數字用戶專線系統的回波抵消方法
2023-11-03 00:47:57 1
專利名稱：數字用戶專線系統的回波抵消方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及數字用戶專線系統的回波抵消方法。
背景技術：
數字用戶專線(DSL)，目前回波抵消技術在DSL系統中有著廣泛的應用。DSL系統中發送端信號和接收端信號通過模擬混合電路實現全雙工，由於混合電路與未知線路阻抗不可能完全匹配，那麼就會有部分發送信號洩漏到接收端，形成回波幹擾，而通常回波功率都要大於遠端信號功率(即接收信號功率)，使得接收信號誤碼率增加，嚴重時甚至導致接收端無法解碼。這就要求對接收端的回波進行消除。回波抵消技術分為兩個過程:訓練過程和工作過程，可由附
圖1表示。訓練過程中，自適應算法通過誤差信號e(n)來調整橫向濾波器的抽頭係數向量W，直至抽頭係數向量收斂到維納解。工作過程中，利用訓練中得到抽頭係數向量來濾波，達到回波抵消的目的。傳統的回波抵消技術，如基於LMS算法的回波抵消技術，利用抽頭係數迭代更新公式，求得近似維納解，從而完成回波抵消算法。然而，由於每輸入一個樣值，LMS算法都需要更新一次抽頭係數，因此，隨著DSL系統特別是第二代甚高速數字用戶線(VDSL2)系統傳輸速率的提升，抽頭數的增加，其複雜度越來越高，基於LMS算法的回波抵消技術已不能滿足系統要求。A.Abousaada 等人於 1992 年在「An echo tail canceller base on adaptiveinterpolated FIR filtering」 一文提出將回波相應分為頭回波和尾回波,通過對尾回波的插值來降低計算的複雜度，並且Shou-Sheu Lin等人於2004年在「A low-complexityadaptive echo canceller for xDSL applications」 中還將此方法進行了改進,使得最小均方誤差更接近於理想值。然而他們都需要多次的迭代，所需要的計算複雜度也是比較高，在VDSL2系統中同樣難以實現。
發明內容
為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種數字用戶專線系統的回波抵消方法。本發明提供了一種數字用戶專線系統的回波抵消方法，其特徵在於，包括如下步驟:A.訓練過程，在訓練過程中得出多級維納濾波器的抽頭係數向量Wmswf=[WiwM_JT和變換矩陣向量T=Eh1 V..hM_Jτ ；B.工作過程，根據抽頭係數向量Wmswf和變換矩陣向量T，得出用於回波抵消中進行橫向濾波的抽頭係數W，從而實現回波抵消。作為本發明的進一步改進，在所述步驟A中包括如下步驟:Al.DSL中IFFT調製大小為Ntl,經過星座映射和IFFT調製後的時域輸入信號向量為x(k) = [x(k) X (k-1)]τ，根據輸入信號特點構造輸入信號矩陣X (k)；A2.定義多級維納濾波器抽頭數為M，代入輸入信號矩陣X (k)，根據多級維納濾波器原理，求得抽頭係數向量Wmswf=[w1,w2...ww-1]和變換矩陣向量T=[h1,h2...hM-1]T
作為本發明的進一步改進，在所述步驟B中包括如下步驟:B1.將抽頭係數向量Wmswf和變換矩陣T相乘，得到用於回波抵消中進行橫向濾波的抽頭係數W, W=ThWmswf ;B2.輸入信號通過橫向濾波器W，並在接收端將其減去，實現接收端回波的消除。作為本發明的進一步改進，在所述步驟Al中，採用發送信號頻帶和接收信號頻帶相重疊、大小為Ntl的IFFT調製。作為本發明的進一步改進，在所述步驟Al中，設定頻域子載波表示為X(m)，其中m=l, 2,…，N0/2+1為子載波數，然後對X(m)作共軛對稱的擴展，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:
權利要求
1.一種數字用戶專線系統的回波抵消方法，其特徵在於，包括如下步驟: A.訓練過程,在訓練過程中得出多級維納濾波器的抽頭係數向量Wmswf=[W1 W2..*wM_JT和變換矩陣向量T=Eh1 Ιν ; B.工作過程，根據抽頭係數向量《 ^和變換矩陣向量T，得出用於回波抵消中進行橫向濾波的抽頭係數W，從而實現回波抵消。
2.根據權利要求1所述的回波抵消方法，其特徵在於:在所述步驟A中包括如下步驟: Al.DSL中IFFT調製大小為Ntl，經過星座映射和IFFT調製後的時域輸入信號向量為X (k) = [χ (k) X (k-Ι)…X (k-N+1) ]τ，根據輸入信號特點構造輸入信號矩陣X (k)； A2.定義多級維納濾波器抽頭數為M，代入輸入信號矩陣X (k)，根據多級維納濾波器原理,求得抽頭係數向量Wmswf=!^ Wf wM_Jτ和變換矩陣向量T=Qi1 lvhiniT。
3.根據權利要求2所述的回波抵消方法，其特徵在於:在所述步驟B中包括如下步驟: B1.將抽頭係數向量wBWF和變換矩陣T相乘，得到用於回波抵消中進行橫向濾波的抽頭係數 W，W=ThWmswf ; B2.輸入信號通過橫向濾波器W，並在接收端將其減去，實現接收端回波的消除。
4.根據權利要求3所述的回波抵消方法，其特徵在於:在所述步驟Al中，採用發送信號頻帶和接收信號頻帶相重疊、大小為Ntl的IFFT調製。
5.根據權利要求4所述的回波抵消方法，其特徵在於:在所述步驟Al中，設定頻域子載波表示為X(m)，其中m=l，2，...，凡/2+1為子載波數，然後對X(m)作共軛對稱的擴展，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.根據權利要求5所述的回波抵消方法，其特徵在於: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過QAM星座映射得到有幅度和相位信息的頻域信號。
7.根據權利要求6所述的回波抵消方法，其特徵在於: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.根據權利要求7所述的回波抵消方法，其特徵在於: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和初始觀測數據Xtl(k);初始參考信號:d0(k) =X(I,:) (k);初始觀測數據:X0(k)=X(k)。
9.根據權利要求8所述的回波抵消方法，其特徵在於: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，令1=1，開始依次執行以下計算:
10.根據權利要求9所述的回波抵消方法，其特徵在於:在所述步驟A中還包括，後向遞歸:首先定義第M的誤差信號為eM(k):eM (k) =dM (k) 其次令1=M，開始依次執行以下計算:
全文摘要
本發明公開了一種數字用戶專線系統的回波抵消方法，包括如下步驟A.訓練過程，在訓練過程中得出多級維納濾波器的抽頭係數向量wMSWF=[w1w2…wM-1]T和變換矩陣向量T=[h1h2…hM-1]T；B.工作過程，根據抽頭係數向量wMSWF和變換矩陣向量T，得出用於回波抵消中進行橫向濾波的抽頭係數w，從而實現回波抵消。本發明的有益效果是數字用戶專線系統的回波抵消方法由於無需計算自相關的逆矩陣，而且迭代次數較少，所以具有計算簡單的優點。所以，本發明方法在實際應用中具有計算複雜度低，收斂速度快的優點，可應用於實際的VDSL2系統中實現回波抵消。
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 優先權日2013年3月1日
發明者黃磊, 吳威葳, 王鑫 申請人:哈爾濱工業大學深圳研究生院