CN103516922B - 一种基于频谱搬移的直放站回波抵消装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于频谱搬移的直放站回波抵消装置及方法。所述回波抵消装置包括接收模块、数字下变频模块、数字信号处理模块、小信号产生模块、相加模块、数字上变频模块、功放模块和发射模块。本发明利用频谱搬移的方法产生小信号，并将小信号添加到基站发射信号的频谱空穴处，利用小信号和发射信号只存在频点位置和幅度不同的特点实现回波抵消，回波抵消后的误差为数量级，该方法无需对信道进行估计即可实现回波抵消，在快时变信道条件下实用性强。本发明运算时复杂度低、实时性好、硬件实现简单、误差小，且无需对信道进行估计，抵消后误差信号不存在逐渐收敛的过程。

Description

一种基于频谱搬移的直放站回波抵消装置及方法

技术领域

本发明涉及一种回波抵消方法，具体地说是一种基于频谱搬移的直放站回波抵消装置及方法。

背景技术

现有的数字直放站大多采用下述技术原理进行回波抵消：通过对发送出去的信号和接收到的含有回波噪声的混合信号进行某种处理，估计出回波信道的特征参数，在直放站内部产生一个模拟的回波信号，从接收到的混合信号中减去该信号以实现回波抵消。由于回波信道通常是未知和时变的，所以一般采用自适应滤波器来估计回波信道。其中基于最小均方误差原理的自适应滤波器应用的最为广泛。

基于自适应滤波器的回波抵消技术原理为：发射信号在发射的同时被反馈到内部自适应估计器和内部滤波器，自适应估计器利用该信号及回波抵消处理后得到的误差信号对外部回波信道进行估计，把估计的结果赋给滤波器。当滤波器与外部回波信道等价时，则发射信号经外部回波信道耦合至接收天线形成的回波信号与滤波器输出的估计回波信号相等，经过相减运算环节，二者相互抵消，从而使得误差信号中只包含施主信号（不考虑信道噪声的影响）。

基于上述原理的回波抵消效果主要取决于自适应估计器对外部回波信道的估计精度（或误差）。而对于时变信道来说，逼近速度的快慢取决于自适应算法的步长，步长越长，逼近速度越快，但误差越大（即精度低）；反之步长越短，逼近速度越慢，但误差越小（即精度高）。对于时变性较强的移动通信信道来说，需要实时对回波信道进行自适应估计，这就对逼近速度有一定的要求，而由于逼近速度和误差是一对无法解决的矛盾，因此这种情形下必然导致对回波信道的估计误差较大。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种基于频谱搬移的直放站回波抵消装置，以解决现有的直放站回波抵消装置在快时变信道条件下因需要实时对回波信道进行自适应估计进而导致估计误差大的问题。

本发明的目的之二就是提供一种基于频谱搬移的直放站回波抵消方法，以解决现有的基于自适应滤波器的回波抵消方法在快时变信道条件下使得逼近速度和精度无法兼顾的问题。

本发明的目的之一是这样实现的：一种基于频谱搬移的直放站回波抵消装置，包括：

接收模块，与数字下变频模块相接，用于接收基站信号和发射信号经回波信道后形成的回波信号，并将所接收到的所述基站信号和所述回波信号发送至数字下变频模块；

数字下变频模块，分别与所述接收模块和数字信号处理模块相接，用于将所述基站信号和所述回波信号进行混频后转换为基带信号，之后把所述基带信号输出给数字信号处理模块；

数字信号处理模块，分别与所述数字下变频模块、小信号产生模块和相加模块相接，用于通过中心频率分别为第一频率ω₁和第二频率ω₂的两个滤波器对所述基带信号进行滤波，由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号中包含有所述基站信号，所述第二频率ω₂为处于所述基站信号的频谱空穴处的频率；将由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号记为第一支路信号s₁(t)，将由中心频率为第二频率ω₂的滤波器滤波之后形成的信号记为第二支路信号s₂(t)；将所述第二支路信号s₂(t)进行频谱反搬移至所述第一频率ω₁处，并将其幅度放大1/k₁倍，k₁＜0.1，形成待抵消信号s_n(t)；用所述第一支路信号s₁(t)减去所述待抵消信号s_n(t)从而得到回波抵消后信号s′(t)，将所述回波抵消后信号s′(t)分别发送至所述小信号产生模块和相加模块；

