CN101197797B - 串扰抵消装置、信号处理系统及串扰抵消方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据通信领域，公开了串扰抵消方法，该方法主要包括：对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波；对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与远端串扰源对应的信号进行合成。本发明还提供了串扰抵消装置和信号处理系统。本发明提供的方案能够实现在时域中的串扰抵消，且计算量较小，实现较简单。

Description

串扰抵消装置、信号处理系统及串扰抵消方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及串扰抵消装置、信号处理系统及串扰抵消方法。 

背景技术

xDSL是对所有DSL(Digital Subscriber Line，数字用户线路)技术的统称，是一种在电话双绞线传输的高速数据传输技术，除了基于ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网)的DSL等基带传输的DSL外，通带传输的xDSL利用频分复用技术使得xDSL与POTS(Plain OldTelephone Service，传统电话业务)共存于同一对双绞线上，其中xDSL占据高频段，POTS占用4KHz以下基带部分。提供多路xDSL信号接入的系统叫做DSLAM(DSL Access Multiplexer，DSL接入复用器)。 

电话双绞线作为一种传输信道，其无失真信息容量必须满足香农的信道容量公式： 

$C=B\·{\log }_2(1+\frac{S}{N})$

其中：C为信道容量，B为信道带宽，S为信号能量，N为噪声能量。由此可见，提高信道带宽和信号能量能够提高信道的传输容量，但是信道带宽由信道的幅频特性决定，信号能量被器件、频谱兼容等限定，两者均被限制在一定的范围内，因此信道的传输容量在这两个条件被限定的情况下不可能进一步提高。从另一个角度考虑，如果能降低噪声的能量，信道的传输容量能够获得适当的增加。 

随着xDSL技术所使用频带的提高，串扰(尤其是高频段的串扰)问题表现得日益突出。由于xDSL上下行信道采用频分复用，近端串扰对系统的性能不产生太大的危害；但远端串扰会严重影响线路的传输性能。当一捆电缆内有多路用户都要求开通xDSL业务时，会因为远端串扰使一些线路速率低、性能不稳定、甚至不能开通等，最终导致DSLAM的出线率比较低。 

远端串扰示意图如图1所示，图1中x1、x2、x3为信号发送点，y1、y2、y3为对应的远端信号接收点，实线箭头表示正常的信号传输，虚线箭头表示某信号发送点的信号对其余信号发送点的远端接收点的串扰。由图1可以看出，对于x1点的发送信号而言，x2、x3点的发送信号是它的串扰源；当然，x1点的发送信号对x2、x3点的发送信号而言也是它们的串扰源。因此，为了描述清楚起见，在下文中均以一路发送信号为参照对象进行描述，而将其余信号视为其串扰源，所描述内容可自然扩展到各路信号，对信号所使用的区别名称仅为描述方便起见，并不表示对信号进行实质性的划分。 

目前业界提出vectored-DSL(向量化DSL)技术，主要利用在DSLAM端进行联合收发的特性，使用信号处理的方法来抵消各路信号中的远端串扰，图2给出了在用户端分别发送，在DSLAM端联合接收的示意图。根据该原理，现有技术中提供如图3所示的上行向量接收器，当输入信道的信号数为L时，可以对信道输出向量Y进行以下处理来消除信号间的串扰： 

S1、根据 $\widehat{Y\left(f\right)}=Q^{*}Y\left(f\right),$ 对Y(f)进行变换； 

Y(f)＝[Y₁(f)Y₂(f)…Y_L(f)]^T，Y_i(f)，(i＝1，2，…L)表示与信号X_i(f)对应的信道输出信号；Y(f)＝H(f)X(f)+N(f)。 

H(f)表示频域信道传输矩阵，其主对角元素表示线路的传输函数，处于非主对角的第k行第m列元素表示传输信道中第m个线路对第k个线路的频域串扰系数； 

X(f)＝[X₁(f)X₂(f)…X_L(f)]^T，X_i(f)，(i＝1，2，…L)表示信道的第i路输入信号； 

N(f)表示信道的噪声； 

Q^*表示对H(f)进行正交三角分解所得的酉矩阵的共轭转置矩阵。 

S2、根据S1中所得的 

及预先获得的H(f)，利用通用判决反馈均衡方法估计输入信道的信号。包括以下步骤： 

A、设变量i的初值为L； 

B、根据预定判决规则消除噪声N_i； 

C、根据公式 $X_i\left(f\right)=({\hat{Y}}_i\left(f\right)-\underset{j=i+1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{i,j}{X}_j(f\left)\right)/R_{i,i}$ 估计输入信号X_i； 

其中，R表示对H(f)进行正交三角分解所得的上三角矩阵。 

D、当i＞1时，将i-1的值赋予i，返回执行S2，直到i＝1时，结束流程。 

在上述方案中，由于是在频域中进行串扰抵消的处理，对在信道中传输的每一路信号，都需要计算每个频点的值，因此计算量较大，实现比较复杂。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供串扰抵消装置、信号处理系统及串扰抵消方法，简单、快速消除传输信道中各线路间的串扰。 

