專利名稱：消除交叉極化干擾的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及消除交叉極化波之間干擾的技術領域，尤其涉及用于對不同交叉極化干擾程度的交叉極化干擾消除的方法和裝置。
背景技術：
無線通信設備使用同信道傳輸模式，在具有相同頻率不同相位的兩個極化信號上發(fā)送不同的信息片，這兩個極化信號指的是垂直極化信號和水平極化信號，有時稱作V極化信號和H極化信號。在V極化信號與H極化信號之間可能發(fā)生干擾，該干擾稱作正交交叉極化干擾或者交叉極化干擾。為了消除這種交叉極化干擾，本領域中已知有各種交叉極化補償XPIC電路，但在應用中，有些只能校正大頻偏，校正誤差較大，有些只能在同一個調(diào)制方式下進行校正，在現(xiàn)今多調(diào)試方式的無線通信系統(tǒng)中無法發(fā)揮作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足，提供了一種消除交叉極化干擾的方法及裝置，通過引入掃頻器，提高了主從極化方向的相對頻偏的校正范圍，采用了 CMA算法和LMS算法，使得在2N (N=I到10的正整數(shù))QAM的不同調(diào)試方式下精確完成消除交叉極化干擾的目的。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)。本發(fā)明一種無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法的特點是由接收天線H的極化振子接收來自發(fā)射天線H的極化的水平極化信號和發(fā)射天線V的極化的垂直極化信號的復合信號，形成主極化方向的主路接收信號；由接收天線V的極化振子接收來自所述發(fā)射天線V的極化的垂直極化信號，形成從極化方向的從路接收信號；所述主路接收信號和所述從路接收信號分別經(jīng)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生數(shù)字信號，對所述數(shù)字信號進行基帶的數(shù)字解調(diào)，形成水平極化信號r_H和垂直極化信號r_V，所述無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法按如下過程進行a、按式(I)對所述垂直極化信號r_V進行粗校正，獲得垂直極化粗校正信號r_V’r_V' =e,r_V(I)式(I)中e_J0=cos( θ ) - j *sin( Θ )，j為虛數(shù)單位；Θ為水平極化信號r_H相對于垂直極化信號r_V的粗調(diào)載波相對相偏；b、分別設置主濾波器和從濾波器，以所述水平極化信號r_H作為主濾波器的輸入信號，在所述主濾波器中輸出主濾波信號rl_H ;以所述垂直極化粗校正信號r_V’為從濾波器的輸入信號，在從濾波器中輸出從濾波信號rl_V ；是所述主濾波器系數(shù)矩陣,rf是所述從濾波器系數(shù)矩陣；C、按式(2)對所述從濾波信號rl_V進行從細校正，獲得所述水平極化信號r_H中的垂直極化分量信號的補償信號x_V x—V 二 e-j# . rl—V(2)
式⑵中尤* = COs(^a )-j. sin(^7,)，j為虛數(shù)單位；Φν是水平極化信號r_H
相對于垂直極化信號r_v的細調(diào)載波相對相偏；d、按式(3)對所述主濾波信號rl_H和所述垂直極化分量信號的補償信號x_V進行精細校正，獲得消除交叉極化干擾后的主極化信號x_H
x_H = e (rl_H - x_V)(3)式⑶中ΦΗ是精細校正所述水平極化信號r_H的載波相偏；e、對所述主極化信號x_H進行星座點判決，所述星座點判決是使接收到的所述主極化信號x_H的星座點用標準調(diào)制方式下的最接近的星座點代替，得到代替后的星座點信號即為判決后的信號d_H;f、設置主低通濾波器LPF進行主相位誤差檢測，利用所述主極化信號x_H與所述判決后的信號d_H的共軛相乘，相乘的結(jié)果取虛部數(shù)據(jù)作為主低通濾波器LPF的輸入信號，在所述主低通濾波器LPF中輸出精細校正水平極化信號r_H的載波相偏ΦΗ ；g、對所述主極化信號x_H、判決后的信號d_H、精細校正水平極化信號的載波相偏ΦΗ和恒模因子R進行誤差檢測，得到誤差信號eiror ;對所述誤差信號error進行掃頻，得到所述水平極化信號r_H相對于垂直極化信號r_V的粗調(diào)載波相對相偏Θ ；h、設置從低通濾波器LPF進行從相位誤差檢測，利用所述精細校正水平極化信號的載波相偏Φ η對所述的誤差信號error進行相位補償?shù)玫秸`差相位補償信號d_V，利用所述誤差相位補償信號d_V與所述從濾波信號rl_V的共軛相乘，相乘的結(jié)果取虛部數(shù)據(jù)作為從低通濾波器LPF的輸入信號，在所述從低通濾波器LPF中輸出精細校正垂直極化與水平極化的細調(diào)載波相對相位偏差Φν ;i、利用所述誤差信號error更新所述主濾波器系數(shù)矩陣<和從濾波器系數(shù)矩陣
