一种回波抵消方法及收发机技术

本申请实施例提供一种回波抵消方法及收发机，涉及电子技术领域，能够降低系统对DAC的enob的依赖，提高回波抵消的性能。收发机包括：回波抵消装置、发射链路、接收链路和混合电路，其中，发射链路以及接收链路通过混合电路耦接传输线路；回波抵消装置，包括：第一信号变换器，限制器，第一减法器，第二数模转换器，第二减法器以及第三减法器。减法器以及第三减法器。减法器以及第三减法器。

【技术实现步骤摘要】
一种回波抵消方法及收发机


[0001]本申请涉及电子
，尤其涉及一种回波抵消方法及收发机。

技术介绍

[0002]高速率车载以太标准(如802.3ch)采用全双工技术传输数据，高速全双工传输系统中，回波信号是干扰接收信号的主要因素。回波信号的路径通常有两条：一条是混合(hybrid)电路的泄露(例如：hybrid电路泄露到接收链路上的发射信号)，hybrid电路(或者定向耦合器)能够防止发射信号从发射链路泄漏到接收链路上，但是，实际上当hybrid电路的隔离度不够时泄露到接收链路上的发射信号仍然非常强；另一条是信号收发信道的反射(例如：采用单对双绞线传输接收信号以及发射信号时，单对双绞线反射的发射信号)。目前，通常采用数字回波抵消器+模拟回波抵消器(digtal echo canceller+analog echo canceller，简称DEC+AEC)来抵消回波信号，即DEC和AEC结合的方法来实现回波信号的抵消。回波抵消的本质是通过训练一个滤波器来重建数字回波信号或者模拟回波信号，再将回波信号从接收信号中减去以达到回波抵消的目的。DEC通常在回波信号不太强的时候使用；如果回波信号太强，则必须降低总接收信号电平以避免接收链路上的模拟数字转换器(analog digtal converter，ADC)饱和，这通常需要采用AEC来实现模拟域回波信号的回波抵消，其基本原理是通过添加一个额外的数字模拟转换器(digtal analog converter，DAC)来重建模拟域中的回波信号，这样就可以在接收信号馈入ADC之前消除回波信号。
[0003]而目前25Gbps车载以太可采用脉冲振幅调制4(pulse amplitude modulation 4，PAM4)和PAM8两种调制方式，以PAM4调制方案为例，要达到25Gbps的净速率需要信道带宽7.03GHz，发射链路上的DAC/接收链路上的ADC所支持带宽也必须大于7.03GHz，采样率也至少要大于14.06GHz，而如此高的采样率的DAC/ADC的有效位数(enob)只有6.0左右，这将导致DAC/ADC器件会有较大的量化噪声，量化噪声太高会大致系统的SNR下降，性能下降。而传统的DEC+AEC解决方案要求用于模拟域回波信号的回波抵消的DAC的enob必须大于发送链路上的DAC的enob才能使得模拟抵消有增益。系统中大带宽(有效带宽>7GHz)，更高分辨率(Enob>6.0)的DAC实现具有挑战性，且成本昂贵。传统的AEC方案的性能受限于用于回波抵消的DAC的enob(或者说分辨率)。由于用于回波抵消的DAC的enob较低，AEC尽管使得接收链路上的ADC避免了饱和，但是用于回波抵消的DAC引入的较大的量化噪声不能被抵消，仍会大大降低系统的信噪比(signal to noise ratio，SNR)，降低系统的性能。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种回波抵消方法及收发机，能够降低系统对DAC的enob的依赖，提高回波抵消的性能。
[0005]第一方面，提供一种收发机。该收发机包括：回波抵消装置、发射链路、接收链路和混合电路，其中，发射链路以及接收链路通过混合电路耦接传输线路；回波抵消装置，包括：第一信号变换器，限制器(slicer)，第一减法器，第二数模转换器，第二减法器以及第三减
法器。其中，第一信号变换器，用于根据发射链路上的数字发射信号生成回波参考信号；限制器，用于从回波参考信号中获取幅值大于第一阈值的第一抵消参考信号；第一减法器，用于在所述回波参考信号中减除第一抵消参考信号，得到第二抵消参考信号；第二数模转换器，用于将所述第一抵消参考信号进行数模转换生成第一回波抵消信号；第二减法器，用于在接收链路接收的模拟接收信号中减除第一回波抵消信号；第三减法器，用于在接收链路上的数字接收信号中减除第二抵消参考信号。在上述方案中，限制器能够根据第一阈值在第一信号变换器生成的回波参考信号获取幅值高于第一阈值的样本即第一回波抵消信号，然后通过第一减法器将回波参考信号中减除第一抵消参考信号生成第二抵消参考信号，从而将回波参考信号分成两部分；其中第二数模转换器能够将第一抵消参考信号进行数模转换生成第一回波抵消信号，并通过第二减法器在接收链路接收的模拟接收信号中消除该第一回波抵消信号，实现了一部分回波参考信号在模拟域的抵消，由于模拟接收信号中消除了幅值较高的样本，因此避免了接收链路中的模数转换器饱和，降低了对模数转换器的硬件要求；对于剩余的第二抵消参考信号，通过第三减法器在数字接收信号中减除该第二抵消参考信号，实现了另一部分回波参考信号在数字域的抵消；由于限制器以及第一减法器将回波参考信号分成了两部分，因此第二数模转换器并不需要处理回波参考信号所有带宽的信号，因此降低了对第二数模转换器的enob的要求。
