示意性示出回波消除單元的方框圖；
[0024]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示出衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的下行(outbound)信號(hào)和上行(inbound)信號(hào)的頻譜的圖形；
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例示意性示出衛(wèi)星通信系統(tǒng)的方框圖；以及
[0026]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示意性示出用于回波消除的中頻(IF)信號(hào)的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0027]綜述
[0028]在一些通信系統(tǒng)中，發(fā)射信號(hào)的副本可對(duì)信號(hào)接收造成干擾。例如，考慮一種接收來(lái)自衛(wèi)星的接收信號(hào)并將發(fā)射信號(hào)發(fā)射到衛(wèi)星的衛(wèi)星通信收發(fā)器。在一些場(chǎng)景中，通過(guò)衛(wèi)星重發(fā)的發(fā)射信號(hào)的延遲副本，可通過(guò)終端接收并干擾接收。換言之，接收信號(hào)可包括期望信號(hào)加發(fā)射信號(hào)的不期望延遲副本。該類(lèi)型的不期望副本有時(shí)稱為“回波”。例如，當(dāng)衛(wèi)星鏈路的兩個(gè)方向都復(fù)用相同的頻帶時(shí)，可出現(xiàn)此種場(chǎng)景。類(lèi)似的場(chǎng)景在其它類(lèi)型的通信系統(tǒng)中也可出現(xiàn)。
[0029]這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供用于減輕此種上述回波干擾的改良的方法和系統(tǒng)。所公開(kāi)的技術(shù)可用于各種類(lèi)型的衛(wèi)星通信收發(fā)器中，諸如用于中樞站或用戶站中。雖然這里描述的實(shí)施例主要是指衛(wèi)星通信，但是公開(kāi)的回波消除技術(shù)同樣可適用于其它種類(lèi)的使用中繼器的通信系統(tǒng)。因此，這里所用的是廣義上講的術(shù)語(yǔ)“中繼器”，且包括衛(wèi)星以及其它種類(lèi)的中繼器，諸如機(jī)載(air-borne)中繼器或地面中繼器。
[0030]在一些公開(kāi)的實(shí)施例中，衛(wèi)星通信收發(fā)器生成發(fā)射信號(hào)的本地拷貝，并使本地拷貝和作為部分的接收信號(hào)而被接收的發(fā)射信號(hào)的不期望副本相匹配。匹配信號(hào)可包括增益、相位、頻率和/或定時(shí)的匹配，通?？邕^(guò)整個(gè)信號(hào)帶寬。匹配后，收發(fā)器從接收信號(hào)中減去本地拷貝，從而消除由發(fā)射信號(hào)的副本造成的干擾。
[0031]在這里描述的實(shí)施例中，收發(fā)器通過(guò)調(diào)節(jié)接收信號(hào)的增益、相位、頻率和/或延遲使本地拷貝和發(fā)射信號(hào)的延遲副本相匹配。本地拷貝的增益、相位、頻率和延遲保持非自適應(yīng)。
[0032]調(diào)節(jié)接收信號(hào)而不是發(fā)射信號(hào)的本地拷貝提供了若干重要的性能和實(shí)施優(yōu)點(diǎn)。例如，執(zhí)行信號(hào)匹配和消除的數(shù)字電路能以低采樣率運(yùn)行，例如，以期望接收信號(hào)的每個(gè)符號(hào)一個(gè)或兩個(gè)樣本來(lái)運(yùn)行。當(dāng)接收信號(hào)和發(fā)射信號(hào)具有大致一樣的帶寬時(shí)，均衡和定時(shí)估算可以低速率執(zhí)行，例如，每符號(hào)一個(gè)樣本，并使用少的濾波器抽頭(filter tap)執(zhí)行。
[0033]此外，由于接收信號(hào)的期望部分和發(fā)射信號(hào)的不期望副本經(jīng)過(guò)一些常見(jiàn)的符號(hào)間干擾(ISI)源(例如，衛(wèi)星輸入和輸出復(fù)用器)，所以回波消除操作也補(bǔ)償該常見(jiàn)的ISI。因此，排除或至少顯著地簡(jiǎn)化期望信號(hào)的附加均衡。
[0034]系統(tǒng)說(shuō)明
[0035]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示意性示出衛(wèi)星通信系統(tǒng)20的方框圖。系統(tǒng)20包括經(jīng)由衛(wèi)星32與一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星通信(SATCOM)終端28通信的中樞站24。終端28也被稱為收發(fā)器(發(fā)射器-接收器)，且這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)在本文可互換使用。為了清晰起見(jiàn)，圖1僅示出單個(gè)終端。圖1的說(shuō)明是指在用戶側(cè)終端或站中的回波消除。然而，這種選擇僅僅是舉例說(shuō)明。在替代實(shí)施例中，所公開(kāi)的技術(shù)能夠用于中樞站24或任何其它合適類(lèi)型的收發(fā)器中的回波消除。
