基于賽靈思FPGA的數(shù)字頻域干擾抵消器

　　項(xiàng)目背景

　　直放站在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中是必不可少的，但是如果直放站的收發(fā)天線隔離度不夠，整機(jī)增益偏大時(shí)，輸出信號經(jīng)延時(shí)后反饋到輸入端，會使直放站輸出信號發(fā)生嚴(yán)重失真產(chǎn)生自激。在無線通信系統(tǒng)的同頻直放站中，為了減小產(chǎn)品體積以及縮短建站成本，收發(fā)天線常常放置在一起(或距離很近)。由于收發(fā)天線往往只存在方向角的不同，因此直放站的接收天線肯定會接收到其轉(zhuǎn)發(fā)天線所發(fā)送的經(jīng)過放大的信號，而對所期望接收的有用信號產(chǎn)生干擾。如果不對干擾信號進(jìn)行處理，干擾和期望信號的疊加信號會再次被送進(jìn)功放，再進(jìn)行放大轉(zhuǎn)發(fā)，干擾信號的強(qiáng)度會一直積累，最終使得直放站無法正常工作。這種正反饋式干擾(干擾信號與正常通信信號的調(diào)制參數(shù)和載波頻率是完全一致的，使得接收機(jī)收到疊加有同頻干擾的混合信號)還會對數(shù)字通信產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，從而阻礙正常的通信。在上、下行鏈路中，往往都存在著這種反饋式干擾，如圖1所示。

　　干擾抵消是同頻直放站所必備的一項(xiàng)技術(shù)，也是信號處理領(lǐng)域一個(gè)非常重要的課題[1]。傳統(tǒng)上，克服自激現(xiàn)象的方法有：(1)借助建筑物阻擋在發(fā)射和接收天線間;(2)增加直放站的施主和重發(fā)天線的空間隔離度。垂直隔離度一般最好大于1m，水平隔離度可以在十幾米以上。如果沒有垂直隔離的話，那么水平隔離的距離幾乎達(dá)到200米;(3)降低直放站的增益：上行和下行按照比例，就是上下行鏈路平衡，直至消除自激。

　　雖然上述三種辦法都可以在一定程度上降低干擾的影響，但是在某些場合，受到環(huán)境或系統(tǒng)性能的要求，這些方法并不可行。因此，利用自適應(yīng)干擾抵消器來減少直放站設(shè)備的同頻反饋干擾成為首選方案。在所有的自適應(yīng)方案中，尤以頻域算法在性能和復(fù)雜度之間取得良好平衡。

　　本項(xiàng)目以WCDMA系統(tǒng)為例，討論數(shù)字頻域自適應(yīng)干擾抵消技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，并從功率譜密度和星座圖以及誤差向量幅度(EVM)等性能指標(biāo)對方案進(jìn)行評價(jià)。在設(shè)計(jì)中，為了驗(yàn)證算法性能且保證接收端的正常工作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了WCDMA小區(qū)搜索的三步同步過程，并通過PC機(jī)對輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，驗(yàn)證方案性能。