[0006]在一种可能的设计中，还包括：第二信号变换器，用于根据第二数模转换器将第一抵消参考信号进行数模转换生成第一回波抵消信号引入的噪声和/或接收链路将模拟接收信号转换为数字接收信号引入的噪声，处理第二抵消参考信号。由于，第二数模转换器将第一抵消参考信号进行数模转换生成第一回波抵消信号时会引入噪声，且接收链路将减除第一回波抵消信号后的模拟接收信号进行模数转换生成数字接收信号时会引入噪声，该设计能够在接收链路将减除第一回波抵消信号后的模拟接收信号进行模数转换生成数字接收信号后，将第二抵消参考信号与数字接收信号中残存的数字域的回波信号对齐，从而消除了第二数模转换器以及接收链路的模数转换器引入的噪声，因此保证了回波抵消的性能。由于第二信号变换器仅需要参与对一部分回波参考信号在数字域的抵消，如上所述第二信号变换器仅需要对幅值小于或等于第一阈值(即幅值较低)的第二抵消参考信号进行处理，因此能够降低第二信号变换器的复杂度，例如：第二信号变换器采用数字滤波器时相对于现有技术需要更少的抽头的数量。
[0007]在一种可能的设计中，第一信号变换器包括第一数字滤波器；在执行上述方案之前，需要首先训练第一数字滤波器的系数。回波抵消装置，还包括：训练单元，用于通过数字接收信号训练第一预定数字滤波器模型，获取第一数字滤波器的系数；数字接收信号包括发射链路上的模拟发射信号在混合电路泄露至接收链路的泄露信号、以及模拟发射信号在传输线路反射至接收链路的反射信号。其中，训练单元，具体用于通过数字接收信号采用最小均方LMS算法训练第一预定数字滤波器模型。
[0008]在一种可能的设计中，第二信号变换器包括第二数字滤波器；在执行上述方案之前，需要首先训练第二数字滤波器的系数。限制器，还用于在数字发射信号中获取幅值大于第一阈值的第一训练数字信号；第二数模转换器，还用于将第一训练数字信号转换为训练模拟信号；接收链路的模数转换器，用于将训练模拟信号转换为第二训练数字信号；收发机还包括训练单元，训练单元用于通过第二训练数字信号训练第二预定数字滤波器模型，获
取第二数字滤波器的系数。其中，训练单元具体用于通过第二训练数字信号采用LMS算法训练第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种收发机，其特征在于，包括：回波抵消装置、发射链路、接收链路和混合电路，其中，所述发射链路以及所述接收链路通过所述混合电路耦接传输线路；所述回波抵消装置包括：第一信号变换器，用于根据所述发射链路上的数字发射信号生成回波参考信号；限制器，用于从所述回波参考信号中获取幅值大于第一阈值的第一抵消参考信号；第一减法器，用于在所述回波参考信号中减除所述第一抵消参考信号，得到第二抵消参考信号；第二数模转换器，用于将所述第一抵消参考信号进行数模转换生成第一回波抵消信号；第二减法器，用于在所述接收链路接收的模拟接收信号中减除所述第一回波抵消信号；第三减法器，用于在所述接收链路上的数字接收信号中减除所述第二抵消参考信号。2.根据权利要求1所述的收发机，其特征在于，还包括：第二信号变换器，用于根据所述第二数模转换器将所述第一抵消参考信号进行数模转换生成第一回波抵消信号引入的噪声和/或所述接收链路将所述模拟接收信号转换为所述数字接收信号引入的噪声，处理所述第二抵消参考信号。3.根据权利要求1所述的收发机，其特征在于，所述第一信号变换器包括第一数字滤波器；所述收发机，还包括：训练单元，用于通过所述数字接收信号训练第一预定数字滤波器模型，获取所述第一数字滤波器的系数；所述数字接收信号包括所述发射链路上的模拟发射信号在所述混合电路泄露至所述接收链路的泄露信号、以及所述模拟发射信号在所述传输线路反射至所述接收链路的反射信号。4.根据权利要求3所述的收发机，其特征在于，所述训练单元，具体用于通过所述数字接收信号采用最小均方LMS算法训练第一预定数字滤波器模型。5.根据权利要求2所述的收发机，其特征在于，所述第二信号变换器包括第二数字滤波器；所述限制器，还用于在所述数字发射信号中获取幅值大于第一阈值的第一训练数字信号；所述第二数模转换器，还用于将所述第一训练数字信号转换为训练模拟信号；所述接收链路的模数转换器，用于将所述训练模拟信号转换为第二训练数字信号；所述收发机还包括训练单元，所述训练单元用于通过所述第二训练数字信号训练第二预定数字滤波器模型，获取所述第二数字滤波器的系数。6.根据权利要求5所述的收发机，其特征在于，所述训练单元具体用于通过所述第二训练数字信号采用LMS算法训练第二预定数字滤波器模型。7.根据权利要求1-6任一项所述的收发机，其特征在于，所述传输线路包括单对双绞线。8.根据权利要求1-6任一项所述的收发机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金山，方李明，赵砚博，孙艳宾，柳剑飞，杨宇蒙，王超，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：