專利名稱：Ics直放站中基于功率控制的快速收斂自適應(yīng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)直放站，具體是指一種ICS直放站中基于功率 控制的快速收斂自適應(yīng)方法。
背景技術(shù)：
隨著我國數(shù)字地面電視廣播(Digital Terrestrial TelevisionBroadcasting, DTTB)標(biāo)準(zhǔn)的頒布，其組網(wǎng)模式和信號覆蓋問題逐漸成為關(guān)注的話題。為了提高電視網(wǎng)絡(luò)覆 蓋范圍，一般采用數(shù)字電視單頻網(wǎng)(Signal Frequency Network, SFN)作為組網(wǎng)模式。SFN 具有覆蓋范圍廣、少干擾、低功耗、高可靠性和頻譜利用率高等優(yōu)勢。
由于多種原因的影響，SFN通常不可能達(dá)到無縫覆蓋。對于弱信號區(qū)和一些偏遠(yuǎn) 地區(qū)或用戶數(shù)不多的盲區(qū)，架設(shè)模擬或數(shù)字基站成本太高，基礎(chǔ)設(shè)施也較復(fù)雜，基于成本和 傳輸條件等的考慮，提供一種性能穩(wěn)定可靠、低成本、架設(shè)簡單、并具有小型基站功能的同 頻直放站是十分有必要的。同頻直放站接收基站來的電視信號，通過信號濾波、功率放大等 步驟，將信號重新發(fā)出，有效的提高了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和減小了信號盲區(qū)。
對于同頻直放站最主要的問題就是回波干擾。由于直放站收發(fā)天線間的隔離度不 夠，輸出天線的部分信號會泄漏到輸入天線形成回波干擾。此時如果直放站增益大于收發(fā) 天線間的隔離度，將導(dǎo)致系統(tǒng)的自激；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，回波干擾也將影響通信質(zhì)量。
對現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的文獻(xiàn)大多采用回波抑制的方法來解決回波干 擾和自激問題，即采用一回波抵消器，在時域估計回波信道和回波干擾，然后將回波估計值 從接收信號中減去。其中回波信道估計是回波消除的關(guān)鍵，已有的文獻(xiàn)一般采用自適應(yīng)算 法和發(fā)送訓(xùn)練序列的方法來估計回波信道，然后通過參考信號和回波信道估計值得到回波 干擾估計。對于自適應(yīng)算法估計回波信道，由于LMS算法的計算量小，實現(xiàn)簡便，所以此算 法以及此算法的一些簡單變型被大量運用。對于訓(xùn)練序列估計回波信道的方法，其生成訓(xùn) 練序列的過程較為復(fù)雜，并且需要占用大量的硬件資源；另外，由于濾波器權(quán)值更新依靠訓(xùn) 練序列的發(fā)送，如果訓(xùn)練序列發(fā)送間隔過長，其權(quán)值更新速度有可能不能跟蹤外部信道的 變化。盡管如此，在回波抵消初始階段，由于直放站信道估計的誤差較大，回波信號仍然很 大，收發(fā)天線間的隔離度較小，這就會給系統(tǒng)帶來自激的風(fēng)險，而傳統(tǒng)的直放站未有這種防 止直放站初始自激的措施。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種可以在地面數(shù)字電視直放站中引入發(fā) 射功率控制技術(shù)的基于功率控制、并與自適應(yīng)回波干擾抑制技術(shù)相結(jié)合、提高回波干擾自 適應(yīng)算法的收斂速度、有效降低直放站的自激風(fēng)險的ICS直放站中基于功率控制的快速收 斂自適應(yīng)方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計出一種ICS直放站中基于功率控制的快速收斂自4適應(yīng)方法，在直放站功率放大器后安裝一可調(diào)節(jié)的衰減器控制輸出功率，所述的功率調(diào)節(jié) 過程包括如下步驟
(1)、在回波抵消初始階段，由于信道估計值w與外部實際回波信道h相差較大，收 發(fā)天線間隔離度較小，回波抵消器并未提高隔離度，此時將衰減器的衰減值保持在最大值 β _，保證直放站不產(chǎn)生自激效應(yīng)，回波抵消器的LMS信道估計過程仍能正常的進(jìn)行；
(2)、當(dāng)衰減值保持在最大值β max時間T1后，信道估計值w逐漸收斂于h，即通過 回波抵消器的作用，隔離度有明顯的提高，此時將衰減值按下列公式逐漸調(diào)小，每隔時間T， 衰減器調(diào)整一次，調(diào)整值為Δ，隨著功率衰減值的減小，直放站輸出功率逐漸提高；在離散 時刻η時，衰減值b (η)可用下式表示
權(quán)利要求
