專利名稱：數(shù)字用戶專線系統(tǒng)的回波抵消方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及數(shù)字用戶專線系統(tǒng)的回波抵消方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字用戶專線(DSL)，目前回波抵消技術(shù)在DSL系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。DSL系統(tǒng)中發(fā)送端信號和接收端信號通過模擬混合電路實現(xiàn)全雙工，由于混合電路與未知線路阻抗不可能完全匹配，那么就會有部分發(fā)送信號泄漏到接收端，形成回波干擾，而通?；夭üβ识家笥谶h(yuǎn)端信號功率(即接收信號功率)，使得接收信號誤碼率增加，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致接收端無法解碼。這就要求對接收端的回波進(jìn)行消除。回波抵消技術(shù)分為兩個過程:訓(xùn)練過程和工作過程，可由附

圖1表示。訓(xùn)練過程中，自適應(yīng)算法通過誤差信號e(n)來調(diào)整橫向濾波器的抽頭系數(shù)向量W，直至抽頭系數(shù)向量收斂到維納解。工作過程中，利用訓(xùn)練中得到抽頭系數(shù)向量來濾波，達(dá)到回波抵消的目的。傳統(tǒng)的回波抵消技術(shù)，如基于LMS算法的回波抵消技術(shù)，利用抽頭系數(shù)迭代更新公式，求得近似維納解，從而完成回波抵消算法。然而，由于每輸入一個樣值，LMS算法都需要更新一次抽頭系數(shù)，因此，隨著DSL系統(tǒng)特別是第二代甚高速數(shù)字用戶線(VDSL2)系統(tǒng)傳輸速率的提升，抽頭數(shù)的增加，其復(fù)雜度越來越高，基于LMS算法的回波抵消技術(shù)已不能滿足系統(tǒng)要求。A.Abousaada 等人于 1992 年在“An echo tail canceller base on adaptiveinterpolated FIR filtering” 一文提出將回波相應(yīng)分為頭回波和尾回波,通過對尾回波的插值來降低計算的復(fù)雜度，并且Shou-Sheu Lin等人于2004年在“A low-complexityadaptive echo canceller for xDSL applications” 中還將此方法進(jìn)行了改進(jìn),使得最小均方誤差更接近于理想值。然而他們都需要多次的迭代，所需要的計算復(fù)雜度也是比較高，在VDSL2系統(tǒng)中同樣難以實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種數(shù)字用戶專線系統(tǒng)的回波抵消方法。本發(fā)明提供了一種數(shù)字用戶專線系統(tǒng)的回波抵消方法，其特征在于，包括如下步驟:A.訓(xùn)練過程，在訓(xùn)練過程中得出多級維納濾波器的抽頭系數(shù)向量Wmswf=[WiwM_JT和變換矩陣向量T=Eh1 V..hM_Jτ ；B.工作過程，根據(jù)抽頭系數(shù)向量Wmswf和變換矩陣向量T，得出用于回波抵消中進(jìn)行橫向濾波的抽頭系數(shù)W，從而實現(xiàn)回波抵消。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟A中包括如下步驟:Al.DSL中IFFT調(diào)制大小為Ntl,經(jīng)過星座映射和IFFT調(diào)制后的時域輸入信號向量為x(k) = [x(k) X (k-1)]τ，根據(jù)輸入信號特點構(gòu)造輸入信號矩陣X (k)；A2.定義多級維納濾波器抽頭數(shù)為M，代入輸入信號矩陣X (k)，根據(jù)多級維納濾波器原理，求得抽頭系數(shù)向量Wmswf=[w1,w2...ww-1]和變換矩陣向量T=[h1,h2...hM-1]T
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟B中包括如下步驟:B1.將抽頭系數(shù)向量Wmswf和變換矩陣T相乘，得到用于回波抵消中進(jìn)行橫向濾波的抽頭系數(shù)W, W=ThWmswf ;B2.輸入信號通過橫向濾波器W，并在接收端將其減去，實現(xiàn)接收端回波的消除。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟Al中，采用發(fā)送信號頻帶和接收信號頻帶相重疊、大小為Ntl的IFFT調(diào)制。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟Al中，設(shè)定頻域子載波表示為X(m)，其中m=l, 2,…，N0/2+1為子載波數(shù)，然后對X(m)作共軛對稱的擴(kuò)展，即:X (m) =conj (X (N0-m));其
中m=N0/2+2,...，N0，對X (m)作N0點IFFT變換得到時域信號x (k)，用公式表示為:
