专利名称：数字用户专线系统的回波抵消方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及数字用户专线系统的回波抵消方法。
背景技术：
数字用户专线(DSL)，目前回波抵消技术在DSL系统中有着广泛的应用。DSL系统中发送端信号和接收端信号通过模拟混合电路实现全双工，由于混合电路与未知线路阻抗不可能完全匹配，那么就会有部分发送信号泄漏到接收端，形成回波干扰，而通常回波功率都要大于远端信号功率(即接收信号功率)，使得接收信号误码率增加，严重时甚至导致接收端无法解码。这就要求对接收端的回波进行消除。回波抵消技术分为两个过程:训练过程和工作过程，可由附
图1表示。训练过程中，自适应算法通过误差信号e(n)来调整横向滤波器的抽头系数向量W，直至抽头系数向量收敛到维纳解。工作过程中，利用训练中得到抽头系数向量来滤波，达到回波抵消的目的。传统的回波抵消技术，如基于LMS算法的回波抵消技术，利用抽头系数迭代更新公式，求得近似维纳解，从而完成回波抵消算法。然而，由于每输入一个样值，LMS算法都需要更新一次抽头系数，因此，随着DSL系统特别是第二代甚高速数字用户线(VDSL2)系统传输速率的提升，抽头数的增加，其复杂度越来越高，基于LMS算法的回波抵消技术已不能满足系统要求。A.Abousaada 等人于 1992 年在“An echo tail canceller base on adaptiveinterpolated FIR filtering” 一文提出将回波相应分为头回波和尾回波,通过对尾回波的插值来降低计算的复杂度，并且Shou-Sheu Lin等人于2004年在“A low-complexityadaptive echo canceller for xDSL applications” 中还将此方法进行了改进,使得最小均方误差更接近于理想值。然而他们都需要多次的迭代，所需要的计算复杂度也是比较高，在VDSL2系统中同样难以实现。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种数字用户专线系统的回波抵消方法。本发明提供了一种数字用户专线系统的回波抵消方法，其特征在于，包括如下步骤:A.训练过程，在训练过程中得出多级维纳滤波器的抽头系数向量Wmswf=[WiwM_JT和变换矩阵向量T=Eh1 V..hM_Jτ ；B.工作过程，根据抽头系数向量Wmswf和变换矩阵向量T，得出用于回波抵消中进行横向滤波的抽头系数W，从而实现回波抵消。作为本发明的进一步改进，在所述步骤A中包括如下步骤:Al.DSL中IFFT调制大小为Ntl,经过星座映射和IFFT调制后的时域输入信号向量为x(k) = [x(k) X (k-1)]τ，根据输入信号特点构造输入信号矩阵X (k)；A2.定义多级维纳滤波器抽头数为M，代入输入信号矩阵X (k)，根据多级维纳滤波器原理，求得抽头系数向量Wmswf=[w1,w2...ww-1]和变换矩阵向量T=[h1,h2...hM-1]T
作为本发明的进一步改进，在所述步骤B中包括如下步骤:B1.将抽头系数向量Wmswf和变换矩阵T相乘，得到用于回波抵消中进行横向滤波的抽头系数W, W=ThWmswf ;B2.输入信号通过横向滤波器W，并在接收端将其减去，实现接收端回波的消除。作为本发明的进一步改进，在所述步骤Al中，采用发送信号频带和接收信号频带相重叠、大小为Ntl的IFFT调制。作为本发明的进一步改进，在所述步骤Al中，设定频域子载波表示为X(m)，其中m=l, 2,…，N0/2+1为子载波数，然后对X(m)作共轭对称的扩展，即:X (m) =conj (X (N0-m));其
中m=N0/2+2,...，N0，对X (m)作N0点IFFT变换得到时域信号x (k)，用公式表示为:
权利要求
1.一种数字用户专线系统的回波抵消方法，其特征在于，包括如下步骤: A.训练过程,在训练过程中得出多级维纳滤波器的抽头系数向量Wmswf=[W1 W2..*wM_JT和变换矩阵向量T=Eh1 Ιν ; B.工作过程，根据抽头系数向量《 ^和变换矩阵向量T，得出用于回波抵消中进行横向滤波的抽头系数W，从而实现回波抵消。
2.根据权利要求1所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步骤A中包括如下步骤: Al.DSL中IFFT调制大小为Ntl，经过星座映射和IFFT调制后的时域输入信号向量为X (k) = [χ (k) X (k-Ι)…X (k-N+1) ]τ，根据输入信号特点构造输入信号矩阵X (k)； A2.定义多级维纳滤波器抽头数为M，代入输入信号矩阵X (k)，根据多级维纳滤波器原理,求得抽头系数向量Wmswf=!^ Wf wM_Jτ和变换矩阵向量T=Qi1 lvhiniT。
3.根据权利要求2所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步骤B中包括如下步骤: B1.将抽头系数向量wBWF和变换矩阵T相乘，得到用于回波抵消中进行横向滤波的抽头系数 W，W=ThWmswf ; B2.输入信号通过横向滤波器W，并在接收端将其减去，实现接收端回波的消除。
4.根据权利要求3所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步骤Al中，采用发送信号频带和接收信号频带相重叠、大小为Ntl的IFFT调制。
5.根据权利要求4所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步骤Al中，设定频域子载波表示为X(m)，其中m=l，2，...，凡/2+1为子载波数，然后对X(m)作共轭对称的扩展，即:X (m) =conj (X (N0I));其中 m=N0/2+2,...，N0,对 X (m)作 N0 点 IFFT 变换得到时域信号 x (k)，用公式表示为:
6.根据权利要求5所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步骤A中还包括，频域子载波X(m)为承载信息的序列经过QAM星座映射得到有幅度和相位信息的频域信号。
7.根据权利要求6所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步骤A中还包括，定义输入信号向量为:x(k) = [x(k)x(k-l) “.χ(1 -Ν+1)]τ。
8.根据权利要求7所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步骤A中还包括，利用输入信号向量x(k)确定初始参考信号CltlGO和初始观测数据Xtl(k);初始参考信号:d0(k) =X(I,:) (k);初始观测数据:X0(k)=X(k)。
9.根据权利要求8所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步骤A中还包括，前向递归:定义I为多级维纳滤波器级数，令1=1，开始依次执行以下计算:
10.根据权利要求9所述的回波抵消方法，其特征在于:在所述步骤A中还包括，后向递归:首先定义第M的误差信号为eM(k):eM (k) =dM (k) 其次令1=M，开始依次执行以下计算:
全文摘要
本发明公开了一种数字用户专线系统的回波抵消方法，包括如下步骤A.训练过程，在训练过程中得出多级维纳滤波器的抽头系数向量wMSWF=[w1w2…wM-1]T和变换矩阵向量T=[h1h2…hM-1]T；B.工作过程，根据抽头系数向量wMSWF和变换矩阵向量T，得出用于回波抵消中进行横向滤波的抽头系数w，从而实现回波抵消。本发明的有益效果是数字用户专线系统的回波抵消方法由于无需计算自相关的逆矩阵，而且迭代次数较少，所以具有计算简单的优点。所以，本发明方法在实际应用中具有计算复杂度低，收敛速度快的优点，可应用于实际的VDSL2系统中实现回波抵消。
文档编号H04B3/23GK103138804SQ201310067048
公开日2013年6月5日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者黄磊, 吴威葳, 王鑫 申请人:哈尔滨工业大学深圳研究生院