同頻直放站自適應(yīng)回波消除算法研究及FPGA實現(xiàn)
發(fā)布時間:2022-12-10 08:01
在通信基礎(chǔ)設(shè)施的鋪設(shè)過程中,難免會存在信號覆蓋盲區(qū)和弱區(qū)。同頻直放站做為基站的延伸設(shè)備,在無線通信網(wǎng)絡(luò)中起著十分重要的作用。但是由于同頻直放站收發(fā)天線是同頻率的,轉(zhuǎn)發(fā)天線的信號會經(jīng)過多徑反射,不可避免的被接收天線接收并再放大,形成一個反饋環(huán)路。當(dāng)設(shè)備增益大于隔離度時,系統(tǒng)會處于正反饋狀態(tài),把信號無限放大,形成自激,甚至燒毀功放。因為回波路徑一般是未知和時變的,通常利用自適應(yīng)濾波來估計回波噪聲,自適應(yīng)回波消除是處理同頻直放站回波噪聲的重要技術(shù)之一。本文主要對自適應(yīng)回波消除算法及實現(xiàn)展開研究。本文從自適應(yīng)濾波器的基本原理出發(fā),推導(dǎo)論證了常用的自適應(yīng)干擾消算法,包括最速下降算法、LMS算法和NLMS算法等,對比分析各種濾波算法的性能,并用MATLAB仿真驗證。其次針對自適應(yīng)濾波算法在LTE同頻直放站中的應(yīng)用,提出了基于附加參考序列的LMS自適應(yīng)回波消除算法,通過MATLAB搭建仿真環(huán)境,分析該算法的回波消除性能。然后用福建京奧通信技術(shù)有限公司的LTE-FDD同頻直放站搭建硬件驗證平臺,核心芯片采用Intel公司的Cyclone V系列5CEFA5F23I7,對所提算法各關(guān)鍵實現(xiàn)模塊和接口進行...
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 課題研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.1 直放站研究現(xiàn)狀
1.2.2 自適應(yīng)濾波研究現(xiàn)狀
1.3 論文結(jié)構(gòu)及工作內(nèi)容安排
第2章 同頻直放站系統(tǒng)整體概述
2.1 同頻直放站基本架構(gòu)
2.2 ICS直放站與傳統(tǒng)直放站的區(qū)別
2.2.1 傳統(tǒng)模擬同頻直放站存在的問題
2.2.2 ICS同頻直放站優(yōu)勢
2.3 無線信道特性
2.3.1 多徑衰弱
2.3.2 多普勒擴展
2.4 同頻直放站在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用
2.5 本章小結(jié)
第3章 ICS自適應(yīng)回波消除算法原理及仿真
3.1 自適應(yīng)濾波器基本原理
3.2 常用自適應(yīng)干擾消除算法
3.2.1 最速下降算法
3.2.2 LMS最小均方算法
3.2.3 歸一化最小均方(NLMS)算法
3.2.4 算法仿真對比總結(jié)
3.3 基于附加參考序列的LMS自適應(yīng)回波消除算法
3.3.1 回波消除原理
3.3.2 MATLAB仿真
3.4 本章小結(jié)
第4章 同頻直放站硬件驗證平臺
4.1 硬件平臺整體架構(gòu)
4.1.1 信號源端
4.1.2 信號處理端
4.1.3 信號檢測端
4.2 ICS同頻直放站內(nèi)部結(jié)構(gòu)
4.2.1 射頻模塊
4.2.2 AD80305 集成射頻芯片
4.2.3 抽取、插值及成型濾波器
4.3 本章小結(jié)
第5章 回波消除算法的FPGA實現(xiàn)
5.1 算法實現(xiàn)整體架構(gòu)
5.2 各子模塊的實現(xiàn)
5.2.1 數(shù)據(jù)緩存與讀取
5.2.2 lms_coef_complex模塊
5.2.3 divider_57_46 峰值歸一化模塊
5.2.4 update濾波器系數(shù)更新模塊
5.2.5 lms_fir_mult自適應(yīng)回波生成模塊
5.3 FPGA板級實現(xiàn)結(jié)果與性能測試
5.3.1 性能測試條件
5.3.2 算法實現(xiàn)結(jié)果對比分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 后續(xù)展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于譜相關(guān)的CBOC信號參數(shù)盲估計[J]. 劉董華,張?zhí)祢U,梁先明,袁帥. 電訊技術(shù). 2019(01)
[2]5G為傳統(tǒng)廣播的智慧化賦能[J]. 牛存有. 視聽界. 2019(01)
[3]析5G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與城市規(guī)探劃結(jié)合的策略[J]. 劉艷軍. 數(shù)字通信世界. 2019(01)