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 

一种串扰抵消装置，包括处理单元，所述处理单元具体包括第一滤波单元和信号合成单元： 

第一滤波单元用于根据固定的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波，其中对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波包括，将与远端串扰源对应的信号与对应的固定的滤波参数进行卷积，其中滤波参数主要通过以下公式获取： 

w_ik＝F^-1[Wik(f)]|_{f＝0，1，...，L-1}， $W_{\mathrm{ik}}\left(f\right)=-\frac{A_{\mathrm{ki}}\left(f\right)}{Q\left(f\right)}$

其中，w_ik表示对第k路串扰源到第i路接收信号的串扰进行滤波的滤波参数k∈[1，N]，i∈[1，N]，F表示时频变换算法，F^-1表示F的逆算法，L表示抽头数，Q(f)表示矩阵H(f)的行列式，H(f)＝F(h)，h为预先确定的N×N阶信道传输矩阵，A_ki(f)＝(-1)^k+iM_ki(f)，M_ki(f)是矩阵H(f)中元素H_ki(f)的余子式，H_ki(f)＝F(h_ki)，h_ik是矩阵h的第i行第k列元素； 

信号合成单元用于对与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波的信号进行合成。 

一种串扰抵消装置，包括处理单元，所述处理单元具体包括第一滤波单元、反馈接收单元和信号合成单元： 

第一滤波单元用于根据自适应的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波，并根据反馈接收单元接收的误差相关信号按照使误差降低的方向对所述滤波参数进行自适应调整，其中对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波包括，将与远端串扰源对应的信号与对应的自适应的滤波参数进行卷积； 

信号合成单元用于对与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波的信号进行合成； 

反馈接收单元：用于接收所述信号合成单元所合成的信号的误差相关信号，或接收其他信号处理装置所反馈的与合成信号相关的信号的误差相关信号，所述误差相关信号包括误差信号本身或误差信号的符号。 

一种信号处理系统，包括模拟前端单元和串扰抵消装置； 

模拟前端单元用于接收所述远端串扰源信号及所述远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到串扰抵消装置； 

所述串扰抵消装置可采用前述两种串扰抵消装置的结构。 

一种串扰抵消方法，包括： 

根据固定的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波，其中对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波包括，将与远端串扰源对应的信号与对应的固定的滤波参数进行卷积，其中滤波参数主要通过以下公式获取： 

w_ik＝F^-1[W_ik(f)]|_{f＝0，1，...，L-1}， $W_{\mathrm{ik}}\left(f\right)=-\frac{A_{\mathrm{ki}}\left(f\right)}{Q\left(f\right)}$

其中，w_ik表示对第k路串扰源到第i路接收信号的串扰进行滤波的滤波参数k∈[1，N]，i∈[1，N]，F表示时频变换算法，F^-1表示F的逆算法，L表示抽头数，Q(f)表示矩阵H(f)的行列式，H(f)＝F(h)，h为预先确定的N×N阶 信道传输矩阵，A_ki(f)＝(-1)^k+iM_ki(f)，M_ki(f)是矩阵H(f)中元素H_ki(f)的余子式，H_ki(f)＝F(h_ki)，h_ik是矩阵h的第i行第k列元素； 

对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与远端串扰源对应的信号进行合成。 

一种串扰抵消方法，包括： 

根据初始的滤波参数对远端串扰源对应信号进行时域滤波，其中对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波包括，将与远端串扰源对应的信号与对应的初始的滤波参数进行卷积； 

对与远端发送信号对应的接收信号和经时域滤波的远端串扰源对应信号进行合成； 

接收所合成的信号的误差相关信号，或接收与合成信号相关的信号的误差相关信号，所述误差相关信号包括误差信号本身或误差信号的符号； 

根据接收的误差相关信号按照使误差降低的方向对所述滤波参数进行自适应调整。 

以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点： 

本发明通过对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波，以模拟生成该远端串扰源对远端发送信号对应的接收信号的远端串扰，再从该与发送信号对应的接收信号中消除所述远端串扰，从而可以实现串扰的抵消。由于不需要分别计算每个频点的值，因此本发明的方案计算量较小，实现较简单。 

附图说明

图1是远端串扰示意图； 

图2是现有技术中DSLAM联合接收多路xDSL信号的示意图； 

图3是现有技术中的上行向量接收器示意图； 

图4是本发明串扰抵消方法一的流程图； 

图5是本发明实施例一串扰抵消方法的信号处理示意图； 

图6是本发明实施例一串扰抵消方法的流程图； 

图7是本发明实施例二串扰抵消方法的流程图； 

图8是本发明实施例二串扰抵消方法的信号处理示意图； 

图9是本发明串扰抵消方法二的流程图； 

图10是本发明串扰抵消方法二的信号处理示意图； 

图11是本发明实施例三串扰抵消方法的流程图； 

图12是本发明实施例四串扰抵消方法的流程图； 

图13是本发明实施例五串扰抵消装置的结构图； 

图14是本发明实施例七串扰抵消装置的结构图。 

具体实施方式

本发明的核心思想是：在时域中对与远端串扰源对应的信号进行滤波，以模拟生成该远端串扰源对远端发送信号对应的接收信号的串扰，再对远端发送信号对应的接收信号和经时域滤波的远端串扰源信号进行合成，实现远端串扰的抵消。依据上述思想，下面对本发明提供的串扰抵消方法、装置及信号处理系统及其优选实施例进行详细描述。 

