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数字直放站中DLMS算法的FPGA实现

2012-06-25石栋元刘正平何子述

电视技术 2012年9期
关键词:信号结构系统

石栋元,刘正平,钱 锐,夏 威,何子述

(电子科技大学电子工程学院,四川 成都 611731)

自适应算法被广泛用来解决数字直放站中存在的回波干扰问题,以降低系统的自激风险。最小均方(LMS)算法由于其结构简单,稳定性好,易于实现等优点,在回波抵消中被广范应用[1]。

但LMS算法在FPGA实现时不能并行计算,这就使得其难以用在高速实时处理的系统中。为了解决此问题,Long[2-3]等人提出了 DLMS(Delayed LMS)算法,同时为了减少延时,Long还提出了用树状结构来实现DLMS算法;Yi[4]和 Ting[5]等人在前人的基础上运用重定时技术,提出的结构既可以提高系统的采样率,又可以得到较快的收敛速度和良好的跟踪性能,但他们所提的结构都是针对的实数,而在数字直放站中,基带所处理的数据是复数,故需要对其进行改进。

本文在Ting所提出理论的基础上,提出了复数DLMS算法的实现结构,由仿真结果可知,该系统的处理速度可达到135 MHz。同时为了节省乘法器资源,笔者还提出了2倍复用的结构,由测试结果可知,16阶2倍复用的DLMS算法实现了回波抵消功能,同时还放大了所接收到的信号,从而实现了数字直放站的功能。

1 回波抵消系统模型

具有自适应回波抵消功能的直放站模型如图1所示。真实回波信道(包含功放)采用FIR滤波器建模,可表示为

图1 具有自适应回波抵消功能的直放站模型

式中:N为通道阶数;[g]T表示转置。

n时刻接收端的接收到的总信号为

式中:x(n)=[x(n),x(n-1),…,x(n-N+1)]T为FIR滤波器的输入信号,它由误差信号反馈回滤波器而形成;y(n)为回波干扰;r(n)为接收到的来自基站的电视信号;v(n)为加性白噪声,其均值都为0,方差分别为和。……

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