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字用戶專線系統(tǒng)的回波抵消方法，其特征在于，包括如下步驟: A.訓(xùn)練過程,在訓(xùn)練過程中得出多級維納濾波器的抽頭系數(shù)向量Wmswf=[W1 W2..*wM_JT和變換矩陣向量T=Eh1 Ιν ; B.工作過程，根據(jù)抽頭系數(shù)向量《 ^和變換矩陣向量T，得出用于回波抵消中進(jìn)行橫向濾波的抽頭系數(shù)W，從而實現(xiàn)回波抵消。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步驟A中包括如下步驟: Al.DSL中IFFT調(diào)制大小為Ntl，經(jīng)過星座映射和IFFT調(diào)制后的時域輸入信號向量為X (k) = [χ (k) X (k-Ι)…X (k-N+1) ]τ，根據(jù)輸入信號特點構(gòu)造輸入信號矩陣X (k)； A2.定義多級維納濾波器抽頭數(shù)為M，代入輸入信號矩陣X (k)，根據(jù)多級維納濾波器原理,求得抽頭系數(shù)向量Wmswf=!^ Wf wM_Jτ和變換矩陣向量T=Qi1 lvhiniT。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步驟B中包括如下步驟: B1.將抽頭系數(shù)向量wBWF和變換矩陣T相乘，得到用于回波抵消中進(jìn)行橫向濾波的抽頭系數(shù) W，W=ThWmswf ; B2.輸入信號通過橫向濾波器W，并在接收端將其減去，實現(xiàn)接收端回波的消除。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步驟Al中，采用發(fā)送信號頻帶和接收信號頻帶相重疊、大小為Ntl的IFFT調(diào)制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步驟Al中，設(shè)定頻域子載波表示為X(m)，其中m=l，2，...，凡/2+1為子載波數(shù)，然后對X(m)作共軛對稱的擴(kuò)展，即:X (m) =conj (X (N0I));其中 m=N0/2+2,...，N0,對 X (m)作 N0 點 IFFT 變換得到時域信號 x (k)，用公式表示為:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步驟A中還包括，頻域子載波X(m)為承載信息的序列經(jīng)過QAM星座映射得到有幅度和相位信息的頻域信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步驟A中還包括，定義輸入信號向量為:x(k) = [x(k)x(k-l) “.χ(1 -Ν+1)]τ。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步驟A中還包括，利用輸入信號向量x(k)確定初始參考信號CltlGO和初始觀測數(shù)據(jù)Xtl(k);初始參考信號:d0(k) =X(I,:) (k);初始觀測數(shù)據(jù):X0(k)=X(k)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步驟A中還包括，前向遞歸:定義I為多級維納濾波器級數(shù)，令1=1，開始依次執(zhí)行以下計算:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步驟A中還包括，后向遞歸:首先定義第M的誤差信號為eM(k):eM (k) =dM (k) 其次令1=M，開始依次執(zhí)行以下計算:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種數(shù)字用戶專線系統(tǒng)的回波抵消方法，包括如下步驟A.訓(xùn)練過程，在訓(xùn)練過程中得出多級維納濾波器的抽頭系數(shù)向量wMSWF=[w1w2…wM-1]T和變換矩陣向量T=[h1h2…h(huán)M-1]T；B.工作過程，根據(jù)抽頭系數(shù)向量wMSWF和變換矩陣向量T，得出用于回波抵消中進(jìn)行橫向濾波的抽頭系數(shù)w，從而實現(xiàn)回波抵消。本發(fā)明的有益效果是數(shù)字用戶專線系統(tǒng)的回波抵消方法由于無需計算自相關(guān)的逆矩陣，而且迭代次數(shù)較少，所以具有計算簡單的優(yōu)點。所以，本發(fā)明方法在實際應(yīng)用中具有計算復(fù)雜度低，收斂速度快的優(yōu)點，可應(yīng)用于實際的VDSL2系統(tǒng)中實現(xiàn)回波抵消。
文檔編號H04B3/23GK103138804SQ201310067048
公開日2013年6月5日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者黃磊, 吳威葳, 王鑫 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院