方法一、一种串扰抵消方法，参考图4，包括： 

A1、根据固定的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波； 

所述的滤波参数可以根据预先确定的信道传输矩阵h计算获得，在计算中可以根据信道传输矩阵所具有的主对角线元素占优的特性，采用近似处理以在保证一定精度的同时简化计算。 

一般情况下，当信道中具有串扰关系的线路数为N时，h是N×N阶的矩阵，矩阵主对角线的元素表示信道输入信号的传输函数，非主对角线的元素h_km表示信道第m路输入信号对第k路输出信号的串扰函数。 

A2、对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与远端串扰源对应的信号进行合成。 

在对与远端发送信号对应的接收信号进行合成前还可以根据固定的滤波参数对所述信号进行时域滤波或进行延时，使经过时域滤波或进行延时后的接收信号与经滤波的远端串扰源对应的信号相对应。 

实施例一、一种串扰抵消方法，信号处理如图5所示；为清楚起见，图5中以x1路信号作为与远端发送信号，只画出了x2、x3路信号对与x1路信号对应的上行信道接收信号y1的串扰，在对与远端串扰源x2、x3对应信号y2、y3进行滤波的反映上，也仅画出了对y2、y3路信号进行时域滤波的滤 波参数w12和w13；显然，这个处理模型可以自然推广到各路信号，例如，还可以继续加入滤波参数w21和w23来分别对与x2路信号的串扰源x1、x3对应的信号y2、y3进行滤波。本文中，统一使用“w_ik”表示对第k路串扰源到第i路接收信号的串扰进行抵消滤波的滤波参数，使用“w_ii”表示对第i路接收信号进行滤波的滤波参数；流程如图6所示，包括： 

B1、对与远端发送信号对应的接收信号进行时域滤波；并分别对与各路远端串扰源对应的信号进行时域滤波。 

其中，对与远端发送信号对应的接收信号进行时域滤波主要通过将所述接收信号与对应的滤波参数进行卷积而实现；若设定所述发送信号是信道的第i路信号，所述的对应的滤波参数主要根据信道传输矩阵h通过公式 

w_ii＝F^-1[W_ii(f)]|_{f＝0，1，...，L-1}， $W_{\mathrm{ii}}\left(f\right)=\frac{M_{\mathrm{ii}}\left(f\right)}{Q\left(f\right)}$ 计算获得。 

对与各路远端串扰源对应的信号进行时域滤波主要通过将与各路远端串扰源对应的信号分别与对应的滤波参数进行卷积而实现；对于其中任意一路信号，若设定该路串扰源信号是信道的第k路信号，而发送信号是信道的第i路信号，则与之对应的滤波参数主要通过公式w_ik＝F^-1[W_ik(f)]|_{f＝0，1，...，L-1}，  $W_{\mathrm{ik}}\left(f\right)=-\frac{A_{\mathrm{ki}}\left(f\right)}{Q\left(f\right)}$ 计算获得； 

在上述公式中，L表示抽头数；Q(f)表示矩阵H(f)的行列式，H(f)＝F(h)；A_ki(f)＝(-1)^k+iM_ki(f)，M_ki(f)是矩阵H(f)中元素H_ki(f)的余子式；H_ki(f)＝F(h_ki)，h_ik是矩阵h的第i行第k列元素；F表示时频变换算法，F^-1表示F的逆算法；对于k＝i的情形，上述符号代表相同的运算。 

B2、对经时域滤波的与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与各路远端串扰源对应的信号进行合成。 

通过上述方案进行的串扰抵消处理精度较高，而计算量较大。由于信道传输矩阵具有主对角线元素占优的特性，因此在计算过程中，可以根据该特性对上述方案中的计算公式做近似处理，例如可以忽略包括两个及两个以上非对角线元素乘积的项，在保证一定精度的同时简化计算。下面对本发明串扰抵消方法的实施例二进行描述。 

实施例二、一种串扰抵消方法，流程如图7所示，信号处理如图8所示，包括： 

C1、对与远端发送信号对应的接收信号进行延时，并分别对与各路远端串扰源对应的信号进行时域滤波。 

其中，对与各路远端串扰源对应的信号进行时域滤波主要通过将与各路远端串扰源对应的信号分别与对应的滤波参数进行卷积而实现；对于其中任意一路信号，与之对应的滤波参数主要根据信道传输矩阵h通过将该路远端串扰源对发送信号对应接收信号的远端串扰函数和该路串扰源信号的传输函数的逆进行卷积而获得。 