[4]改進閾值提升小波和自適應(yīng)濾波器的開放光路紅外光譜去噪[J]. 鞠薇,魯昌華,張玉鈞,蔣薇薇,汪濟洲,魯一冰. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(06)
[5]一種新的變步長LMS自適應(yīng)濾波算法仿真及性能分析[J]. 汪潮,單家方. 科技通報. 2015(01)
[6]局部迭代NLMS算法研究[J]. 陳霞. 現(xiàn)代計算機(專業(yè)版). 2014(35)
[7]一種變步長凸組合LMS自適應(yīng)濾波算法改進及分析[J]. 洪丹楓,苗俊,蘇健,吳鑫,潘振寬. 電子學(xué)報. 2014(11)
[8]自適應(yīng)回波抵消中變步長NLMS算法[J]. 張琦,王霞,王磊,薛濤. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2013(01)
[9]基于LMS算法的自適應(yīng)消噪系統(tǒng)研究[J]. 李富強,黨建亮. 河南科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)
[10]ICS直放站應(yīng)用[J]. 薛榮輝. 科技信息. 2010(23)
博士論文
[1]寬帶無線應(yīng)急通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 賴曉陽.北京科技大學(xué) 2019
[2]高速鐵路無線信道特性研究[D]. 逯靜輝.北京交通大學(xué) 2013
[3]LMS自適應(yīng)濾波算法的收斂性能研究與應(yīng)用[D]. 李寧.哈爾濱工程大學(xué) 2009
碩士論文
[1]TD-LTE深度覆蓋解決方案研究[D]. 卞恒坤.南京郵電大學(xué) 2018
[2]FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋解決方案及效果研究[D]. 陳家田.南京郵電大學(xué) 2018
[3]泰安移動4G深度覆蓋技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 王筱晗.山東大學(xué) 2018
[4]F-OFDM通信系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計研究及FPGA實現(xiàn)[D]. 張志軍.華僑大學(xué) 2017
[5]異構(gòu)蜂窩網(wǎng)部署策略和節(jié)能機制研究[D]. 周杰.北京郵電大學(xué) 2017
[6]數(shù)字集群通信直放站數(shù)字化模塊研制[D]. 李少君.電子科技大學(xué) 2017
[7]寬帶通信系統(tǒng)回波抵消設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 郭紫仕.天津大學(xué) 2017
[8]直放站對基站的噪聲影響的研究[D]. 穆旭昌.齊魯工業(yè)大學(xué) 2015
[9]基于自適應(yīng)濾波的噪聲抵消算法研究與應(yīng)用[D]. 譚滋中.河北科技大學(xué) 2015
[10]室內(nèi)分布LTE信源工程設(shè)計研究[D]. 王宇龍.天津大學(xué) 2015
本文編號:3716386
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 課題研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.1 直放站研究現(xiàn)狀
1.2.2 自適應(yīng)濾波研究現(xiàn)狀
1.3 論文結(jié)構(gòu)及工作內(nèi)容安排
第2章 同頻直放站系統(tǒng)整體概述
2.1 同頻直放站基本架構(gòu)
2.2 ICS直放站與傳統(tǒng)直放站的區(qū)別
2.2.1 傳統(tǒng)模擬同頻直放站存在的問題
2.2.2 ICS同頻直放站優(yōu)勢
2.3 無線信道特性
2.3.1 多徑衰弱
2.3.2 多普勒擴展
2.4 同頻直放站在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用
2.5 本章小結(jié)
第3章 ICS自適應(yīng)回波消除算法原理及仿真
3.1 自適應(yīng)濾波器基本原理
3.2 常用自適應(yīng)干擾消除算法
3.2.1 最速下降算法
3.2.2 LMS最小均方算法
3.2.3 歸一化最小均方(NLMS)算法
3.2.4 算法仿真對比總結(jié)
3.3 基于附加參考序列的LMS自適應(yīng)回波消除算法
3.3.1 回波消除原理
3.3.2 MATLAB仿真
3.4 本章小結(jié)
第4章 同頻直放站硬件驗證平臺
4.1 硬件平臺整體架構(gòu)
4.1.1 信號源端
4.1.2 信號處理端
4.1.3 信號檢測端
4.2 ICS同頻直放站內(nèi)部結(jié)構(gòu)