小信号产生模块，分别与所述数字信号处理模块和相加模块相接，用于接收由所述数字信号处理模块输出的回波抵消后信号s′(t)，并将所述回波抵消后信号s′(t)进行频谱搬移至所述第二频率ω₂处，再将其幅度缩小到原来的k₁倍，得到小信号y(t)，之后将所述小信号y(t)输出至相加模块；

相加模块，分别与所述数字信号处理模块、所述小信号产生模块和数字上变频模块相接，用于使所述回波抵消后信号s′(t)和所述小信号y(t)相加以得到待发射信号，并将所述待发射信号发送至数字上变频模块；

数字上变频模块，分别与所述相加模块和功放模块相接，用于对所述待发射信号进行处理以得到频率较高的射频信号；

功放模块，分别与所述数字上变频模块和发射模块相接，用于将所述射频信号进行功率放大后输出给发射模块；以及

发射模块，与所述功放模块相接，用于将功率放大后的射频信号作为发射信号发射出去。

本发明所述数字信号处理模块包括：

第一滤波模块，与相减模块相接，用于通过中心频率为第一频率ω₁的滤波器对所述基带信号进行滤波，滤波之后所形成的信号中包含所述基站信号；将由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号记为第一支路信号s₁(t)，并将所述第一支路信号s₁(t)发送至相减模块；

第二滤波模块，与频谱反搬移模块相接，用于通过中心频率为第二频率ω₂的滤波器对所述基带信号进行滤波，所述第二频率ω₂为处于所述基站信号的频谱空穴处的频率；将由中心频率为第二频率ω₂的滤波器滤波之后形成的信号记为第二支路信号s₂(t)，并将所述第二支路信号s₂(t)发送至频谱反搬移模块；

频谱反搬移模块，分别与所述第二滤波模块和放大模块相接，用于将所述第二支路信号s₂(t)进行频谱反搬移至所述第一频率ω₁处，并将频谱反搬移后的信号发送至放大模块；

放大模块，分别与所述频谱反搬移模块和相减模块相接，用于将频谱反搬移后的信号的幅度放大1/k₁倍，k₁＜0.1，以形成待抵消信号s_n(t)，之后将所述待抵消信号s_n(t)发送至相减模块；以及

相减模块，分别与所述第一滤波模块和所述放大模块相接，用于使所述第一支路信号s₁(t)减去所述待抵消信号s_n(t)以得到回波抵消后信号s′(t)。

本发明所述小信号产生模块包括频谱搬移模块和缩小模块；所述频谱搬移模块用于将所述回波抵消后信号s′(t)进行频谱搬移至所述第二频率ω₂处并输出给所述缩小模块，所述缩小模块用于将频谱搬移至所述第二频率ω₂处的信号的幅度缩小至所述回波抵消后信号s(t)的幅度的k₁倍，从而形成小信号y(t)。

本发明中的所述小信号y(t)的功率小于所述回波抵消后信号s′(t)的功率，且两者的差值大于20dB。

本发明中的小信号产生模块通过频谱搬移、幅度缩小产生小信号，并将所产生的小信号添加到基站发射信号的频谱空穴处，所添加的小信号不会对直放站覆盖区域的手机用户造成干扰；数字信号处理模块通过两个滤波器对基带信号进行滤波，形成两支路信号；使其中一支路信号（包含小信号经回波信道后的信号）进行频谱反搬移并幅度放大，然后用另一支路信号（包含基站信号）减去进行了频谱反搬移并幅度放大后的支路信号，从而实现回波抵消。因此，本发明所提供的装置无需对信道进行估计即可实现回波抵消，尤其适用于快时变信道，从而可解决快时变信道条件下因需要实时对回波信道进行自适应估计进而导致估计误差大的问题。

