用于覆盖补点的同频转发器的回波消除系统及其方法技术方案

一种数字信号处理技术领域的用于覆盖补点的同频转发器的回波消除系统及其方法，该系统包括：分路器、回波消除模块、下变频模块和数字信号处理器。本发明专利技术在信号进入数模转换器之前，在模拟域通过模拟信号相加减的方式，完成对强回波的消除，改变了现有技术完全依赖于数字信号处理技术完成回波消除的固有结构，将强回波消除放在进入数模转换器之前的模拟器件完成。同时结合传统的数字信号处理技术，精确的完成回波检测，以及残余的回波消除。因此既避免了强回波造成的数模转换器饱和从而降低了同频转发信号的质量，又利用了数字信号处理技术的成熟和精确性，结构明确，性能优异，实现方便。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及的是一种数字信号处理
的装置及方法，具体是一种。
技术介绍
随着现代信息技术的飞速发展，新一代移动通信技术，以及代表当前广播电视发展的方向的数字电视地面广播技术，都有着日新月异的变化，为广大人民生活提供了更丰富的服务。以数字电视地面广播为例，不同于模拟电视，数字电视地面广播不仅要求在固定状态下能接收到清晰、稳定的电视节目，而且要求在移动状态下仍能正常接收，因此对于无线信号的覆盖状况提出了更高的要求。移动通信网络和广播网络要完成良好的信号覆盖，常常会遇到很多难点。例如在大中型城市中，高层建筑较多，受地理环境、山体遮挡、湖海反射等原因，无线信号在传输过程中所受多径干扰的影响较为严重，无论是大功率单点发射， 还是组建单频网，都会存在一些覆盖弱信号区和盲区。因此，对这些区域实现覆盖优化将成为下一步网络建设的重点。目前最常用的方式，采用同频转发器(OnChannel Itepeater)(或者称为补点器Gap filler、或直放站等等)，对于小范围、弱信号的区域进行补点，这种方式不仅成本低，相对大塔发射要施工简单、安装便捷，可达到快速见效的目的。所谓同频转发，是通过接收主发射点发射的射频信号，对信号进行功率放大等处理，再用同一频率通过定向发射天线对盲区、弱信号区进行发射，从而实现特定区域的覆盖补点。同频转发器具有结构简单、信号转发时延小等特点，可广泛应用于道路的定向覆盖，小区、乡镇居民区、景区、隧道和地铁的覆盖。同频转发器由于收发天线都是相同频率，从而可能产生自激问题。所谓自激，就是同频转发器发射天线所发出的射频信号，在经过了有限的物理隔离后，很有可能再次接收下来，与来自主发射台的信号共同进入同频转发器的接收端进行放大，不断循环，因此就形成了自激振荡。为了避免自激问题，工程实现中常常需要利用距离、地形以及天线的高前后比和极化差异来保证收发隔离度，以保证系统正常工作。然而纯物理隔离的手段，一来增加了工程难度与施工成本，另外在城市内由于条件所限，有时候也没有足够的距离来完成有效的隔离。因此针对这一问题，业界引入了回波消除技术，用数字处理方法解决同频转发器的自激问题。尽管具体回波信道估计、消除的方法各家有所不同，但是从结构上来说，都是通过将接收天线收到的主信号叠加回波信号后的混合信号，下变频到低中频或基带并转化成数字信号，然后通过数字信号处理的方式，完成回波信道估计、回波信号消除等操作，最后再将消除了回波的信号转换回模拟信号，经过上变频、功率放大等操作后发射出去，如图I所示。经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号为200810106326. 7，记载了“一种回波消除器及回波消除方法”，主要应用于移动多媒体广播