[0036]系統(tǒng)20可根據(jù)任何合適的通信標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議來(lái)操作，諸如根據(jù)各種數(shù)字視頻廣播(DVB)協(xié)議來(lái)操作。雖然這里描述的實(shí)施例主要是指衛(wèi)星通信，但是所公開(kāi)的技術(shù)也可用于各種地面通信系統(tǒng)。
[0037]在本示例中，從終端28到中樞站24的通信方向被稱為上行，而從中樞站到終端的通信方向被稱為下行。然而，使用該術(shù)語(yǔ)僅僅是為了清晰起見(jiàn)。還可使用任何其它合適的術(shù)語(yǔ)，例如，前向-反向或上行鏈路-下行鏈路。
[0038]因此，在上行方向上，終端28朝向衛(wèi)星32發(fā)射上行信號(hào)，且衛(wèi)星將該上行信號(hào)重發(fā)到中樞站24。在下行方向上，中樞站24將下行信號(hào)發(fā)射到衛(wèi)星32，且衛(wèi)星將該下行信號(hào)重發(fā)到終端28。在兩個(gè)方向上，通過(guò)衛(wèi)星的重發(fā)可涉及或可不涉及頻率的改變。
[0039]在一些實(shí)際的場(chǎng)景中，在終端28處接收的信號(hào)包括期望信號(hào)(下行信號(hào))和不期望信號(hào)(由衛(wèi)星32朝向中樞站24重發(fā)但也由終端28接收的上行信號(hào)的延遲副本)。不期望信號(hào)也被稱為“回波”。當(dāng)上行信號(hào)和下行信號(hào)共享相同的頻帶(即，占據(jù)重疊頻譜)時(shí)，和/或當(dāng)衛(wèi)星發(fā)射波瓣是寬波瓣或全方向波瓣時(shí)，因回波所致的干擾尤為嚴(yán)重。
[0040]在一些實(shí)施例中，終端28執(zhí)行消除上述干擾的回波消除過(guò)程。下面詳細(xì)說(shuō)明該過(guò)程。在本示例中，終端28包括前端40和調(diào)制解調(diào)器44。前端40從射頻(RF)向基帶或向中頻(IF)下變頻接收信號(hào)，且從基帶或從IF向RF上變頻發(fā)射信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器44執(zhí)行終端的各種信號(hào)處理功能，尤其是回波消除。
[0041]如上面提到，雖然圖1的實(shí)施例是指終端28中的回波消除，但是所公開(kāi)的技術(shù)可用于其它合適的通信設(shè)備，例如用于中樞站24的調(diào)制解調(diào)器。下面在圖5中示出使用所公開(kāi)的技術(shù)在中樞站側(cè)回波消除的示例。此外，所公開(kāi)的技術(shù)不限于衛(wèi)星通信并且還可用于各種其它應(yīng)用，例如用于使用中繼器的通信系統(tǒng)。
[0042]通過(guò)調(diào)節(jié)接收信號(hào)的回波消除
[0043]如上面提到的，在終端28處接收的信號(hào)包括期望信號(hào)(下行信號(hào))和不期望信號(hào)(由衛(wèi)星32重發(fā)的上行信號(hào)的延遲副本)。在一些實(shí)施例中，調(diào)制解調(diào)器44通過(guò)調(diào)節(jié)接收信號(hào)的幅度(或增益)、相位、頻率和/或定時(shí)(或延遲)，且然后從調(diào)節(jié)的接收信號(hào)中減去發(fā)射信號(hào)的本地拷貝來(lái)消除由不期望信號(hào)造成的干擾。
[0044]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示意性示出在系統(tǒng)20中用于回波消除的方法的流程圖。在發(fā)射步驟50處，該方法以終端28向衛(wèi)星32發(fā)射上行信號(hào)開(kāi)始。衛(wèi)星將上行信號(hào)重發(fā)至中樞站24。在接收步驟54處，終端28接收來(lái)自衛(wèi)星的接收信號(hào)。該接收信號(hào)包括期望信號(hào)(下行信號(hào))和不期望信號(hào)(由衛(wèi)星重發(fā)的發(fā)射上行信號(hào)的副本)。
[0045]在本地拷貝生成步驟58處，終端28生成上行(發(fā)射)信號(hào)的延遲的本地拷貝。終端通常例如通過(guò)延遲從其中產(chǎn)生上行信號(hào)的數(shù)字樣本的流而數(shù)字化地生成本地拷貝。應(yīng)用于本地拷貝的延遲類(lèi)似于在終端28和衛(wèi)星32之間的往返延遲，加上處理延遲的量級(jí)。該延遲旨在接近在發(fā)射的上行信號(hào)和從衛(wèi)星32接收的上行信號(hào)的不期望副本之間的延遲(在終端28處觀察到的)。
