论文部分内容阅读
目前WCDMA通信网络已经遍布世界各地,直放站成为网络中信号弱区、盲区覆盖和扩大覆盖的优选设备,其中无线数字直放站由于架站灵活和安装成本低受到人们的青睐,但其收发天线之间的同频干扰一直制约着系统性能的进一步提升。本文将ICS技术运用到无线直放站当中,减少同频干扰带来的系统自激效应,在固定隔离度下进一步提升直放站增益,并保证输出信号的质量。详细介绍了ICS(干扰消除系统)技术中的自适应干扰抵消算法,推导证明了其中经典的时域和变换域算法,如LMS算法、NLMS算法、RLS算法、WHT-LMS算法和FFT-LMS算法。通过仿真分析得出它们的优缺点,确立了一种实际可行的干扰抵消算法：FFT-LMS干扰抵消算法。针对该算法稳态期出现较大波动误差问题,文中提出了采用Sigmoid函数构造搜索步长与输出误差之间的非线性关系,在算法收敛过程中自动调节搜索步长,加快了算法收敛速度的同时减小稳态期波动误差,引入误差记忆因子概念,避免系统未达到最优状态时算法停止搜索,最后整合提出了VSSFFT-LMS算法。构建回波干扰环境下无线直放站的Matlab仿真模型,对算法进行验证,结果表明在相同隔离度下应用VSSFFT-LMS算法的ICS直放站可以将相对增益提高到7dB,远优于标准要求的-15dB。在相对增益为7dB的时候,改进算法使直放站输出信号星座图明显聚敛,EVM值控制在8.33%,满足WCDMA直放站EVM值小于17.5%的要求,较定步长FFT-LMS算法降低了3.3个百分点。同时VSSFFT-LMS算法具有收敛速度快、稳态误差小和实现难度低的优点。然后讨论了自适应滤波器长度、功放增益和信号相关性对算法稳定性的影响。最后在FPGA平台对算法进行设计,算法核心时钟采用8倍采样速率,复用FPGA内的FFT/IFFT模块,可以有效减少硬件资源的消耗。数据缓冲、级联和速率匹配采用双口RAM实现。通过ChipScope软件采集输出数据,分析表明所提出的改进算法能很好的实现直放站的回波的消除,满足预期要求。本课题研究对ICS无线直放站的研发设计有很大的工程应用价值。