp41增益為g1,amp42增益為g2,信號回波衰減為a。
s53:調(diào)整回波估計鏈路31增益。
在具體實施中,當amp41增益為g1,amp42增益為g2,信號回波衰減為a時,增益單元312中的值可以為g1+g2-a。如果中繼器由于某種原因(譬如接收到的信號過大)要求回波信號增益改變時,相應(yīng)地,需要改變回波估計鏈路31的增益,假設(shè)amp41目標增益為g1’,amp42目標增益為g2’,信號回波衰減仍然為a,增益控制單元33可以控制增益單元312中的值更新為g1’+g2’-a,也就是調(diào)整回波估計鏈路31增益至g1’+g2’-a。
在具體實施中,如果中繼器工作在td-lte系統(tǒng)中,由于由下行信號子幀切換至上行信號子幀時,存在保護時隙(guardperiod,gp)的空閑時間段,在gp內(nèi)均沒有上行和下行信號的傳輸,在正常工作模式下,鏈路增益的調(diào)整可以發(fā)生在子幀邊界處,濾波器313系數(shù),增益單元312系數(shù)的更新均可以發(fā)生在子幀邊界處,這樣一來,可以避免對正常信號的傳輸造成影響。
s54:進入訓(xùn)練模式,訓(xùn)練新的濾波器313系數(shù)。
由于射頻系統(tǒng)中增益調(diào)整的準確度有限,故增益單元312中的增益值(g1’+g2’-a)與實際上的環(huán)路增益是有偏差的,故在具體實施中,增益單元312中的值更新后,可以觸發(fā)回波干擾消除裝置進入一次訓(xùn)練模式,并選擇合適的時機進行一次訓(xùn)練,以訓(xùn)練得到或者是計算得到新的濾波器313系數(shù), 并更新,這樣一來,可以避免因增益調(diào)整不精確而造成回波干擾消除能力下降,避免影響接收信號質(zhì)量,從而可以提高回波干擾消除的能力。
在具體實施中,所述開關(guān)k1及開關(guān)k2適于實現(xiàn)信號通路的選擇,在訓(xùn)練模式下,開關(guān)k1選通至自適應(yīng)計算子單元342的通路,使得從amp41接收的信號傳輸至自適應(yīng)計算子單元342;開關(guān)k2選通至放大器amp42的通路,使得訓(xùn)練序列子單元341可以向放大器amp42發(fā)送信號。
在具體實施中,所述合適的時機可以為增益單元312的增益調(diào)整之后的在下一個gp到來的時刻。
在具體實施中,一旦回波干擾消除裝置進入訓(xùn)練模式之后,訓(xùn)練序列子單元341可以訓(xùn)練控制子單元342的控制下,選擇時刻來向ant2及自適應(yīng)計算子單元342發(fā)送訓(xùn)練序列。
接著對于自適應(yīng)計算子單元342而言,它可以接收兩路訓(xùn)練序列,一路是由訓(xùn)練控制子單元342直接發(fā)送過來的,另一路是由ant2發(fā)送,經(jīng)過了回波信道的傳輸,被ant1接收,通過amp41及開關(guān)k1,最終接收到的。然后自適應(yīng)計算子單元342,可以根據(jù)當前中繼器的信息(比如中繼器的環(huán)路增益,回波干擾信號的時延等),所述訓(xùn)練控制子單元342直接發(fā)送的訓(xùn)練序列以及從回波信道接收的訓(xùn)練序列,運用相應(yīng)的自適應(yīng)算法,計算得到回波信道的沖激響應(yīng),即數(shù)字濾波器313的系數(shù)。
在本發(fā)明一實施例中,所述自適應(yīng)算法可以為最小均方誤差算法。
需要說明的是,在具體實施中,自適應(yīng)計算子單元342以上的所有操作可以由外界信息來觸發(fā)。所述外界信息可以為多種形式,譬如可以為接收信號的信噪比,也可以為自激現(xiàn)象出現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)置其他的外界信息,也可以不設(shè)置外界信息。
在具體實施中,自適應(yīng)計算子單元342采用最小均方誤差算法及cazac序列來計算回波信道的沖激響應(yīng)時,可以使用下列公式(5)-(7):
y(n)=w(n-1)×reference(n)(5)
error(n)=echo(n)-y(n)(6)
w(n)=w(n-1)+u×reference(n)×error(n)(7)
其中:原始的cazac序列,也就是訓(xùn)練子單元直接向自適應(yīng)計算子單元342發(fā)送的序列可以表示為reference(n),n表示第n個樣點;w表示訓(xùn)練濾波器313系數(shù);error(n)表示cazac序列回波信號與原始信號的誤差;經(jīng)過多次迭代之后,能夠最終得到最優(yōu)的w值,使error(n)最小。
在具體實施中,訓(xùn)練序列可以選擇自相關(guān)良好的序列。在本發(fā)明一實施例中,可以使用恒包絡(luò)零自相關(guān)(cazac)序列,使用該序列有利于訓(xùn)練出準確的寬帶信道沖擊響應(yīng)。
由于訓(xùn)練序列雖然持續(xù)時間較短,但是其本身也是一種寬帶干擾信號,會對正常的接收信號造成干擾,故在具體實施中,訓(xùn)練控制子單元342可以用于精確控制發(fā)送以及接收訓(xùn)練序列的時刻。并且對于不同的通信系統(tǒng),對于發(fā)送訓(xùn)練序列的時刻要求也是不一樣的。比如對于td-lte系統(tǒng),可以利用gp時間內(nèi)發(fā)送及接收訓(xùn)練序列。
s55:更新濾波器313系數(shù)。
為了降低對中繼器傳輸信號的干擾,在具體實施中,在訓(xùn)練得到或者計算得到新的濾波器313系數(shù)后,可以在距離最近的子幀邊界更新濾波器313系數(shù)。
s56:檢測是否需要更新所述濾波器的系數(shù)。
由于接收信號信噪比的惡化等原因,可能也會造成信道沖擊響應(yīng)隨時間發(fā)生緩慢的變化,故在具體實施中,如果確定所述回波信道增益沒有發(fā)生改變時,可以檢測是否需要更新所述濾波器的系數(shù)。
如果需要更新所述濾波器的系數(shù),可以執(zhí)行s54;反之,可以結(jié)束流程。綜上所述可知,通過檢測所述中繼器的鏈路增益是否發(fā)生改變,在所述中繼器的回波信道增益發(fā)生改變時,才調(diào)節(jié)所述中繼器回波估計鏈路的增益,并更新設(shè)置于回波估計鏈路中的濾波器當前的系數(shù),然后使用更新后的回波估計鏈路來消除所述中繼系統(tǒng)的回波干擾,可以避免持續(xù)使用自適應(yīng)跟蹤功能來檢測回波信道模型的改變,從而可在降低中繼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及成本的前提下,消除回波干擾,并且可以避免自適應(yīng)跟蹤過程中所發(fā)生的信號不收 斂問題,從而可以提高回波干擾消除的準確率。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成,該程序可以存儲于以計算機可讀存儲介質(zhì)中,存儲介質(zhì)可以包括:rom、ram、磁盤或光盤等。
雖然本發(fā)明披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動與修改,因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。