同频直放站自适应回波消除算法研究及FPGA实现
发布时间：2022-12-10 08:01
在通信基础设施的铺设过程中,难免会存在信号覆盖盲区和弱区。同频直放站做为基站的延伸设备,在无线通信网络中起着十分重要的作用。但是由于同频直放站收发天线是同频率的,转发天线的信号会经过多径反射,不可避免的被接收天线接收并再放大,形成一个反馈环路。当设备增益大于隔离度时,系统会处于正反馈状态,把信号无限放大,形成自激,甚至烧毁功放。因为回波路径一般是未知和时变的,通常利用自适应滤波来估计回波噪声,自适应回波消除是处理同频直放站回波噪声的重要技术之一。本文主要对自适应回波消除算法及实现展开研究。本文从自适应滤波器的基本原理出发,推导论证了常用的自适应干扰消算法,包括最速下降算法、LMS算法和NLMS算法等,对比分析各种滤波算法的性能,并用MATLAB仿真验证。其次针对自适应滤波算法在LTE同频直放站中的应用,提出了基于附加参考序列的LMS自适应回波消除算法,通过MATLAB搭建仿真环境,分析该算法的回波消除性能。然后用福建京奥通信技术有限公司的LTE-FDD同频直放站搭建硬件验证平台,核心芯片采用Intel公司的Cyclone V系列5CEFA5F23I7,对所提算法各关键实现模块和接口进行...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 课题研究的国内外现状
1.2.1 直放站研究现状
1.2.2 自适应滤波研究现状
1.3 论文结构及工作内容安排
第2章 同频直放站系统整体概述
2.1 同频直放站基本架构
2.2 ICS直放站与传统直放站的区别
2.2.1 传统模拟同频直放站存在的问题
2.2.2 ICS同频直放站优势
2.3 无线信道特性
2.3.1 多径衰弱
2.3.2 多普勒扩展
2.4 同频直放站在现代通信中的应用
2.5 本章小结
第3章 ICS自适应回波消除算法原理及仿真
3.1 自适应滤波器基本原理
3.2 常用自适应干扰消除算法
3.2.1 最速下降算法
3.2.2 LMS最小均方算法
3.2.3 归一化最小均方(NLMS)算法
3.2.4 算法仿真对比总结
3.3 基于附加参考序列的LMS自适应回波消除算法
3.3.1 回波消除原理
3.3.2 MATLAB仿真
3.4 本章小结
第4章 同频直放站硬件验证平台
4.1 硬件平台整体架构
4.1.1 信号源端
4.1.2 信号处理端
4.1.3 信号检测端
4.2 ICS同频直放站内部结构
4.2.1 射频模块
4.2.2 AD80305 集成射频芯片
4.2.3 抽取、插值及成型滤波器
4.3 本章小结
第5章 回波消除算法的FPGA实现
5.1 算法实现整体架构
5.2 各子模块的实现
5.2.1 数据缓存与读取
5.2.2 lms_coef_complex模块
5.2.3 divider_57_46 峰值归一化模块
5.2.4 update滤波器系数更新模块
5.2.5 lms_fir_mult自适应回波生成模块
5.3 FPGA板级实现结果与性能测试
5.3.1 性能测试条件
5.3.2 算法实现结果对比分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 后续展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于谱相关的CBOC信号参数盲估计[J]. 刘董华,张天骐,梁先明,袁帅. 电讯技术. 2019(01)
[2]5G为传统广播的智慧化赋能[J]. 牛存有. 视听界. 2019(01)
[3]析5G无线网络规划与城市规探划结合的策略[J]. 刘艳军. 数字通信世界. 2019(01)
[4]改进阈值提升小波和自适应滤波器的开放光路红外光谱去噪[J]. 鞠薇,鲁昌华,张玉钧,蒋薇薇,汪济洲,鲁一冰. 光谱学与光谱分析. 2018(06)
[5]一种新的变步长LMS自适应滤波算法仿真及性能分析[J]. 汪潮,单家方. 科技通报. 2015(01)
[6]局部迭代NLMS算法研究[J]. 陈霞. 现代计算机(专业版). 2014(35)
[7]一种变步长凸组合LMS自适应滤波算法改进及分析[J]. 洪丹枫,苗俊,苏健,吴鑫,潘振宽. 电子学报. 2014(11)
[8]自适应回波抵消中变步长NLMS算法[J]. 张琦,王霞,王磊,薛涛. 数据采集与处理. 2013(01)
[9]基于LMS算法的自适应消噪系统研究[J]. 李富强,党建亮. 河南科技学院学报(自然科学版). 2010(03)
[10]ICS直放站应用[J]. 薛荣辉. 科技信息. 2010(23)
博士论文
[1]宽带无线应急通信系统关键技术研究[D]. 赖晓阳.北京科技大学 2019
[2]高速铁路无线信道特性研究[D]. 逯静辉.北京交通大学 2013
[3]LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D]. 李宁.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]TD-LTE深度覆盖解决方案研究[D]. 卞恒坤.南京邮电大学 2018
[2]FDD-LTE网络深度覆盖解决方案及效果研究[D]. 陈家田.南京邮电大学 2018
[3]泰安移动4G深度覆盖技术及其应用研究[D]. 王筱晗.山东大学 2018
[4]F-OFDM通信系统的优化设计研究及FPGA实现[D]. 张志军.华侨大学 2017