C2、对经延时滤波的与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与各路远端串扰源对应的信号进行合成。 

在上述实施例中，为保证滤波的有效性，对与远端发送信号对应的接收信号进行了延时；实际上，当满足条件D(h_ii*d_i)＝D(h_kk*h_kk ^-1*d_k)，k＝1，2，...，N且k≠i时，可以保证对各路时域滤波结果进行合成时能够实现时间上的对应；其中，i与发送信号相对应，k与串扰源信号相对应；D表示取延时操作，d_i是对与远端发送信号对应的接收信号进行延时的延时项，d_k是对与所述发送信号的第k路远端串扰源信号对应的信号进行延时的延时项，N表示与发送信号有串扰关系的串扰源信号数。可以通过以下方法确定d_i和d_k：分别计算所有远端串扰源信号对应的延时项D(h_kk*h_kk ^-1)，令其中最大的延时项为D_max；取d_k＝D_max-D(h_kk*h_kk ^-1)，d_i＝D_max。 

在上述各实施例中，需要根据信道传输函数来确定滤波权参数，因此需要事先获得信道传输函数，然而获取信道传输矩阵的过程通常较为复杂，为此，本发明进一步提供了改进的方法，该方法不需要获得信道传输矩阵，而是依据自适应滤波的思想，对滤波参数进行自适应调整直到收敛。下面对该方法及其优选实施例进行详细描述。 

方法二、一种串扰抵消方法，参考图9，包括： 

D1、根据自适应的滤波参数对远端串扰源对应信号进行时域滤波。 

D2、对与远端发送信号对应的接收信号和经时域滤波的远端串扰源对应 信号进行合成。 

在对与远端发送信号对应的接收信号进行合成前还可以根据自适应的滤波参数对所述信号进行时域滤波或进行延时，使经过时域滤波或进行延时后的接收信号与经滤波的远端串扰源对应的信号相对应。 

在上述方法中，可以根据合成信号或与之相关信号的误差相关信号按照使所述误差降低的方向对所述滤波参数进行自适应调整；信号处理如图10所示；所述的与合成信号相关的信号可以是对合成后的信号进行后续处理的信号，如进行延时判决后的信号等；所述的误差相关信号包括误差信号本身或误差信号的符号等；进行自适应调整的算法可以根据需要进行选择，如常用的最小均方误差(LMS)算法、递归最小二乘法(RLS)等。下面对该方法的优选实施例进行详细描述。 

实施例三，一种串扰抵消方法，参考图11，该方法包括以下步骤： 

E1、对与远端发送信号对应的接收信号进行延时，并根据初始滤波参数分别对各路远端串扰源对应的信号进行时域滤波。 

初始滤波参数可以使用选用经验值，也可以随机生成。 

E2、对经延时滤波的与远端发送信号对应的接收信号和经时域滤波的各路远端串扰源对应信号进行合成。 

E3、接收反馈的经合成信号或与之相关信号的误差信号。 

E4、根据所述误差信号按照使误差均方值降低的方向对所述滤波参数进行调整。 

可以根据公式w(n+1)＝w(n)+μe(n)s(n)对滤波参数进行调整；其中，w(n+1)和w(n)分别表示进行第n+1次迭代后或迭代前的滤波参数，s(n)表示由w(n)进行滤波时的输入信号；μ表示预定步长；e(n)表示所述误差信号。 

在上述实施例中，可以合成后的信号或与之相关信号来估计误差e(n)，下面对其中的两种情况进行介绍。 

一、选择经合成后的信号作为反馈误差信号点。 

选择经合成后的信号作为反馈误差信号点时，为保证有效性，在自适应调整滤波参数的过程中，应停止发送信号的发送，此时经滤波合成后的信号 即表示估计误差e(n)。该方法在对自适应的收敛速度和对最优点的逼近程度等方面具有一定的优势，其缺点是在系统工作稳定后，有其他全球网络客户终端设备(CPE)加入时，由于此时其他线路正在正常工作时，因此不太可能停止发送信号而对滤波器进行自适应处理。 

二、选择对合成后的信号进行频域均衡后，再经延时判决输出的信号点作为反馈误差信号点 

频域均衡后的延时判决主要是通过从经均衡处理输出的延时信号中消除经均衡处理的与该路信号对应的信道输入信号，因此经延时判决输出的信号即表示误差信号e(n)。由于可以直接得到迭代所需的误差信号，因此选择频域均衡后经延时判决输出的信号点作为反馈点进行自适应处理时，基本不受信道输入信号的影响，因而不需要停止信道输入信号的发送，更适用于系统工作稳定后有其他CPE加入时的情况。 

在上述实施例中，为实现滤波参数的迭代计算，需要将误差信号反馈到联合发送端，由于需要传输误差信号，该方法需要传输的数据较多。在本发明的更多实施例中，还可以采用反馈误差信号的符号的方式，由于只需要传输误差信号的符号位，因此可以降低传输的数据量。 