本发明的目的之二是这样实现的：一种基于频谱搬移的直放站回波抵消方法，包括如下步骤：

a、直放站初始化；

b、接收模块接收基站信号和发射信号经回波信道后形成的回波信号，并将所接收到的所述基站信号和所述回波信号发送至数字下变频模块；

c、所述数字下变频模块将所述基站信号和所述回波信号进行混频后转换为基带信号，之后输出给数字信号处理模块；

d、所述数字信号处理模块对所述基带信号进行抵消处理以得到回波抵消后信号s′(t)，并将处理结果发送至小信号产生模块；

e、所述小信号产生模块将所述回波抵消后信号s′(t)进行频谱搬移并缩小其幅度，以得到小信号y(t)；

f、将所述小信号y(t)与所述回波抵消后信号s′(t)相加，之后进行数字上变频、功率放大以得到发射信号，最后由发射模块将所述发射信号发射出去。

本发明所述步骤d具体包括如下步骤：

d1：所述数字信号处理模块首先通过中心频率分别为第一频率ω₁和第二频率ω₂的两个滤波器对所述基带信号进行滤波；由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号中包含所述基站信号，所述第二频率ω₂为处于所述基站信号的频谱空穴处的频率；将由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号记为第一支路信号s₁(t)，将由中心频率为第二频率ω₂的滤波器滤波之后形成的信号记为第二支路信号s₂(t)；

d2：将所述第二支路信号s₂(t)进行频谱反搬移至所述第一频率ω₁处，并将其幅度放大1/k₁倍，k₁＜0.1，以形成待抵消信号s_n(t)；

d3：用所述第一支路信号s₁(t)减去所述待抵消信号s_n(t)从而得到回波抵消后信号s′(t)；

d4：将所述回波抵消后信号s′(t)发送至小信号产生模块。

本发明所述步骤e具体为：所述小信号产生模块将所述回波抵消后信号s′(t)进行频谱搬移至所述第二频率ω₂处，之后将频谱搬移至所述第二频率ω₂处的信号的幅度缩小至所述回波抵消后信号s′(t)的幅度的k₁倍，从而得到小信号y(t)。

本发明基于频谱搬移的直放站回波抵消方法在COST207标准的频率选择性衰落信道模型下，利用频谱搬移的方法产生小信号，并将小信号添加到基站发射信号的频谱空穴处，利用该小信号和发射信号只存在频点位置和幅度不同的特点实现回波抵消，回波抵消后的误差为10^-14数量级，该方法无需对信道进行估计即可实现回波抵消，在快时变信道条件下实用性强。本发明运算时复杂度低、实时性好、硬件实现简单、误差小，且无需对信道进行估计，抵消后误差信号不存在逐渐收敛的过程。

附图说明

图1是本发明基于频谱搬移的直放站回波抵消装置的结构框图。

图2是本发明直放站工作于基带时下行链路的信号流向示意图。

图3是本发明基于频谱搬移的直放站回波抵消方法的流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明基于频谱搬移的直放站回波抵消装置包括接收模块1、数字下变频模块2、数字信号处理模块3、小信号产生模块4、相加模块5、数字上变频模块6、功放模块7和发射模块8。

接收模块1的输出端接数字下变频模块2的输入端，数字下变频模块2的输出端接数字信号处理模块3的输入端，数字信号处理模块3的输出端分别接小信号产生模块4和相加模块5的输入端，小信号产生模块4的输出端也接相加模块5的输入端，相加模块5的输出端接数字上变频模块6的输入端，数字上变频模块6的输出端接功放模块7的输入端，功放模块7的输出端接发射模块8的输入端。

结合图2（图中省略了射频信号到基带信号的处理过程），接收模块1接收基站信号s(t)和发射信号x(t)经回波信道（或空间信道）后形成的回波信号x′(t)，并将所接收到的基站信号s(t)和回波信号x′(t)发送至数字下变频模块2；数字下变频模块2将基站信号s(t)和回波信号x′(t)进行混频后转换为基带信号x_n(t)，之后由数字信号处理模块3对基带信号x_n(t)进行处理。

