基于成对载波和混沌加密的有线保密电话系统(08-100)

　　为了从合成信号中减去自身的下行信号(即信号抑制)，卫星站必须精确地估算自身下行信号的各项参数，如经过传输的信号幅度变化、频偏、载波相位的偏差、和传输延迟等参数。信号抑制技术是PCMA技术的核心。

　　2.2 回波抵消器的基本原理与仿真

　　由PCMA的基本原理可知，在PCMA的实现过程中，信号抑制的实现实质上就是对自身回波的抵消。现代处理回波的主要技术是基于自适应滤波器实现的。自适应回波抵消器将远端语言信号输入到一个自适应滤波器以产生复制回波，然后将远端信号经过回波路径产生的真回波与复制出来的假回波接入一个减法器相减，达到小数回波的目的。由于通路的传输特性是时变的，所以这种复制要利用残余回波来进行自适应，使滤波器的传输函数始终跟踪着回波路径传输函数的变化。

　　回波抵消器通过将参考信号输入自适应传输滤波器来产生回波复制，如图2.2所示。如果传输滤波器的传输函数与回波路径一致，则复制回波将与真实回波相同，回波就可以得到完全抵消。因此，实现回波抵消器的核心算法是自适应滤波算法。

　　图2.2回波抵消器的基本原理

　　2.3 回波抵消算法与仿真

　　目前，用于回波抵消的自适应算法主要有两类：一类是最小平方算法((LMS算法))，一类是最小均方误差法(NLMS算法)。LMS算法的主要优点是算法简单，软硬件实现较容易，但小信号时收敛速度慢。NLMS算法是对LMS小信号时收敛速度慢的一个改进，且软、硬件成本增加不多。变步长的LMS算法及后续的改进算法都是针对LMS算法中步长为固定值进行的，将步长改为根据输入信号或误差信号的可调函数，从而加快收敛速度，同时尽量改善收敛精度，不过，其软硬件成本相应增加。

　　下面我们主要介绍LMS算法和NLMS算法，并对它们进行仿真比较。

　　1)LMS算法

　　回波抵消器中的LMS算法就是通过自适应调节滤波器系数wk，使得残余回波的平方误差的期望值达到最小。事实上，LMS算法是依据最陡下降法来更新滤波器系数wk的.如果横向滤波器的系数wk按以下式(1)自适应变化，则其均方误差最小。

　　Wk(i+1)=wk(i)+2m[e(i)y(i-l)] (1)

　　而在实际应用中，上述操作一般用N个抽样短时平均代替：

　　(2)

　　当N=I时，就得到最小均方LMS算法，即随机梯度算法。LMS算法中步长μ决定了自适应滤波器的收敛性能.μ较大时，收敛速度较快，但如果μ过大，系数将发散。当μ较小时，收敛误差较小，但收敛速度变慢。

　　在上图用MATLAB对LMS算法仿真的结果中，可以看到，经过若干次修正之后，生成的估计值与产生的模拟接收波形基本重合了，说明如果输入的是发送波形和回波波形，可以有效的产生出后续发送波形的回波波形。