基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消方法及系统与流程

本发明属于射频回波抵消，更具体地，涉及一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消方法及系统。

背景技术：

1、无线同频中继设备是一种在无线通信传输过程中起到对信号增强的一种无线电发射中继设备，它与基站相比有结构简单、投资较少和安装方便等优点，可广泛用于难以覆盖的盲区和弱区，用于提高通信质量，解决掉话等问题。目前的移动终端存在数字和模拟两种工作模式，无线同频中继设备具有数模兼容的中继方式。无线同频中继设备在下行链路中，由施主天线从现有的覆盖区域中拾取数字信号和模拟信号，数字和模拟信号通过带通滤波器对通带外的信号进行隔离，将滤波的数字信号和模拟信号分别经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应移动终端，从而达到数字移动终端与数字移动终端的信号传递、模拟移动终端和模拟移动终端的信号传递。

2、无线同频中继设备的重发天线发出的覆盖数字和模拟信号往往会通过各种空间路径耦合回到施主天线，造成自激，以致施工困难。如果不满足隔离度要求，放大器则会自激，就会造成严重干扰，另外如果无线同频中继设备安装不当，收发天线隔离度不够，整机增益偏大，输出信号延时反馈到输入端，也会使无线同频中继设备输出信号发生严重失真而产生自激。发生自激后，信号波形质量变差，严重影响通话质量，并产生掉话现象，这种干扰成为无线同频中继设备建设中应主要解决的问题。

3、无线同频中继设备的输出信号通常由于收发隔离不完全而泄露到输入端，放大器信号通道和泄露信号通道构成闭环系统，如果环路放大倍数过大，环路处于自激震荡状态，输出高功率的杂乱信号，对整个工作带宽形成阻塞干扰，常常造成大面积掉话和无法接放大入，要不了多久无线同频中继设备功放会被烧毁。

技术实现思路

1、为解决以上技术问题，本发明提出一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消方法，包括：

2、获取无线信号，将所述无线信号进行分离，分离出数字信号和模拟信号，时隙同步器根据数字信号，提取时隙同步时钟，控制频谱搬移器将数字信号的频谱进行时域搬移，完成数字信号的处理；

3、计算同频中继设备自身发送的回波干扰信号中时域回波信号和频域回波信号，自适应滤波器根据时域回波信号或频域回波信号，生成抵消信号，并通过信号合成器将模拟信号和抵消信号进行合成，完成模拟信号的处理；

4、处理后的数字信号和模拟信号通过合路器和数字上变频处理后，生成中继信号进行同频中继。

5、具体的，计算时域回波信号包括：

6、e(t)＝∑i[ai·g(t-τi)·cos(2πfit+φi)]

7、其中，e(t)为在时间t时的时域回波信号，ai为回波信号中第i个分量的幅度，g(t-τi)为时域响应函数，τi为回波信号中第i个分量的时延，fi为回波信号中第i个分量的频率，φi为回波信号中第i个分量的相位。

8、具体的，所述时域响应函数g(t-τi)包括：

9、

10、其中，βi为回波信号中第i个分量的衰减因子。

11、具体的，计算频域回波信号包括：

12、

13、其中，e(f)为回波信号的频率为f时的频域回波信号，ai为回波信号中第i个分量的幅度，j为虚数单位，用于复数运算，τi为回波信号中第i个分量的时延，φi为回波信号中第i个分量的相位。

14、具体的，时隙同步器每0.5毫秒对数字信号进行一次采样。

15、本发明还提出一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消系统，包括：

16、数字信号处理模块，用于获取无线信号，将所述无线信号进行分离，分离出数字信号和模拟信号，时隙同步器根据数字信号，提取时隙同步时钟，控制频谱搬移器将数字信号的频谱进行时域搬移，完成数字信号的处理；

17、模拟信号处理模块，用于计算同频中继设备自身发送的回波干扰信号中时域回波信号和频域回波信号，自适应滤波器根据时域回波信号或频域回波信号，生成抵消信号，并通过信号合成器将模拟信号和抵消信号进行合成，完成模拟信号的处理；

18、中继模块，用于处理后的数字信号和模拟信号通过合路器和数字上变频处理后，生成中继信号进行同频中继。

19、具体的，计算时域回波信号包括：

20、e(t)＝∑i[ai·g(t-τi)·cos(2πfit+φi)]

21、其中，e(t)为在时间t时的时域回波信号，ai为回波信号中第i个分量的幅度，g(t-τi)为时域响应函数，τi为回波信号中第i个分量的时延，fi为回波信号中第i个分量的频率，φi为回波信号中第i个分量的相位。

22、具体的，所述时域响应函数g(t-τi)包括：

23、

24、其中，βi为回波信号中第i个分量的衰减因子。

25、具体的，计算频域回波信号包括：

26、

27、其中，e(f)为回波信号的频率为f时的频域回波信号，ai为回波信号中第i个分量的幅度，j为虚数单位，用于复数运算，τi为回波信号中第i个分量的时延，φi为回波信号中第i个分量的相位。

28、具体的，时隙同步器每0.5毫秒对数字信号进行一次采样。

29、通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

30、同频直放站作为基站信号覆盖的补充，以其使用灵活，覆盖率高，价格低廉等优点成为解决信号覆盖盲区的最佳选择之一。本发明通过下变频处理及算法编写可有效抑制回波干扰，减少工程中的自激干扰。

31、通过对数字信号进行时域频谱搬移和对模拟信号进行回声消除抑制，实现数模兼容并有效抑制自激信号干扰，使得同频中继技术可应用于复杂地形环境下,从而让同频中继设备可适用于各种复杂地形环境，有效提高了设备的技术水平，大大节省了工程设计、调测和维护难度，特别节省了宝贵的频率资源。

技术特征：

1.一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消方法，其特征在于，计算时域回波信号包括：

3.如权利要求2所述的一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消方法，其特征在于，所述时域响应函数g(t-τi)包括：

4.如权利要求1所述的一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消方法，其特征在于，计算频域回波信号包括：

5.如权利要求1所述的一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消方法，其特征在于，时隙同步器每0.5毫秒对数字信号进行一次采样。

6.一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消系统，其特征在于，包括：

7.如权利要求6所述的一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消系统，其特征在于，计算时域回波信号包括：

8.如权利要求7所述的一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消系统，其特征在于，所述时域响应函数g(t-τi)包括：

9.如权利要求6所述的一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消系统，其特征在于，计算频域回波信号包括：

10.如权利要求6所述的一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消系统，其特征在于，时隙同步器每0.5毫秒对数字信号进行一次采样。

技术总结本发明公开一种基于自适应数模兼容同频中继的射频回波抵消方法及系统，该方法包括：获取无线信号，将所述无线信号进行分离，分离出数字信号和模拟信号，时隙同步器根据数字信号，提取时隙同步时钟，控制频谱搬移器将数字信号的频谱进行时域搬移，完成数字信号的处理；计算同频中继设备自身发送的回波干扰信号中时域回波信号和频域回波信号，自适应滤波器根据时域回波信号或频域回波信号，生成抵消信号，并通过信号合成器将模拟信号和抵消信号进行合成，完成模拟信号的处理；处理后的数字信号和模拟信号通过合路器和数字上变频处理后，生成中继信号进行同频中继。技术研发人员：王伟力,李国盛,沈俊毅,王治强,程久洲,代赛,金立坪,江浩,黄舜,潘开雯,郑杰,邹彦朴,但文君受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23