数字信号处理模块3包括第一滤波模块、第二滤波模块、频谱反搬移模块、放大模块和相减模块。

第一滤波模块用于通过中心频率为第一频率ω₁的滤波器对基带信号x_n(t)进行滤波，滤波之后形成的信号记为第一支路信号s₁(t)，第一支路信号s₁(t)中包含基站信号s(t)，第一支路信号s₁(t)由第一滤波模块输出至相减模块。

第二滤波模块用于通过中心频率为第二频率ω₂的滤波器对基带信号x_n(t)进行滤波，第二频率ω₂为处于基站信号s(t)的频谱空穴处的频率；由中心频率为第二频率ω₂的滤波器滤波之后形成的信号记为第二支路信号s₂(t)，第二支路信号s₂(t)由第二滤波模块输出至频谱反搬移模块。

频谱反搬移模块将第二支路信号s₂(t)进行频谱反搬移至第一频率ω₁处，之后由放大模块将频谱反搬移后的信号的幅度放大k₂倍（本发明中k₂=1/k₁，k₁＜0.1），以形成待抵消信号s_n(t)，待抵消信号s_n(t)被发送至相减模块。

相减模块用于使第一支路信号s₁(t)减去待抵消信号s_n(t)，从而得到回波抵消后信号s′(t)。相减模块可由一个加法器来实现。

小信号产生模块4包括频谱搬移模块和缩小模块。频谱搬移模块用于将回波抵消后信号s′(t)进行频谱搬移至第二频率ω₂处，缩小模块用于将频谱搬移至第二频率ω₂处的信号的幅度缩小至回波抵消后信号s′(t)的幅度的k₁倍，从而形成小信号y(t)。本发明为了减小小信号y(t)对发射信号的干扰，使小信号y(t)的功率小于回波抵消后信号s′(t)的功率，且两者的差值大于20dB。

相加模块5用于使回波抵消后信号s′(t)和小信号y(t)相加以得到待发射信号，待发射信号经数字上变频模块6处理后得到频率较高的射频信号，之后由功放模块7进行功率放大，最后由发射模块8将功率放大后的射频信号作为发射信号x(t)发射出去。

相加模块5可由一个加法器来实现。

实施例2

参考图3，本发明基于频谱搬移的直放站回波抵消方法包括如下步骤：

a、直放站初始化；

b、接收端进行回波抵消处理；

c、经频谱搬移并缩小后产生小信号；

d、小信号与经回波抵消后信号相加后经发射模块发射。

上述步骤d完成之后继续重复步骤a，即：这种回波抵消方法是一个循环过程，随着发射信号的持续发射，接收端接收基站信号和回波信号并进行抵消处理，接着由小信号产生模块经频谱搬移并幅度缩小从而产生小信号，所产生的小信号添加到发射信号中随发射信号一起发射出去，且小信号不会对直放站覆盖区域的手机用户造成干扰。

既然上述回波抵消方法为一个循环过程，因此，从中间任一步骤开始进行阐述均可，下面从步骤c开始进行详细说明。

结合图2，将回波抵消后信号s′(t)进行频谱搬移至第二频率ω₂处（第二频率ω₂为处于基站信号的频谱空穴处的频率），并将其幅度缩小至原来的k₁倍（k₁＜0.1），幅度缩小后的信号记为小信号y(t)；将小信号y(t)和回波抵消后信号s′(t)合成到一起构成混合信号x(t)发射出去，即天线实际发射的信号为：

$x\left(t\right)=s^{\′}\left(t\right)+y\left(t\right)=s^{\′}\left(t\right)+k_1\·[s^{\′}\left(t\right)\·e^{j{\mathrm{\ω}}_{2}t}],$ 其中k₁＜0.1   (1)

本发明为了减小小信号y(t)对发射信号的干扰，使小信号y(t)的功率小于回波抵消后信号s′(t)的功率，且使两者的差值大于20dB。

小信号y(t)的发射时间应在直放站已初始化完毕且处于工作状态时。

小信号y(t)的采样频率应与直放站数字信号处理过程中的采样速率一致；为此，本发明中设置两个缓存器，其中缓存器1用于缓存接收天线所接收到的基站信号，缓存器2用于缓存直放站数字信号处理后的回波抵消后信号s′(t)；设置缓存器1的缓存空间至少为缓存器2的2倍，以保证接收端的接收天线能源源不断地接收基站的信号。