该专利申请的主要特点是，不引入常用的CMMB训练序列进行回波信道估计，从而减少了干扰信号，避免对接收终端的接收质量产生影响。但是其本质在结构还是跟目前其余回波消除技术一样，通过下变频到基带数字信号，用数字信号处理的方式来完成回波检测与回波消除。这样回波消除的性能，除了受限于回波消除技术本身的优劣以外，更本质的是受限于数模转换器的精度。例如信号处理中一个常用的10比特数模转换器，它的有效信号动态范围一般只有50分贝。如果回波强度比主信号强30分贝的话，那么即使通过优秀的回波消除技术消除了绝大部分的回波信号后，残余的主信号的有效范围也只有20分贝。再经过上变频和功率放大后，发射出去的信号的质量只会更差。因此恶劣的信号质量将极大的影响了接收终端的工作。而这样的影响是无法通过数字信号处理技术的改进而得到避免的。提高数模转换器的精度(例如14比特)理论上能够改善性能，但是与之俱来的是器件价格高昂、功耗大，通用性不强等等缺点，而事实上提高数模转换器的精度对于扩大有效信号动态范围的效果也是极为有限的。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提供一种，在信号进入数模转换器之前，在模拟域通过模拟信号相加减的方式，完成对强回波的消除，改变了现有技术完全依赖于数字信号处理技术完成回波消除的固有结构，将强回波消除放在进入数模转换器之前的模拟器件完成。同时结合传统的数字信号处理技术，精确的完成回波检测，以及残余的回波消除。因此既避免了强回波造成的数模转换器饱和从而降低了同频转发信号的质量，又利用了数字信号处理技术的成熟和精确性，结构明确，性能优异，实现方便。本专利技术是通过以下技术方案实现的本专利技术涉及一种用于覆盖补点的同频转发器的回波消除系统，包括分路器、回波消除模块、下变频模块和数字信号处理器，其中分路器的输入端接收来自天线端、包含主发射信号和回波信号的混合射频信号，分路器的输出端分别与回波消除模块和下变频模块相连并输出信号内容、强度一致的混合射频信号，下变频模块和回波消除模块分别输出包含回波信号的基带数字信号和完成模拟域回波消除后的基带数字信号至数字信号处理单元，数字信号处理单元对来自下变频模块的信号进行回波检测，输出数字基带回波信号至回波消除模块的控制端，同时对来自回波消除模块的信号进行进一步精确的数字回波消除处理。所述的回波消除模块为以下三种结构中的任意一种a)由射频加法器或射频合路器、上变频器、下变频器以及第二模数转换器和第一数模转换器组成，其中上变频器的输入端接收数字信号处理器输出的、并经过第一数模转换器完成数字模拟转换的基带模拟回波信号并输出射频模拟回波信号至射频加法器或射频合路器，射频加法器或射频合路器将射频模拟回波信号与分路器输出的混合射频信号相减以消除回波信号，并将含有主发射信号的射频模拟信号输出至下变频器，下变频器将基带模拟信号经过第二模数转换器转换后输出至数字信号处理器。b)由低中频加法器或低中频合路器、两级下变频器、一级上变频器以及第二模数 转换器和第一数模转换器组成，其中第一级下变频器的输入端接收分路器输出的混合射频信号并将混合中频信号输出至低中频加法器或低中频合路器，第一级上变频器的输入端接收数字信号处理器输出的、并经过第一数模转换器完成数字模拟转换的基带模拟回波信号并将低中频模拟回波信号输出至低中频加法器或低中频合路器，低中频加法器或低中频合路器将低中频模拟回波信号与混合中频信号相减以消除回波信号，并将含有主发射信号的低中频模拟信号输出至第二级下变频器，第二级下变频器将基带模拟信号经过第二模数转换器转换后输出至数字信号处理器。c)由基带加法器或基带合路器、下变频器以及第二模数转换器和第一数模转换器组成，其中下变频器的输入端接收分路器输出的混合射频信号并将混合基带信号输出至基带加法器或基带合路器，基带加法器或基带合路器将数字信号处理器输出的、并经过第一数模转换器完成数字模拟转换的基带模拟回波信号与混合基带信号相减，以消除回波信号，并将含有主发射信号的基带模拟信号经过第二模数转换器转换后输出至数字信号处理 器。