实施例四，一种串扰抵消方法，参考图12，该方法包括以下步骤： 

F1、对与远端发送信号对应的接收信号进行延时，并以初始滤波参数分别对各路远端串扰源对应的信号进行时域滤波； 

初始滤波参数可以使用选用经验值，也可以随机生成。 

F2、将所述经延时的与远端发送信号对应的接收信号与经过时域滤波的各路远端串扰源对应信号合成。 

F3、接收反馈的经合成信号或与之相关信号的噪声统计量相关值； 

其中，所述的噪声统计量相关值具有广泛的含义，能够体现接收信号中噪声分量情况的统计值都可以作为噪声统计量相关值，例如，可包括噪声统计量数值、相邻两次噪声统计量的差值或相邻两次噪声统计量的差值的符号等。 

F4、根据所述噪声统计量相关值选择使所述噪声统计量降低的方向对所述滤波参数进行调整。 

基于滤波参数与噪声统计量之间基本的二次函数关系可知，存在使噪声统计量最小的滤波参数，该滤波参数可以认为就是使串扰得到最好抵消的目标值，因此可以基于各种数学运算手段来求取滤波参数的目标值，如可以采用最优值搜索、梯度估计判决等方案。下面结合应用实际，给出根据梯度估计判决的参数调整方法，该方法包括以下步骤： 

G1、分别采用若干梯度向量对当前滤波参数进行迭代；为提高梯度向量估计的准确程度，可以采用如下公式进行迭代： 

w(n+1)＝w(n)+λ×sign[e(n)]×u(n) 

其中w(n+1)与w(n)分别为进行第n+1次迭代后与迭代前的滤波参数，λ为选定的步长，sign[e(n)]为估计的噪声误差符号，u(n)为由w(n)进行滤波的输入信号。sign[e(n)]×u(n)即为梯度向量，对sign[e(n)]的取值进行不同的估计，就可以得到不同的候选梯度向量。对于不同种类的自适应滤波器，u(n)可以有不同的数据形式。例如，若使用阶数为M长度为L的块最小均方误差(LMS：Least MeanSquare)滤波器，则u(n)为L行M列的矩阵；若使用阶数为M的普通LMS滤波器，则u(n)为M维向量。 

需要说明的是，上述迭代公式提供大量候选迭代值作为可供尝试的滤波参数。例如，若u(n)输入为长度为L的数据块，由于sign[e(n)]共有+、-两种符号，因此共可产生2^L个候选迭代值，在实际应用中可以只选取所有可能情形中的部分作为候选迭代值以提高搜索速度。 

G2、根据反馈的对应迭代后的各组滤波参数的噪声统计量相关值，判决使所述噪声统计量最小的梯度向量； 

在理想情况下，根据反馈的噪声统计量相关值判决的梯度向量总是正确的，然而在实际中受其他噪声可能出现的统计非平稳性的影响，判决也可能发生错误，但是只要判决的正确率大于50％，最终都会得到收敛的结果，只是可能在“超碗”表面经过的路程比较曲折。根据自适应滤波器的原理，可以通过适当增加步长来提高判决的正确率。 

G3、以判决获得的梯度向量迭代后的滤波参数作为当前滤波参数； 

G4、重复上述迭代过程直到滤波参数收敛。 

为增加线路的可调节性，例如改变待发送信号的增益等，在实施例四中也可以通过自适应的滤波参数对待发送信号进行时域滤波，再将经滤波的待发送信号与经过时域滤波的各路串扰源信号合成。 

下面对本发明所提供的串扰抵消装置及其实施例进行详细描述。 

串扰抵消装置一，主要包括处理单元，所述处理单元具体包括第一滤波单元和信号合成单元： 

第一滤波单元用于根据固定的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波； 

信号合成单元用于对与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波的信号进行合成。 

下面对该装置的实施例进行详细描述。 

实施例五、一种串扰抵消装置，参考图13，包括处理单元1300，所述处理单元具体包括第一滤波单元1301、第二滤波单元1302和信号合成单元1303： 

第一滤波单元1301用于根据固定的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波； 

第二滤波单元1302用于根据固定的滤波参数对与远端发送信号对应的信号进行时域滤波； 

信号合成单元1303用于对经第一滤波单元1301滤波的信号和对经第二滤波单元1302滤波的与远端发送信号对应的接收信号进行合成。 

所述装置还可以包括模拟前端单元1310，用于接收远端串扰源信号及远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到处理单元1300。 

本实施例中的串扰抵消装置可采用实施例一中的串扰抵消方法。 

实施例六、一种串扰抵消装置，该装置与实施例五类似，区别之处在于本实施例的处理单元中采用延时滤波单元代替实施例四中的第二滤波单元，该延时滤波单元用于在所述与远端发送信号对应的信号进入所述信号合成单元前对其进行延时。 