小信号y(t)采样的具体过程为：开启缓存器2的使能开关；自缓存器2的使能开关开启时刻开始计算小信号y(t)，并将小信号y(t)存储于寄存器REG0中；当寄存器REG0中的数据个数达到N时，关闭缓存器2的使能开关，其中N为小信号y(t)的采样点数。

之后将寄存器REG0中的小信号y(t)和缓存器2的回波抵消后信号s′(t)进行相加运算，相加运算后的混合信号经数字上变频、功率放大处理，最后由发射模块将信号发射出去。

令回波抵消后信号s′(t)和小信号y(t)所经过的回波信道的冲击响应分别为h(t)和h′(t)，由于小信号y(t)是将回波抵消后信号s′(t)经混频后频谱搬移到第二频率ω₂处的信号，为保证小信号y(t)和回波抵消后信号s′(t)所经过的回波信道的特性相同，令则发射信号x(t)经回波信道后的回波信号为：

$x^{\′}\left(t\right)=h\left(t\right)\⊗s^{\′}\left(t\right)+[h\left(t\right)\·e^{j{\mathrm{\ω}}_{2}t}]\⊗[k_1\·s^{\′}\left(t\right)\·e^{j{\mathrm{\ω}}_{2}t}]$

接收端接收天线接收到的混合信号为：

$x_n\left(t\right)=s\left(t\right)+x^{\′}\left(t\right)=[s\left(t\right)+h\left(t\right)\⊗s^{\′}\left(t\right)]+h\left(t\right)\·e^{j{\mathrm{\ω}}_{2}t}]\⊗[k_1\·s^{\′}\left(t\right)\·e^{j{\mathrm{\ω}}_{2}t}]---\left(3\right)$

公式（3）中回波信道对回波抵消后信号s′(t)和小信号y(t)的衰减完全相同，回波抵消后信号s′(t)经回波信道后的频谱特性不会发生变化，因此基站信号s(t)和信号属于同一频段；而信号′是将回波抵消后信号s(t)经过频谱搬移到第二频率ω₂处后经过回波信道之后的信号，和回波抵消后信号s′(t)不属于同一个频段，所以从频域上看此混合信号x_n(t)主要分布在两个频段，理想情况下可以通过设计两个不同中心频率的带通滤波器将两部分信号分别滤出。

本发明通过中心频率分别为第一频率ω₁和第二频率ω₂的两个带通滤波器对混合信号x_n(t)进行滤波；将由中心频率为第一频率ω₁的带通滤波器滤波之后形成的信号记为第一支路信号s₁(t)，将由中心频率为第二频率ω₂的带通滤波器滤波之后形成的信号记为第二支路信号s₂(t)。

从理论上分析可知，第一支路信号s₁(t)和第二支路信号s₂(t)分别为：

$s_1\left(t\right)=s\left(t\right)+h\left(t\right)\⊗s^{\′}\left(t\right)---\left(4\right)$

$s_2\left(t\right)=[h\left(t\right)\·e^{j{\mathrm{\ω}}_{2}t}]\⊗[k_1\·s^{\′}\left(t\right)\·e^{j{\mathrm{\ω}}_{2}t}]---\left(5\right)$

将第二支路信号s₂(t)进行频谱反搬移至第一频率ω₂处，并将其幅度放大k₂倍，从而形成待抵消信号s_n(t)；

$\begin{array}{c}{s}_n\left(t\right)=s_2\left(t\right)\·k_2\·e^{-j{\mathrm{\ω}}_{2}t}=k_2\·k_1\·{\∫}_{-\∞}^{+\∞}h\left(\mathrm{\τ}\right)\·s^{\′}(t-\mathrm{\τ})\·e^{j{\mathrm{\ω}}_{2}t}\·e^{-j{\mathrm{\ω}}_{2}t}\mathrm{d\τ}\\ =k_2\·k_1\·{\∫}_{-\∞}^{+\∞}h\left(\mathrm{\τ}\right)\·s^{\′}(t-\mathrm{\τ})\mathrm{d\τ}=k_2\·k_1\·h\left(t\right)\⊗s^{\′}\left(t\right)\end{array}---\left(6\right)$