所述的数字信号处理器由回波检测模块和数字回波消除模块组成，其中第二模数转换器输出含有主发射信号的基带数字信号至数字信号处理器中的数字回波消除模块，该模块以数字处理方式消除残余的回波后，输出基带数字信号到第二数模转换器，第一模数转换器输出包含回波信号在内的基带数字信号至数字信号处理器中的回波检测模块，回波检测模块输出检测到的基带数字回波信号至第一数模转换器转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于覆盖补点的同频转发器的回波消除系统，其特征在于，包括分路器、回波消除模块、下变频模块和数字信号处理器，其中分路器的输入端接收来自天线端、包含主发射信号和回波信号的混合射频信号，分路器的输出端分别与回波消除模块和下变频模块相连并输出信号内容、强度一致的混合射频信号，下变频模块和回波消除模块分别输出包含回波信号的基带数字信号和完成模拟域回波消除后的基带数字信号至数字信号处理单元，数字信号处理单元对来自下变频模块的信号进行回波检测，输出数字基带回波信号至回波消除模块的控制端，同时对来自回波消除模块的信号进行进一步精确的数字回波消除处理。2.根据权利要求I所述的用于覆盖补点的同频转发器的回波消除系统，其特征是，所述的回波消除模块为以下三种结构中的任意一种 a)由射频加法器或射频合路器、上变频器、下变频器以及第二模数转换器和第一数模转换器组成，其中上变频器的输入端接收数字信号处理器输出的、并经过第一数模转换器完成数字模拟转换的基带模拟回波信号并输出射频模拟回波信号至射频加法器或射频合路器，射频加法器或射频合路器将射频模拟回波信号与分路器输出的混合射频信号相减以 消除回波信号，并将含有主发射信号的射频模拟信号输出至下变频器，下变频器将基带模拟信号经过第二模数转换器转换后输出至数字信号处理器； b)由低中频加法器或低中频合路器、两级下变频器、一级上变频器以及第二模数转换器和第一数模转换器组成，其中第一级下变频器的输入端接收分路器输出的混合射频信号并将混合中频信号输出至低中频加法器或低中频合路器，第一级上变频器的输入端接收数字信号处理器输出的、并经过第一数模转换器完成数字模拟转换的基带模拟回波信号并将低中频模拟回波信号输出至低中频加法器或低中频合路器，低中频加法器或低中频合路器将低中频模拟回波信号与混合中频信号相减以消除回波信号，并将含有主发射信号的低中频模拟信号输出至第二级下变频器，第二级下变频器将基带模拟信号经过第二模数转换器转换后输出至数字信号处理器； c)由基带加法器或基带合路器、下变频器组成以及第二模数转换器和第一数模转换器，其中下变频器的输入端接收分路器输出的混合射频信号并将混合基带信号输出至基带加法器或基带合路器，基带加法器或基带合路器将数字信号处理器输出的、并经过第一数模转换器完成数字模拟转换的基带模拟回波信号与混合基带信号相减，以消除回波信号，并将含有主发射信号的基带模拟信号经过第二模数转换器转换后输出至数字信号处理器。3.根据权利要求2所述的用于覆盖补点的同频转发器的回波消除系统，其特征是，所述的下变频模块、上变频器、下变频器、第一级下变频器、第二级下变频器以及一级上变频器均为捷变频器或二次变频器中的一种。4.根据权利要求I或2所述的用于覆盖补点的同频转发器的回波消除系统，其特征是，所述的数字信号处理器由回波检测模块和数字回波消除模块组成，其中第二模数转换器输出含有主发射信号的基带数字信号至数字信号处理器中的数字回波消除模块，该模块以数字处理方式消除残余的回波后，输出基带数字信号到第二数模转换器，第一模数转换器输出包含回波信号在内的基带数字信号至数字信号处理器中的回波检测模块，回波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文华，夏劲松，李红军，宋伯炜，范莹莹，
申请(专利权)人：苏州全波通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：