[0046]在信號(hào)匹配步驟62處，終端28在延遲的本地拷貝和上行信號(hào)的不期望副本之間執(zhí)行相干匹配。為了匹配所述兩個(gè)信號(hào)，通常是數(shù)字化地，終端調(diào)節(jié)接收的下行信號(hào)的幅度、相位、頻率和/或定時(shí)。匹配過(guò)程試圖相干地匹配上行信號(hào)的延遲的本地拷貝的各個(gè)參數(shù)(幅度、相位、頻率和/或定時(shí))。
[0047]在減法步驟66處，終端之后從匹配的接收信號(hào)中減去本地拷貝。相減通常通過(guò)減去相應(yīng)的數(shù)字樣本流而在調(diào)制解調(diào)器44中數(shù)字化地實(shí)施。術(shù)語(yǔ)“相減”是指任何合適的相干相減的實(shí)施，例如，反相求和。該相減結(jié)果包括干擾減少的接收信號(hào)，其中以期望下行信號(hào)為主，并抑制上行信號(hào)的不期望副本。在解碼步驟70處，終端28解碼產(chǎn)生的干擾減少的接收信號(hào)。
[0048]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例示意性示出執(zhí)行圖2的方法的回波消除單元80的方框圖。單元80例如可作為終端28的調(diào)制解調(diào)器44的一部分被執(zhí)行。
[0049]單元80接收兩種輸入一一表示為X的接收信號(hào)，以及表示為的發(fā)射信號(hào)的本地拷貝。接收信號(hào)X包括期望信號(hào)(表示為V遠(yuǎn))、發(fā)射信號(hào)的延遲副本(表示為Vffi )和噪聲項(xiàng)(表示為η)的和。下面的說(shuō)明以應(yīng)用于接收信號(hào)(在圖3的上部)的處理開(kāi)始。下面進(jìn)一步描述應(yīng)用于refffi (在附圖的下部)的處理。在附圖中可以看出，處理refffi的底部路徑為非自適應(yīng)的，而在上部路徑中幅度、相位、頻率和/或定時(shí)的調(diào)節(jié)僅應(yīng)用于接收信號(hào)。
[0050]在附圖中使用實(shí)線示出信號(hào)路徑，并使用虛線示出控制路徑。使用粗實(shí)線示出其采樣率源于期望信號(hào)的信號(hào)路徑，并使用細(xì)實(shí)線示出其采樣率源于發(fā)射信號(hào)的副本ref
的信號(hào)路徑。
[0051]接收信號(hào)X的處理路徑以模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)92開(kāi)始，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器以合適的采樣率對(duì)接收信號(hào)采樣(數(shù)字化)。速率重采樣器(rate resampler) 96修改由ADC產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)的采樣率。例如，使用一個(gè)或多個(gè)半帶濾波器(HBF)插值器、HBF抽取器或相鄰信道去除濾波器連接線性或者三次重采樣器，可實(shí)施重采樣器96。
[0052]重采樣器96的輸出處的采樣率是D.X.spsF，其中D表示可選地跟隨重采樣器96的匹配濾波器104的抽取率，X表示可編程數(shù)，以及spsF表示期望(“遠(yuǎn)”)信號(hào)的每個(gè)符號(hào)的樣本數(shù)目。根據(jù)ADC采樣率且根據(jù)D.Χ.spsF，重采樣器96可抽取或插入接收信號(hào)(即，減少或增加信號(hào)采樣率)。
[0053]在重采樣器96沒(méi)有連接匹配濾波器104的實(shí)施例中，則D = I且重采樣器96的輸出處的采樣率是X.spsF。在通常的實(shí)施例中，spsF = 2。在重采樣器96連接匹配濾波器104的實(shí)施例中，如果匹配濾波器沒(méi)有修改采樣率，則重采樣器96的輸出處的采樣率是X.spsF，或如果匹配濾波器執(zhí)行抽取，則是D.X.spsF。
[0054]時(shí)間重采樣器100重采樣信號(hào)(通常不改變采樣率)，以便應(yīng)用精定時(shí)偏移，從而對(duì)準(zhǔn)Via (發(fā)射信號(hào)的不期望副本)和Vjg (期望信號(hào))的定時(shí)。
[0055]當(dāng)X.spsF等于IspsF時(shí)，匹配濾波器104通常包含于單元80中。在這種情況下，為了在沒(méi)有混疊的情況下抽取到IspsF，信號(hào)應(yīng)首先通過(guò)匹配濾波器進(jìn)行濾波。使用匹配濾波器104的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠以IspsF的相對(duì)低的速率執(zhí)行隨后的回波消除功能，并且特別是能夠以IspsF的相對(duì)低的速率執(zhí)行均衡。
[0056]匹配濾波器104的輸出處(或如果省去匹配濾波器，則在重采樣器100的輸出處)的信號(hào)表示為xl。使用旋轉(zhuǎn)器(混頻器)106旋轉(zhuǎn)(頻移)信號(hào)以產(chǎn)生