[5]异构蜂窝网部署策略和节能机制研究[D]. 周杰.北京邮电大学 2017
[6]数字集群通信直放站数字化模块研制[D]. 李少君.电子科技大学 2017
[7]宽带通信系统回波抵消设计与实现[D]. 郭紫仕.天津大学 2017
[8]直放站对基站的噪声影响的研究[D]. 穆旭昌.齐鲁工业大学 2015
[9]基于自适应滤波的噪声抵消算法研究与应用[D]. 谭滋中.河北科技大学 2015
[10]室内分布LTE信源工程设计研究[D]. 王宇龙.天津大学 2015
本文编号：3716386
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 课题研究的国内外现状
1.2.1 直放站研究现状
1.2.2 自适应滤波研究现状
1.3 论文结构及工作内容安排
第2章 同频直放站系统整体概述
2.1 同频直放站基本架构
2.2 ICS直放站与传统直放站的区别
2.2.1 传统模拟同频直放站存在的问题
2.2.2 ICS同频直放站优势
2.3 无线信道特性
2.3.1 多径衰弱
2.3.2 多普勒扩展
2.4 同频直放站在现代通信中的应用
2.5 本章小结
第3章 ICS自适应回波消除算法原理及仿真
3.1 自适应滤波器基本原理
3.2 常用自适应干扰消除算法
3.2.1 最速下降算法
3.2.2 LMS最小均方算法
3.2.3 归一化最小均方(NLMS)算法
3.2.4 算法仿真对比总结
3.3 基于附加参考序列的LMS自适应回波消除算法
3.3.1 回波消除原理
3.3.2 MATLAB仿真
3.4 本章小结
第4章 同频直放站硬件验证平台
4.1 硬件平台整体架构
4.1.1 信号源端
4.1.2 信号处理端
4.1.3 信号检测端
4.2 ICS同频直放站内部结构
4.2.1 射频模块
4.2.2 AD80305 集成射频芯片
4.2.3 抽取、插值及成型滤波器
4.3 本章小结
第5章 回波消除算法的FPGA实现
5.1 算法实现整体架构
5.2 各子模块的实现
5.2.1 数据缓存与读取
5.2.2 lms_coef_complex模块
5.2.3 divider_57_46 峰值归一化模块
5.2.4 update滤波器系数更新模块
5.2.5 lms_fir_mult自适应回波生成模块
5.3 FPGA板级实现结果与性能测试
5.3.1 性能测试条件
5.3.2 算法实现结果对比分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 后续展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于谱相关的CBOC信号参数盲估计[J]. 刘董华,张天骐,梁先明,袁帅. 电讯技术. 2019(01)
[2]5G为传统广播的智慧化赋能[J]. 牛存有. 视听界. 2019(01)
[3]析5G无线网络规划与城市规探划结合的策略[J]. 刘艳军. 数字通信世界. 2019(01)
[4]改进阈值提升小波和自适应滤波器的开放光路红外光谱去噪[J]. 鞠薇,鲁昌华,张玉钧,蒋薇薇,汪济洲,鲁一冰. 光谱学与光谱分析. 2018(06)
[5]一种新的变步长LMS自适应滤波算法仿真及性能分析[J]. 汪潮,单家方. 科技通报. 2015(01)
[6]局部迭代NLMS算法研究[J]. 陈霞. 现代计算机(专业版). 2014(35)
[7]一种变步长凸组合LMS自适应滤波算法改进及分析[J]. 洪丹枫,苗俊,苏健,吴鑫,潘振宽. 电子学报. 2014(11)
[8]自适应回波抵消中变步长NLMS算法[J]. 张琦,王霞,王磊,薛涛. 数据采集与处理. 2013(01)
[9]基于LMS算法的自适应消噪系统研究[J]. 李富强,党建亮. 河南科技学院学报(自然科学版). 2010(03)
[10]ICS直放站应用[J]. 薛荣辉. 科技信息. 2010(23)
博士论文
[1]宽带无线应急通信系统关键技术研究[D]. 赖晓阳.北京科技大学 2019
[2]高速铁路无线信道特性研究[D]. 逯静辉.北京交通大学 2013
[3]LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D]. 李宁.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]TD-LTE深度覆盖解决方案研究[D]. 卞恒坤.南京邮电大学 2018
[2]FDD-LTE网络深度覆盖解决方案及效果研究[D]. 陈家田.南京邮电大学 2018
[3]泰安移动4G深度覆盖技术及其应用研究[D]. 王筱晗.山东大学 2018
[4]F-OFDM通信系统的优化设计研究及FPGA实现[D]. 张志军.华侨大学 2017
[5]异构蜂窝网部署策略和节能机制研究[D]. 周杰.北京邮电大学 2017
[6]数字集群通信直放站数字化模块研制[D]. 李少君.电子科技大学 2017
[7]宽带通信系统回波抵消设计与实现[D]. 郭紫仕.天津大学 2017
[8]直放站对基站的噪声影响的研究[D]. 穆旭昌.齐鲁工业大学 2015
[9]基于自适应滤波的噪声抵消算法研究与应用[D]. 谭滋中.河北科技大学 2015
[10]室内分布LTE信源工程设计研究[D]. 王宇龙.天津大学 2015
本文编号：3716386
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3716386.html