4.2.1 射頻模塊
4.2.2 AD80305 集成射頻芯片
4.2.3 抽取、插值及成型濾波器
4.3 本章小結(jié)
第5章 回波消除算法的FPGA實現(xiàn)
5.1 算法實現(xiàn)整體架構(gòu)
5.2 各子模塊的實現(xiàn)
5.2.1 數(shù)據(jù)緩存與讀取
5.2.2 lms_coef_complex模塊
5.2.3 divider_57_46 峰值歸一化模塊
5.2.4 update濾波器系數(shù)更新模塊
5.2.5 lms_fir_mult自適應(yīng)回波生成模塊
5.3 FPGA板級實現(xiàn)結(jié)果與性能測試
5.3.1 性能測試條件
5.3.2 算法實現(xiàn)結(jié)果對比分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 后續(xù)展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于譜相關(guān)的CBOC信號參數(shù)盲估計[J]. 劉董華,張?zhí)祢U,梁先明,袁帥. 電訊技術(shù). 2019(01)
[2]5G為傳統(tǒng)廣播的智慧化賦能[J]. 牛存有. 視聽界. 2019(01)
[3]析5G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與城市規(guī)探劃結(jié)合的策略[J]. 劉艷軍. 數(shù)字通信世界. 2019(01)
[4]改進閾值提升小波和自適應(yīng)濾波器的開放光路紅外光譜去噪[J]. 鞠薇,魯昌華,張玉鈞,蔣薇薇,汪濟洲,魯一冰. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(06)
[5]一種新的變步長LMS自適應(yīng)濾波算法仿真及性能分析[J]. 汪潮,單家方. 科技通報. 2015(01)
[6]局部迭代NLMS算法研究[J]. 陳霞. 現(xiàn)代計算機(專業(yè)版). 2014(35)
[7]一種變步長凸組合LMS自適應(yīng)濾波算法改進及分析[J]. 洪丹楓,苗俊,蘇健,吳鑫,潘振寬. 電子學(xué)報. 2014(11)
[8]自適應(yīng)回波抵消中變步長NLMS算法[J]. 張琦,王霞,王磊,薛濤. 數(shù)據(jù)采集與處理. 2013(01)
[9]基于LMS算法的自適應(yīng)消噪系統(tǒng)研究[J]. 李富強,黨建亮. 河南科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)
[10]ICS直放站應(yīng)用[J]. 薛榮輝. 科技信息. 2010(23)
博士論文
[1]寬帶無線應(yīng)急通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 賴曉陽.北京科技大學(xué) 2019
[2]高速鐵路無線信道特性研究[D]. 逯靜輝.北京交通大學(xué) 2013
[3]LMS自適應(yīng)濾波算法的收斂性能研究與應(yīng)用[D]. 李寧.哈爾濱工程大學(xué) 2009
碩士論文
[1]TD-LTE深度覆蓋解決方案研究[D]. 卞恒坤.南京郵電大學(xué) 2018
[2]FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋解決方案及效果研究[D]. 陳家田.南京郵電大學(xué) 2018
[3]泰安移動4G深度覆蓋技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 王筱晗.山東大學(xué) 2018
[4]F-OFDM通信系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計研究及FPGA實現(xiàn)[D]. 張志軍.華僑大學(xué) 2017
[5]異構(gòu)蜂窩網(wǎng)部署策略和節(jié)能機制研究[D]. 周杰.北京郵電大學(xué) 2017
[6]數(shù)字集群通信直放站數(shù)字化模塊研制[D]. 李少君.電子科技大學(xué) 2017
[7]寬帶通信系統(tǒng)回波抵消設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 郭紫仕.天津大學(xué) 2017
[8]直放站對基站的噪聲影響的研究[D]. 穆旭昌.齊魯工業(yè)大學(xué) 2015
[9]基于自適應(yīng)濾波的噪聲抵消算法研究與應(yīng)用[D]. 譚滋中.河北科技大學(xué) 2015
[10]室內(nèi)分布LTE信源工程設(shè)計研究[D]. 王宇龍.天津大學(xué) 2015
本文編號:3716386
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