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沈阳建筑大学
硕士学位论文
移动直放站系统中回波抵消算法的研究
姓名:赵延洲
申请学位级别:硕士
专业:检测技术与自动化装置
指导教师:戴敬
2011-02
硕士研究生学位论文摘要 I
摘要
移动通信直放站对网络覆盖及优化具有重要作用,但由于其同频转发的特性,直放站
发送的信号会被同一个直放站的接收天线再次捕捉,造成非常强的回波干扰,严重时甚至
造成通信无法进行。本文基于软件无线电的设计思想,对 WCDMA 直放站的回波抵消进行
了研究,在以 Xilinx 公司 Spartan6 系列的 FPGA 芯片上设计实现了数字回波抵消系统,用
来抵消回波干扰。
论文讨论了回波抵消产生和发展的历史背景,通过研究 LMS、RLS 算法等多种自适应
回波抵消算法的相关理论、维纳功率放大器理论、MATLAB 仿真理论和 WCDMA 协议等,
设计出了由 WCDMA 信源、自适应回波干扰抵消模块、同步模块和功率放大器组成的回波
抵消系统。
论文在自适应回波抵消相关理论的基础上深入研究了 5 种自适应滤波算法,并用
MATLAB 软件对研究的 5 种自适应算法的性能进行了仿真。然后根据仿真结果进一步比较
了各种算法的资源占用、收敛速度、抵消效果,从而选择出了两种适合硬件实现的算法进
行 FPGA 设计。论文根据维纳功率放大器理论和 WCDMA 协议设计了适合 WCDMA 基带
信号使用的数字功放和同步模块,完成了系统的搭建。
在验证环节中,论文把利用 MATLAB 生成的不同信干比的 WCDMA 信源信号送入
modelsim 进行仿真,然后再用 MATLAB 对 modelsim 的输出信号进行功率谱密度和星座图
分析来验证系统的性能。验证结果表明:信干比分别为-10,0,10 时,在没有回波抵消模块
的情况下,输出信号的 PSD 曲线带内的波动较大,且带外衰减降低。采用回波抵消模块后,
输出信号的 PSD 曲线带内波形与无回波干扰信号接近,带外衰减也优于协议规定的 40dB。
星座图在无回波抵消模块的情况下只有信干比为 10 时才可以解出,采用回波抵消模块后
所有信干比都可以解出。这证明论文设计的回波抵消系统能够高质量地滤除回波干扰,完
全能够满足高速信号处理的要求。
关键词:回波抵消;; ;
II Abstract 硕士研究生学位论文
Abstract
munications Repeater plays an essential role in the coverage and optimization
works. However, due to the same-frequency transmitting characteristics, the signals will be
caught by the receiving antenna from the same repeater, which may lead to the strong
interference of echo, even disrupt the normal process munications. Based on the design
ideas of software radio, this paper focused on the cancellation of echo interference in WCDMA
repeaters, and implemented the digital echo cancellation systems on pany Series
Spartan6 FPGA chips to performl the functions.
This paper discussed the background about the origin and development of the cancellation
of echo interference. By studying the related theories on various adaptive echo cancellation
algorithms such as LMS and RLS, theories on Wiener Power Amplifier, MATLAB simulation
theories and WCDMA protocols, the author designed the echo cancellation systems which was
made up of WCDMA so