基于賽靈思FPGA的數字頻域干擾抵消器

　　項目背景

　　直放站在現代通信系統中是必不可少的，但是如果直放站的收發(fā)天線(xiàn)隔離度不夠，整機增益偏大時(shí)，輸出信號經(jīng)延時(shí)后反饋到輸入端，會(huì )使直放站輸出信號發(fā)生嚴重失真產(chǎn)生自激。在無(wú)線(xiàn)通信系統的同頻直放站中，為了減小產(chǎn)品體積以及縮短建站成本，收發(fā)天線(xiàn)常常放置在一起(或距離很近)。由于收發(fā)天線(xiàn)往往只存在方向角的不同，因此直放站的接收天線(xiàn)肯定會(huì )接收到其轉發(fā)天線(xiàn)所發(fā)送的經(jīng)過(guò)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(huì )再次被送進(jìn)功放，再進(jìn)行放大轉發(fā)，干擾信號的強度會(huì )一直積累，最終使得直放站無(wú)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制參數和載波頻率是完全一致的，使得接收機收到疊加有同頻干擾的混合信號)還會(huì )對數字通信產(chǎn)生嚴重的電磁干擾，從而阻礙正常的通信。在上、下行鏈路中，往往都存在著(zhù)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]。傳統上，克服自激現象的方法有：(1)借助建筑物阻擋在發(fā)射和接收天線(xiàn)間;(2)增加直放站的施主和重發(fā)天線(xiàn)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(méi)有垂直隔離的話(huà)，那么水平隔離的距離幾乎達到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(chǎng)合，受到環(huán)境或系統性能的要求，這些方法并不可行。因此，利用自適應干擾抵消器來(lái)減少直放站設備的同頻反饋干擾成為首選方案。在所有的自適應方案中，尤以頻域算法在性能和復雜度之間取得良好平衡。

　　本項目以WCDMA系統為例，討論數字頻域自適應干擾抵消技術(shù)的實(shí)現，并從功率譜密度和星座圖以及誤差向量幅度(EVM)等性能指標對方案進(jìn)行評價(jià)。在設計中，為了驗證算法性能且保證接收端的正常工作，同時(shí)實(shí)現了WCDMA小區搜索的三步同步過(guò)程，并通過(guò)PC機對輸入輸出數據進(jìn)行比對分析，驗證方案性能。