之后通过加法器，将第一支路信号s₁(t)与第二支路信号s₂(t)进行频谱反搬移并幅度放大之后的信号进行相减，得到公式（7）：

$\begin{array}{c}{s}^{\′}\left(t\right)=s_1\left(t\right)-s_n\left(t\right)\\ =s\left(t\right)+h\left(t\right)\⊗s^{\′}\left(t\right)-k_2\·k_1\·h\left(t\right)\⊗s^{\′}\left(t\right)\end{array}---\left(7\right)$

由公式（7）可知：当k₂·k₁=1时，s′(t)=s(t)，此时回波完全抵消。

本发明中采用理想的带通滤波器，并且回波信道对发射信号以及所添加的小信号的变化规律完全相同。

Claims (7)

1.一种基于频谱搬移的直放站回波抵消装置，其特征是，包括：

接收模块，与数字下变频模块相接，用于接收基站信号和发射信号经回波信道后形成的回波信号，并将所接收到的所述基站信号和所述回波信号发送至数字下变频模块；

数字下变频模块，分别与所述接收模块和数字信号处理模块相接，用于将所述基站信号和所述回波信号进行混频后转换为基带信号，之后把所述基带信号输出给数字信号处理模块；

数字信号处理模块，分别与所述数字下变频模块、小信号产生模块和相加模块相接，用于通过中心频率分别为第一频率ω₁和第二频率ω₂的两个滤波器对所述基带信号进行滤波，由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号中包含有所述基站信号，所述第二频率ω₂为处于所述基站信号的频谱空穴处的频率；将由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号记为第一支路信号s₁(t)，将由中心频率为第二频率ω₂的滤波器滤波之后形成的信号记为第二支路信号s₂(t)；将所述第二支路信号s₂(t) 进行频谱反搬移至所述第一频率ω₁处，并将其幅度放大1/k₁ 倍，k₁＜0.1，形成待抵消信号s_n(t)；用所述第一支路信号s₁(t)减去所述待抵消信号s_n(t)从而得到回波抵消后信号s′(t)，将所述回波抵消后信号s′(t)分别发送至所述小信号产生模块和相加模块；

小信号产生模块，分别与所述数字信号处理模块和相加模块相接，用于接收由所述数字信号处理模块输出的回波抵消后信号s′(t)，并将所述回波抵消后信号s′(t) 进行频谱搬移至所述第二频率ω₂处，再将其幅度缩小到原来的k₁倍，得到小信号y(t)，之后将所述小信号y(t)输出至相加模块；

相加模块，分别与所述数字信号处理模块、所述小信号产生模块和数字上变频模块相接，用于使所述回波抵消后信号s′(t)和所述小信号y(t)相加以得到待发射信号，并将所述待发射信号发送至数字上变频模块；

数字上变频模块，分别与所述相加模块和功放模块相接，用于对所述待发射信号进行处理以得到射频信号；

功放模块，分别与所述数字上变频模块和发射模块相接，用于将所述射频信号进行功率放大后输出给发射模块；以及

发射模块，与所述功放模块相接，用于将功率放大后的射频信号作为发射信号发射出去。

2.根据权利要求1所述的基于频谱搬移的直放站回波抵消装置，其特征是，所述数字信号处理模块包括：

第一滤波模块，与相减模块相接，用于通过中心频率为第一频率ω₁的滤波器对所述基带信号进行滤波，滤波之后所形成的信号中包含所述基站信号；将由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号记为第一支路信号s₁(t)，并将所述第一支路信号s₁(t)发送至相减模块；