本实施例中的串扰抵消装置可采用实施例二中的串扰抵消方法。 

串扰抵消装置二，主要包括处理单元，所述处理单元具体包括第一滤波单元、信号合成单元和反馈接收单元： 

第一滤波单元用于根据自适应的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波；还用于根据反馈接收单元接收的相关信息对滤波参数进行调整； 

信号合成单元用于对与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波的信号进行合成； 

反馈接收单元用于接收所述信号合成单元或其他信号处理装置所反馈的经信号合成单元合成的信号或与之对应信号的相关信息。 

下面对该装置的实施例进行详细描述。 

实施例七、一种串扰抵消装置，参考图14，包括处理单元1400，所述处理单元1400具体包括第一滤波单元1401、延时滤波单元1402、信号合成单元1403和反馈接收单元1404： 

第一滤波单元1401用于根据自适应的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波；还用于根据反馈接收单元1404接收的误差相关信号按照使所述误差的均方值降低的方向对所述滤波参数进行自适应调整； 

延时滤波单元1402用于对与远端发送信号对应的接收信号进行延时； 

信号合成单元1403用于对经延时滤波单元1402滤波的与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波1401的信号进行合成； 

反馈接收单元1404用于接收所述信号合成单元1403或其他信号处理装置所反馈的经信号合成单元1403合成的信号或与之对应信号的误差相关信号。 

本装置还可以包括模拟前端单元1410，用于接收远端串扰源信号及远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到处理单元1400。 

本实施例中的串扰抵消装置可采用实施例三中的串扰抵消方法。 

实施例八、一种串扰抵消装置，该装置与实施例六类似，区别之处在于本实施例的处理单元中采用第二滤波单元代替实施例五中的延时滤波单元，该第二滤波单元用于根据自适应的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行 时域滤波；还用于根据反馈接收单元接收的误差相关信号按照使所述误差降低的方向对所述滤波参数进行调整。 

实施例九、一种串扰抵消装置，其结构与实施例七类似，包括处理单元，所述处理单元具体包括第一滤波单元、延时滤波单元、信号合成单元和反馈接收单元： 

第一滤波单元用于根据自适应的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波；还用于根据反馈接收单元接收的噪声统计量相关值按照使所述噪声统计量降低的方向对所述滤波参数进行自适应调整； 

延时滤波单元用于对与远端发送信号对应的接收信号进行延时； 

信号合成单元用于对经延时滤波单元滤波的与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波的信号进行合成； 

反馈接收单元用于接收所述信号合成单元或其他信号处理装置所反馈的经信号合成单元合成的信号或与之对应信号的噪声统计量相关值。 

本装置还可以包括模拟前端单元，用于接收远端串扰源信号及远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到处理单元。 

本实施例中的串扰抵消装置可采用实施例四中的串扰抵消方法。 

实施例十、一种串扰抵消装置，该装置与实施例九类似，区别之处在于本实施例的处理单元中采用第二滤波单元代替实施例五中的延时滤波单元，该第二滤波单元用于根据自适应的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波；还用于根据反馈接收单元接收的噪声统计量相关值按照使所述噪声统计量降低的方向对所述滤波参数进行调整。 

下面对本发明提供的信号处理系统进行详细介绍。 

信号处理系统一，包括模拟前端单元和串扰抵消装置； 

模拟前端单元用于接收所述远端串扰源信号及所述远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到串扰抵消装置； 

串扰抵消装置主要包括处理单元，所述处理单元具体包括第一滤波单元和信号合成单元： 

第一滤波单元用于根据固定的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进 行时域滤波； 

信号合成单元用于对与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波的信号进行合成。 

在该系统的优选实施例中，所述串扰抵消装置具有实施例五中所述的结构，可以采用实施例一中的串扰抵消方法。 

在该系统的更多实施例中，所述串扰抵消装置具有实施例六中所述的结构，可以采用实施例二中的串扰抵消方法。 

在该系统的更多实施例中，系统还包括时频变换单元，用于将所述信号合成单元合成后的信号变换为频域信号。 

在该系统的更多实施例中，系统还包括时域均衡单元，用于在将信号合成单元合成的信号变换为频域信号之前对该信号进行时域均衡。 

信号处理系统二、包括模拟前端单元和串扰抵消装置； 

模拟前端单元用于接收所述远端串扰源信号及所述远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到串扰抵消装置； 

串扰抵消装置包括处理单元，所述处理单元具体包括第一滤波单元、信号合成单元和反馈接收单元： 

第一滤波单元用于根据自适应的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波；还用于根据反馈接收单元接收的相关信息对所述滤波参数进行调整； 