1.一種ICS直放站中基于功率控制的快速收斂自適應(yīng)方法，在直放站功率放大器后安 裝一可調(diào)節(jié)的衰減器控制輸出功率，其特征在于，所述的功率調(diào)節(jié)過程包括如下步驟(1)、在回波抵消初始階段，由于信道估計值W與外部實際回波信道h相差較大，收發(fā)天 線間隔離度較小，回波抵消器并未提高隔離度，此時將衰減器的衰減值保持在最大值β _， 保證直放站不產(chǎn)生自激效應(yīng)，回波抵消器的LMS信道估計過程仍能正常的進(jìn)行；(2)、當(dāng)衰減值保持在最大值βmax時間T1后，信道估計值w逐漸收斂于h，即通過回波 抵消器的作用，隔離度有明顯的提高，此時將衰減值按下列公式逐漸調(diào)小，每隔時間T，衰減 器調(diào)整一次，調(diào)整值為Δ，隨著功率衰減值的減小，直放站輸出功率逐漸提高；在離散時刻 η時，衰減值b (η)可用下式表示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ICS直放站中基于功率控制的快速收斂自適應(yīng)方法，其特征 在于在整個功率調(diào)節(jié)過程中，同時采用最小均方LMS算法實現(xiàn)信道估計和回波抵消，信道 估計器一直對自適應(yīng)濾波器進(jìn)行更新，且此過程持續(xù)不中斷，其具體工作步驟如下(1)、接收天線接收到的電視信號經(jīng)由射頻濾波器、低噪放大器LNA和模擬下變頻器等 變換為模擬中頻(IF)信號；(2)、利用A/D將模擬中頻信號通過采樣量化后轉(zhuǎn)換為數(shù)字中頻信號，通過DDC將數(shù)字 中頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號r (η)；(3)、利用自適應(yīng)有限長沖激響應(yīng)FIR濾波器來模擬地面數(shù)字廣播電視發(fā)射天線到接 收天線之間的耦合信道，該自適應(yīng)有限長濾波器的抽頭系數(shù)采用自適應(yīng)LMS算法進(jìn)行更 新，可跟蹤收發(fā)天線間耦合信道的變化，而濾波器的輸出能有效跟蹤接收到的回波干擾信 號，從而可以從接收信號中減去濾波器輸出的回波干擾信號估計，抑制回波干擾。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ICS直放站中基于功率控制的快速收斂自適應(yīng)方法，其特征 在于信道估計器一直對自適應(yīng)濾波器進(jìn)行更新，且此過程持續(xù)不中斷，具體步驟如下(1)、從數(shù)字基帶耦合參考信號χ (η)送入自適應(yīng)濾波器中，可得到回波估計信號/(η) x(n)，其中w(n)是FIR濾波器的權(quán)向量；O)、從接收到的數(shù)字基帶信號r (η)中減去回波估計信號/(η)Χ(η)，得到誤差信號 e(n)，即 e(n) = r (η)-wH (η) χ (η)；(3)、將誤差信號e(n)和數(shù)字參考信號x(n)送入信道估計器中，采用LMS算法對信道 估計權(quán)向量進(jìn)行更新，即w(n+l) =w(n) + yx(n)e*(n)；(4)、DUC將經(jīng)過回波干擾抑制的信號上變頻為中頻數(shù)字信號，并通過帶通濾波器抑制 上變頻產(chǎn)生的噪聲干擾，利用D/A將數(shù)字中頻信號轉(zhuǎn)換為模擬中頻信號。(5)、射頻發(fā)射子系統(tǒng)由射頻上變頻器、射頻濾波器和功率放大器PA等組成，其主要功 能時把中頻信號上變頻為射頻信號，經(jīng)功率放大后重新發(fā)射。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ICS直放站中基于功率控制的快速收斂自適應(yīng)方法，其特征 在于第二步的公式中x(n) = [x(n),x(n-l),L χ (n_L+l) ]T，L為自適應(yīng)濾波器的長度，同 頻直放站回波有效路徑的最大延時不超過1. 5ms。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種ICS直放站中基于功率控制的快速收斂自適應(yīng)方法，在直放站功率放大器后安裝一可調(diào)節(jié)的衰減器控制輸出功率，所述的功率調(diào)節(jié)過程包括如下步驟(1)、在回波抵消初始階段，將衰減器的衰減值保持在最大值βmax；(2)、當(dāng)衰減值保持在最大值βmax時間T1后，將衰減值逐漸調(diào)小，每隔時間T，衰減器調(diào)整一次；(3)、當(dāng)衰減器的衰減值調(diào)整到最小值βmin時，直放站的功率輸出達(dá)到最大值，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)。本發(fā)明ICS直放站中基于功率控制的快速收斂自適應(yīng)方法可以在地面數(shù)字電視直放站中引入發(fā)射功率控制技術(shù)、并與自適應(yīng)回波干擾抑制技術(shù)相結(jié)合、提高回波干擾自適應(yīng)算法的收斂速度、有效降低直放站的自激風(fēng)險。
文檔編號H04L25/02GK102045098SQ201010575988
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者何子述, 劉暢, 周建林, 夏威, 邱會中, 錢銳 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)