基于成對載波和混沌加密的有線保密電話系統(08-100)

　　為了從合成信號中減去自身的下行信號(即信號抑制)，衛星站必須精確地估算自身下行信號的各項參數，如經過傳輸的信號幅度變化、頻偏、載波相位的偏差、和傳輸延遲等參數。信號抑制技術是PCMA技術的核心。

　　2.2 回波抵消器的基本原理與仿真

　　由PCMA的基本原理可知，在PCMA的實現過程中，信號抑制的實現實質上就是對自身回波的抵消。現代處理回波的主要技術是基于自適應濾波器實現的。自適應回波抵消器將遠端語言信號輸入到一個自適應濾波器以產生復制回波，然后將遠端信號經過回波路徑產生的真回波與復制出來的假回波接入一個減法器相減，達到小數回波的目的。由于通路的傳輸特性是時變的，所以這種復制要利用殘余回波來進行自適應，使濾波器的傳輸函數始終跟蹤著回波路徑傳輸函數的變化。

　　回波抵消器通過將參考信號輸入自適應傳輸濾波器來產生回波復制，如圖2.2所示。如果傳輸濾波器的傳輸函數與回波路徑一致，則復制回波將與真實回波相同，回波就可以得到完全抵消。因此，實現回波抵消器的核心算法是自適應濾波算法。

　　圖2.2回波抵消器的基本原理

　　2.3 回波抵消算法與仿真

　　目前，用于回波抵消的自適應算法主要有兩類：一類是最小平方算法((LMS算法))，一類是最小均方誤差法(NLMS算法)。LMS算法的主要優點是算法簡單，軟硬件實現較容易，但小信號時收斂速度慢。NLMS算法是對LMS小信號時收斂速度慢的一個改進，且軟、硬件成本增加不多。變步長的LMS算法及后續的改進算法都是針對LMS算法中步長為固定值進行的，將步長改為根據輸入信號或誤差信號的可調函數，從而加快收斂速度，同時盡量改善收斂精度，不過，其軟硬件成本相應增加。

　　下面我們主要介紹LMS算法和NLMS算法，并對它們進行仿真比較。

　　1)LMS算法

　　回波抵消器中的LMS算法就是通過自適應調節濾波器系數wk，使得殘余回波的平方誤差的期望值達到最小。事實上，LMS算法是依據最陡下降法來更新濾波器系數wk的.如果橫向濾波器的系數wk按以下式(1)自適應變化，則其均方誤差最小。

　　Wk(i+1)=wk(i)+2m[e(i)y(i-l)] (1)

　　而在實際應用中，上述操作一般用N個抽樣短時平均代替：

　　(2)

　　當N=I時，就得到最小均方LMS算法，即隨機梯度算法。LMS算法中步長μ決定了自適應濾波器的收斂性能.μ較大時，收斂速度較快，但如果μ過大，系數將發散。當μ較小時，收斂誤差較小，但收斂速度變慢。

　　在上圖用MATLAB對LMS算法仿真的結果中，可以看到，經過若干次修正之后，生成的估計值與產生的模擬接收波形基本重合了，說明如果輸入的是發送波形和回波波形，可以有效的產生出后續發送波形的回波波形。