信号合成单元用于对与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波的信号进行合成； 

反馈接收单元用于接收所述信号合成单元或其他信号处理装置所反馈的经信号合成单元合成的信号或与之对应信号的相关信息。 

在该系统的优选实施例中，所述串扰抵消装置具有实施例七中所述的结构，可以采用实施例三中的串扰抵消方法。 

在该系统的优选实施例中，所述串扰抵消装置具有实施例九中所述的结构，可以采用实施例四中的串扰抵消方法。 

在该系统的更多实施例中，所述串扰抵消装置具有实施例八中所述的结 构。 

在该系统的更多实施例中，所述串扰抵消装置具有实施例十中所述的结构。 

在该系统的更多实施例中，系统还包括时频变换单元，用于将所述信号合成单元合成后的信号变换为频域信号。 

在该系统的更多实施例中，系统还包括时域均衡单元，用于在将信号合成单元合成的信号变换为频域信号之前对该信号进行时域均衡。 

以上对本发明所提供的串扰抵消装置、信号处理系统及串扰抵消方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 

Claims (19)

1.一种串扰抵消装置，其特征在于，包括处理单元，所述处理单元具体包括第一滤波单元和信号合成单元：

第一滤波单元用于根据固定的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波，其中对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波包括，将与远端串扰源对应的信号与对应的固定的滤波参数进行卷积，其中滤波参数主要通过以下公式获取：

w_ik＝F^-1[W_ik(f)]|_{f＝0，1，...，L-1}， $W_{\mathrm{ik}}\left(f\right)=-\frac{A_{\mathrm{ki}}\left(f\right)}{Q\left(f\right)}$

其中，w_ik表示对第k路串扰源到第i路接收信号的串扰进行滤波的滤波参数k∈[1，N]，i∈[1，N]，F表示时频变换算法，F^-1表示F的逆算法，L表示抽头数，Q(f)表示矩阵H(f)的行列式，H(f)＝F(h)，h为预先确定的N×N阶信道传输矩阵，A_ki(f)＝(-1)^k+iM_ki(f)，M_ki(f)是矩阵H(f)中元素H_ki(f)的余子式，H_ki(f)＝F(h_ki)，h_ik是矩阵h的第i行第k列元素；

信号合成单元用于对与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波的信号进行合成。

2.如权利要求1所述的串扰抵消装置，其特征在于，所述处理单元还包括第二滤波单元，用于在所述与远端发送信号对应的接收信号进入所述信号合成单元前根据固定的滤波参数对其进行时域滤波，其中对与远端发送信号对应的接收信号进行时域滤波包括，将接收信号与对应的固定的滤波参数进行卷积，与接收信号对应的固定的滤波参数主要通过以下公式获取：

w_ii＝F^-1[W_ii(f)]|_{f＝0，1，...，L-1}， $W_{\mathrm{ii}}\left(f\right)=\frac{M_{\mathrm{ii}}\left(f\right)}{Q\left(f\right)}.$

3.如权利要求1所述的串扰抵消装置，其特征在于，所述处理单元还包括延时滤波单元，用于在所述与远端发送信号对应的接收信号进入所述信号合成单元前对其进行延时，且延时满足条件D(h_ii*d_i)＝D(h_kk*h_kk ^-1*d_k)，其中k≠i，i与发送信号相对应，k与串扰源信号相对应；D表示取延时操作，d_i是对与远端发送信号对应的接收信号进行延时的延时项，d_k是对与所述发送信号的第k路远端串扰源信号对应的信号进行延时的延时项。

4.如权利要求1或2或3所述的串扰抵消装置，其特征在于，所述装置还包括模拟前端单元，用于接收所述远端串扰源信号及所述远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到处理单元。

5.一种串扰抵消装置，其特征在于，包括处理单元，所述处理单元具体包括第一滤波单元、反馈接收单元和信号合成单元：

第一滤波单元用于根据自适应的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波，并根据反馈接收单元接收的误差相关信号按照使误差降低的方向对所述滤波参数进行自适应调整，其中对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波包括，将与远端串扰源对应的信号与对应的自适应的滤波参数进行卷积；

信号合成单元用于对与远端发送信号对应的接收信号和经第一滤波单元滤波的信号进行合成；

反馈接收单元用于接收所述信号合成单元所合成的信号的误差相关信号，或接收其他信号处理装置所反馈的与合成信号相关的信号的误差相关信号，所述误差相关信号包括误差信号本身或误差信号的符号。

6.如权利要求5所述的串扰抵消装置，其特征在于，所述处理单元还包括第二滤波单元，用于在所述与远端发送信号对应的信号进入所述信号合成单元前根据自适应的滤波参数对其进行时域滤波；还用于根据反馈接收单元接收的误差相关信号按照使误差降低的方向对所述自适应的滤波参数进行调整。

7.如权利要求5所述的串扰抵消装置，其特征在于，所述处理单元还包括延时滤波单元，用于在所述与远端发送信号对应的信号进入所述信号合成单元前对其进行延时。

8.如权利要求5至7任一项所述的串扰抵消装置，其特征在于，所述装置还包括模拟前端单元，用于接收所述远端串扰源信号及所述远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到所述处理单元。

9.一种信号处理系统，其特征在于，所述系统包括模拟前端单元和串扰抵消装置；

模拟前端单元用于接收所述远端串扰源信号及所述远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到串扰抵消装置；