第二滤波模块，与频谱反搬移模块相接，用于通过中心频率为第二频率ω₂的滤波器对所述基带信号进行滤波，所述第二频率ω₂为处于所述基站信号的频谱空穴处的频率；将由中心频率为第二频率ω₂的滤波器滤波之后形成的信号记为第二支路信号s₂(t)，并将所述第二支路信号s₂(t)发送至频谱反搬移模块；

频谱反搬移模块，分别与所述第二滤波模块和放大模块相接，用于将所述第二支路信号s₂(t)进行频谱反搬移至所述第一频率ω₁处，并将频谱反搬移后的信号发送至放大模块；

放大模块，分别与所述频谱反搬移模块和相减模块相接，用于将频谱反搬移后的信号的幅度放大1/k₁倍，k₁＜0.1，以形成待抵消信号s_n(t)，之后将所述待抵消信号s_n(t)发送至相减模块；以及

相减模块，分别与所述第一滤波模块和所述放大模块相接，用于使所述第一支路信号s₁(t) 减去所述待抵消信号s_n(t) 以得到回波抵消后信号s′(t)。

3.根据权利要求2所述的基于频谱搬移的直放站回波抵消装置，其特征是，所述小信号产生模块包括频谱搬移模块和缩小模块；所述频谱搬移模块用于将所述回波抵消后信号s′(t) 进行频谱搬移至所述第二频率ω₂处并输出给所述缩小模块，所述缩小模块用于将频谱搬移至所述第二频率ω₂处的信号的幅度缩小至所述回波抵消后信号s′(t)的幅度的k₁倍，从而形成小信号y(t)。

4.根据权利要求1～3 任一项所述的基于频谱搬移的直放站回波抵消装置，其特征是，所述小信号y(t)的功率小于所述回波抵消后信号s′(t)的功率，且两者的差值大于20dB。

5.一种基于频谱搬移的直放站回波抵消方法，其特征是，包括如下步骤：

a、直放站初始化；

b、接收模块接收基站信号和发射信号经回波信道后形成的回波信号，并将所接收到的所述基站信号和所述回波信号发送至数字下变频模块；

c、所述数字下变频模块将所述基站信号和所述回波信号进行混频后转换为基带信号，之后输出给数字信号处理模块；

d、所述数字信号处理模块对所述基带信号进行抵消处理以得到回波抵消后信号s′(t)，并将处理结果发送至小信号产生模块；

e、所述小信号产生模块将所述回波抵消后信号s′(t)进行频谱搬移并缩小其幅度，以得到小信号y(t)；

f、将所述小信号y(t)与所述回波抵消后信号s′(t)相加，之后进行数字上变频、功率放大以得到发射信号，最后由发射模块将所述发射信号发射出去。

6.根据权利要求5所述的基于频谱搬移的直放站回波抵消方法，其特征是，所述步骤d具体包括如下步骤：

d1：所述数字信号处理模块首先通过中心频率分别为第一频率ω₁和第二频率ω₂的两个滤波器对所述基带信号进行滤波；由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号中包含所述基站信号，所述第二频率ω₂为处于所述基站信号的频谱空穴处的频率；将由中心频率为第一频率ω₁的滤波器滤波之后形成的信号记为第一支路信号s₁(t)，将由中心频率为第二频率ω₂的滤波器滤波之后形成的信号记为第二支路信号s₂(t) ；

d2：将所述第二支路信号s₂(t)进行频谱反搬移至所述第一频率ω₁处，并将其幅度放大1/k₁倍，k₁＜0.1，以形成待抵消信号s_n(t)；

d3：用所述第一支路信号s₁(t)减去所述待抵消信号s_n(t)从而得到回波抵消后信号s′(t)；

d4：将所述回波抵消后信号s′(t)发送至小信号产生模块。

7.根据权利要求6所述的基于频谱搬移的直放站回波抵消方法，其特征是，所述步骤e具体为：所述小信号产生模块将所述回波抵消后信号s′(t)进行频谱搬移至所述第二频率ω₂处，之后将频谱搬移至所述第二频率ω₂处的信号的幅度缩小至所述回波抵消后信号s′(t)的幅度的k₁倍，从而得到小信号y(t)。