基于赛灵思FPGA的数字频域干扰抵消器

　　项目背景

　　直放站在现代通信系统中是必不可少的，但是如果直放站的收发天线隔离度不够，整机增益偏大时，输出信号经延时后反馈到输入端，会使直放站输出信号发生严重失真产生自激。在无线通信系统的同频直放站中，为了减小产品体积以及缩短建站成本，收发天线常常放置在一起(或距离很近)。由于收发天线往往只存在方向角的不同，因此直放站的接收天线肯定会接收到其转发天线所发送的经过放大的信号，而对所期望接收的有用信号产生干扰。如果不对干扰信号进行处理，干扰和期望信号的叠加信号会再次被送进功放，再进行放大转发，干扰信号的强度会一直积累，最终使得直放站无法正常工作。这种正反馈式干扰(干扰信号与正常通信信号的调制参数和载波频率是完全一致的，使得接收机收到叠加有同频干扰的混合信号)还会对数字通信产生严重的电磁干扰，从而阻碍正常的通信。在上、下行链路中，往往都存在着这种反馈式干扰，如图1所示。

　　干扰抵消是同频直放站所必备的一项技术，也是信号处理领域一个非常重要的课题[1]。传统上，克服自激现象的方法有：(1)借助建筑物阻挡在发射和接收天线间;(2)增加直放站的施主和重发天线的空间隔离度。垂直隔离度一般最好大于1m，水平隔离度可以在十几米以上。如果没有垂直隔离的话，那么水平隔离的距离几乎达到200米;(3)降低直放站的增益：上行和下行按照比例，就是上下行链路平衡，直至消除自激。

　　虽然上述三种办法都可以在一定程度上降低干扰的影响，但是在某些场合，受到环境或系统性能的要求，这些方法并不可行。因此，利用自适应干扰抵消器来减少直放站设备的同频反馈干扰成为首选方案。在所有的自适应方案中，尤以频域算法在性能和复杂度之间取得良好平衡。

　　本项目以WCDMA系统为例，讨论数字频域自适应干扰抵消技术的实现，并从功率谱密度和星座图以及误差向量幅度(EVM)等性能指标对方案进行评价。在设计中，为了验证算法性能且保证接收端的正常工作，同时实现了WCDMA小区搜索的三步同步过程，并通过PC机对输入输出数据进行比对分析，验证方案性能。