所述串扰抵消装置采用如权利要求1所述的结构。

10.一种信号处理系统，其特征在于，包括串扰抵消装置和模拟前端单元；

模拟前端单元用于接收所述远端串扰源信号及所述远端发送信号，并对所述信号进行模数转换后输出到串扰抵消装置；

所述串扰抵消装置采用如权利要求5所述的结构。

11.如权利要求10所述的信号处理系统，其特征在于，所述系统还包括：时频变换单元，用于将所述信号合成单元合成后的信号变换为频域信号；时域均衡单元，用于在将信号合成单元合成的信号变换为频域信号之前对该信号进行时域均衡。

12.一种串扰抵消方法，其特征在于，包括：

根据固定的滤波参数对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波，其中对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波包括，将与远端串扰源对应的信号与对应的固定的滤波参数进行卷积，其中滤波参数主要通过以下公式获取：

w_ik＝F^-1[W_ik(f)]|_{f＝0，1，...，L-1}， $W_{\mathrm{ik}}\left(f\right)=-\frac{A_{\mathrm{ki}}\left(f\right)}{Q\left(f\right)}$

其中，w_ik表示对第k路串扰源到第i路接收信号的串扰进行滤波的滤波参数k∈[1，N]，i∈[1，N]，F表示时频变换算法，F^-1表示F的逆算法，L表示抽头数，Q(f)表示矩阵H(f)的行列式，H(f)＝F(h)，h为预先确定的N×N阶信道传输矩阵，A_ki(f)＝(-1)^k+iM_ki(f)，M_ki(f)是矩阵H(f)中元素H_ki(f)的余子式，H_ki(f)＝F(h_ki)，h_ik是矩阵h的第i行第k列元素；

对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与远端串扰源对应的信号进行合成。

13.如权利要求12所述的串扰抵消方法，其特征在于，

所述对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波具体包括：分别对各路远端串扰源对应的信号进行时域滤波；

所述对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与远端串扰源对应的信号进行合成具体包括：对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与各路远端串扰源对应的信号进行合成。

14.如权利要求12所述的串扰抵消方法，其特征在于，所述对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与各路远端串扰源对应的信号进行合成前还包括：根据固定的滤波参数对所述与远端发送信号对应的接收信号进行时域滤波，其中对与远端发送信号对应的接收信号进行时域滤波包括，将接收信号与对应的固定的滤波参数进行卷积，与接收信号对应的固定的滤波参数主要通过以下公式获取：

w_ii＝F^-1[W_ii(f)]|_{f＝0，1，...，L-1}， $W_{\mathrm{ii}}\left(f\right)=\frac{M_{\mathrm{ii}}\left(f\right)}{Q\left(f\right)}.$

15.如权利要求12所述的串扰抵消方法，其特征在于，所述对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与各路远端串扰源对应的信号进行合成前还包括：对所述与远端发送信号对应的接收信号进行延时，且延时满足条件D(h_ii*d_i)＝D(h_kk*h_kk ^-1*d_k)，其中k≠i，i与发送信号相对应，k与串扰源信号相对应；D表示取延时操作，d_i是对与远端发送信号对应的接收信号进行延时的延时项，d_k是对与所述发送信号的第k路远端串扰源信号对应的信号进行延时的延时项。

16.一种串扰抵消方法，其特征在于，包括：

根据初始的滤波参数对远端串扰源对应信号进行时域滤波，其中对与远端串扰源对应的信号进行时域滤波包括，将与远端串扰源对应的信号与对应的初始的滤波参数进行卷积；

对与远端发送信号对应的接收信号和经时域滤波的远端串扰源对应信号进行合成；

接收所合成的信号的误差相关信号，或接收与合成信号相关的信号的误差相关信号，所述误差相关信号包括误差信号本身或误差信号的符号；

根据接收的误差相关信号按照使误差降低的方向对所述滤波参数进行自适应调整。

17.如权利要求16所述的串扰抵消方法，其特征在于，

所述对远端串扰源对应信号进行时域滤波具体包括：分别对与各路远端串扰源对应的信号进行时域滤波；

所述对与远端发送信号对应的接收信号和经时域滤波的远端串扰源对应信号进行合成具体包括：对与远端发送信号对应的接收信号和经时域滤波的与各路远端串扰源对应的信号进行合成。

18.如权利要求17所述的串扰抵消方法，其特征在于，

所述对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与各路远端串扰源对应的信号进行合成前还包括：根据自适应的滤波参数对与所述远端发送信号对应的接收信号进行时域滤波，并根据接收的误差相关信号按照使误差降低的方向对所述自适应的滤波参数进行调整。

19.如权利要求17所述的串扰抵消方法，其特征在于，所述对与远端发送信号对应的接收信号和所述经时域滤波的与各路远端串扰源对应的信号进行合成前还包括：对所述与远端发送信号对应的接收信号进行延时。

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