CN101442334A - 一种回波噪声抑制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种回波噪声抑制器，包括分滤波器模块和主滤波器模块，其特征在于：所述的分滤波器模块计算产生自激以后系统输入信号和预计噪声进行初始谱估计，为系统获得基本的信噪比SNR提供信号，其由两个并行NLMS滤波器完成，所述的两个并行NLMS滤波器的输出信号经过4TAP的功率平均计算后，将数值送入SNR计算模块，所述的SNR计算模块与增益余量计算模块相连，系统可以根据增益余量计算模块的输出得到自激抵消系统在系统设计过程获得的增益；此外SNR计算模块处理的信号经步长控制模块输入到主滤波器；本发明基于FPGA的滤波器算法的设计，其有效的监控直放站临界自激状态并自动抵消回波噪声，减小了隔离度对直放站的限制，有力推动直放站的发展。

Description

一种回波噪声抑制器

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术领域，特别是一种直放站的回波噪声抑制器。

背景技术

由于直放站发送天线的原始信号返回到接收天线信号源的被延迟和失真的部分，即回波，它的存在使得直放站前后，天线就存在一定的不稳定性。一般工程上，通常通过合理设置前，后天线物理间隔，即增加隔离度，来避免产生回波噪声自激。由于现场环境不同的地区，隔离度设置也不同，通常需要专业技术人员根据现场环境对隔离度进行人工测试，因此，造成了直放站的设备体积较大，安装地点受到现场环境的限制，影响了直放站的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种回波噪声抑制器，用来监控直放站临界自激状态并自动抵消回波噪声，将减小隔离度对直放站的限制，有力推动直放站的发展。

本发明是这样实现的，一种回波噪声抑制器，包括分滤波器模块和主滤波器模块，其特征在于：所述的分滤波器模块计算产生自激以后系统输入信号和预计噪声进行初始谱估计，为系统获得基本的信噪比SNR提供信号，其由两个并行NLMS滤波器完成，所述的两个并行NLMS滤波器的输出信号经过4TAP的功率平均计算后，将数值送入SNR计算模块，所述的SNR计算模块与增益余量计算模块相连，系统可以根据增益余量计算模块的输出得到自激抵消系统在系统设计过程获得的增益；此外SNR计算模块处理的信号经步长控制模块输入到主滤波器；所述的主滤波器还负责对系统输入信号，功率平均计算模块的输出信号及SNR计算模块输出的信号进行滤波处理。

本发明是基于FPGA的滤波器算法的设计，FPGA的各个模块的设计采用了流水线的设计方法，这样不论在数据处理方面，还是在整个系统的效率方面都有很大的提高，大大促进了整个系统的稳定性及可靠性，本发明有效的监控直放站临界自激状态并自动抵消回波噪声，减小了隔离度对直放站的限制，有力推动直放站的发展。

附图说明

图1是本发明的原理结构示意图。

图2是本发明实施例的四阶FIR滤波器原理图。

图3是本发明实施例的主滤波模块的原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明是基于FPGA的滤波器算法的设计，FPGA的各个模块的设计采用了流水线的设计方法，其包括分滤波器模块和主滤波器模块，其特征在于：所述的分滤波器模块计算产生自激以后系统输入信号和预计噪声进行初始谱估计，为系统获得基本的信噪比SNR提供信号，其由两个并行NLMS滤波器完成，所述的两个并行NLMS滤波器的输出信号经过4TAP的功率平均计算后，将数值送入SNR计算模块，如果计算获得SNR，该SNR只是指相对的SNR；假设通过NLMS_SI模块输入计算得到的功率是信号功率P0，通过NLMS_SO模块输入计算得到的信号功率为P8，将两个模块的输出功率换算为dB值以后，将101g P8□101g P0＝No就是当时自抵消系统的回波抵消增益。将101g P8□101g P0＝No视为SNR模块处理的估计噪声源，而将P0视为SNR模块处理的信号，就可以得到当时时刻的SNR。假设系统的初始时刻获得的SNR为SNR0，经过4Tap运算以后获得的SNR为SNR4，如果 $\mathrm{SNR}0>\frac{P_{\max }}{P\min }(1+N_{o3})\mathrm{SNR}4,$ 那么输出给主滤波器的sign符号就是正的，否则就是负；所述的SNR计算模块与增益余量计算模块相连，系统可以根据增益余量计算模块的输出得到自激抵消系统在系统设计过程获得的增益；此外SNR计算模块处理的信号经步长控制模块输入到主滤波器；系统可以根据实际情况调节需要的增益从而人工调节两个NLMS滤波器的固定步长；所述的主滤波器还负责对系统输入信号，功率平均计算模块的输出信号及SNR计算模块输出的信号进行滤波处理。

本发明的主导设计模块为：分滤波器，主滤波器模块。

分滤波器的主要功能是计算产生自激以后系统输入信号和预计噪声进行初始谱估计，为了系统获得基本SRN提供信号.分滤波器是由两个并行的NLMS滤波器完成的，结构完全相同，共享一个迭代更新模块，分别用以计算输入信号和剩余误差的能量，获得系统的SNR对于NLMS来说，可以有最少4Tap的FIR滤波器来完成，其结构如图2所示。

该FIR滤波器的迭代公式为：

P＝u^T(n)u(n)

q＝v^T(n)v(n)

a(n)＝d(n)-u^T(n)w(n)

$w(n+1)=w\left(n\right)+\frac{u\left(n\right)a\left(n\right)}{P+q\left(n\right)/{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\ω}}^2\left(n\right)}$

如图3所示，主滤波器模块是一个8Tap的LMS的滤波器，数据迭代的基本公式为：

W(n)＝W(n-1)+μP_SI(ω)[SNR₄-W(n-1)]

其步长可以由以下公式确定：

$\mathrm{\&mu;}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&mu;}}_{\min }& \mathrm{SNR}>{\mathrm{SNR}}_{\max }\\ A\&times;\mathrm{SNR}+B& \\ {\mathrm{\&mu;}}_{\max }& \mathrm{SNR}<{\mathrm{SNR}}_{\min }\end{array}\right.$

本发明是基于FPGA的滤波器算法的设计，FPGA的各个模块的设计采用了流水线的设计方法，这样不论在数据处理方面，还是在整个系统的效率方面都有很大的提高，大大促进了整个系统的稳定性及可靠性，本发明有效的监控直放站临界自激状态并自动抵消回波噪声，减小了隔离度对直放站的限制，有力推动直放站的发展。

Claims (3)

1、一种回波噪声抑制器，包括分滤波器模块和主滤波器模块，其特征在于：所述的分滤波器模块计算产生自激以后系统输入信号和预计噪声进行初始谱估计，为系统获得基本的信噪比SNR提供信号，其由两个并行NLMS滤波器完成，所述的两个并行NLMS滤波器的输出信号经过4TAP的功率平均计算后，将数值送入SNR计算模块，所述的SNR计算模块与增益余量计算模块相连，系统可以根据增益余量计算模块的输出得到自激抵消系统在系统设计过程获得的增益；此外SNR计算模块处理的信号经步长控制模块输入到主滤波器；所述的主滤波器还负责对系统输入信号，功率平均计算模块的输出信号及SNR计算模块输出的信号进行滤波处理。

2、根据权利要求1所述的一种回波噪声抑制器，其特征在于：所述的NLMS滤波器可以由四阶FIR滤波器实现。

3、根据权利要求1所述的一种回波噪声抑制器，其特征在于：所述的主滤波器模块是由八阶LMS滤波器实现。

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