4;j、循環(huán)執(zhí)行步驟a i的過程，從而消除無線通信系統(tǒng)中交叉極化干擾。本發(fā)明無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法的特點也在于所述步驟g中對所述誤差信號error進行掃頻，得到水平極化信號相對于垂直極化信號的粗調(diào)載波相對相偏Θ的方法是a、對所述誤差信號error進行掃頻，當前掃頻輸出值fre_out=前一掃頻輸出+掃頻步長，所述掃頻步長為 ，設置掃頻輸出值fre_out的初始值設為;b、設置掃頻鎖定信號，判決誤差信號eiror的當前掃頻輸出值fre_out是否滿足掃頻鎖定條件fre_out〈TH_error,若滿足則轉(zhuǎn)到步驟c,否則轉(zhuǎn)入步驟a,若調(diào)制方式是由2N確定，則所述TH_error值為16000/N ；C、掃頻結(jié)束,輸出當前掃頻值fre_out,通過相位累加后輸出水平極化信號相對于垂直極化信號的粗調(diào)載波相對相偏Θ。步驟g中誤差信號error的計算方法按式(4)和式(5)進行首先用式(4)CMA算法計算error值，當誤差信號erroKTHuB時,用式(5) LMS算法計算誤差信號error的值，所述THuk為這兩種算法跳轉(zhuǎn)的閥值，設定THuk=IOOOO CMA 算法c.7n= 2 .為V H、(4)
權利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法，其特征是由接收天線H的極化振子接收來自發(fā)射天線H的極化的水平極化信號和發(fā)射天線V的極化的垂直極化信號的復合信號,形成主極化方向的主路接收信號；由接收天線V的極化振子接收來自所述發(fā)射天線V的極化的垂直極化信號，形成從極化方向的從路接收信號；所述主路接收信號和所述從路接收信號分別經(jīng)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生數(shù)字信號，對所述數(shù)字信號進行基帶的數(shù)字解調(diào)，形成水平極化信號r_H和垂直極化信號r_V，所述無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法按如下過程進行 a、按式(I)對所述垂直極化信號r_V進行粗校正，獲得垂直極化粗校正信號r_V’
2.根據(jù)權利要求I所述的無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法，其特征是所述步驟g中對所述誤差信號error進行掃頻，得到水平極化信號相對于垂直極化信號的粗調(diào)載波相對相偏Θ的方法是、 a、對所述誤差信號error進行掃頻，當前掃頻輸出值fre_out=前一掃頻輸出+掃頻步長，所述掃頻步長為·^，設置掃頻輸出值fre_out的初始值設為-f ； b、設置掃頻鎖定信號，判決誤差信號error的當前掃頻輸出值fre_out是否滿足掃頻鎖定條件fre_out〈TH_error,若滿足則轉(zhuǎn)到步驟c,否則轉(zhuǎn)入步驟a,若調(diào)制方式是由2N確定，則所述TH_error值為16000/N ； C、掃頻結(jié)束，輸出當前掃頻值fre_out，通過相位累加后輸出水平極化信號相對于垂直極化信號的粗調(diào)載波相對相偏Θ。
3.根據(jù)權利要求I所述的無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法，其特征是步驟g中誤差信號error的計算方法按式(4)和式(5)進行首先用式(4)CMA算法計算error值，當誤差信號eiroKTHm時，用式(5) LMS算法計算誤差信號eiror的值，所述THuis為這兩種算法跳轉(zhuǎn)的閥值，設定THuis=IOOOO
4.根據(jù)權利要求I所述的無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法，其特征是步驟i中所述主濾波器系數(shù)矩陣4和所述的從濾波器系數(shù)矩陣4的更新方法按式(7)進行
5.一種用于實現(xiàn)權利要求I所述無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法的裝置，其特征是包括 主濾波器裝置用于對接收到的水平極化信號r_H進行濾波，消除多徑信道對接收信號的干擾，輸出主濾波信號rl_H ； 粗校正器裝置用于對接收到的垂直極化信號r_V進行粗校正，輸出垂直極化粗校正信號r_V’ ； 從濾波器裝置用于對粗校正信號進行濾波，輸出從濾波信號rl_V ； 從細校正器裝置用于對所述從濾波信號rl_V進行精細校正，輸出水平極化信號r_H中的垂直極化分量信號的補償信號x_V ； 主細校正裝置用于利用所述水平極化信號r_H中的垂直極化分量信號的補償信號x_V和所述主濾波信號rl_H對主濾波信號rl_H行細校正，輸出細校正后的信號； 精細校正器裝置用于對所述細校正后的信號進行精細校正，輸出消除交叉極化干擾后的主極化信號x_H ； 判決器裝置用于對所述消除交叉極化干擾后的主極化信號x_H進行星座點的判決，使接收的星座點的信號用標準調(diào)制方式下的最接近的星座點代替，代替后的信號做為判決后的信號d_H ； 主相位誤差檢測器裝置本裝置由主乘法器和主低通濾波器組成，所述主極化信號x_H與所述判決后的信號d_H的共軛信號做為乘法器的輸入信號，乘法器的輸出信號做為主低通濾波器的輸入信號，在所述主低通濾波器LPF中輸出精細校正水平極化信號r_H的載波相偏ΦΗ ; 誤差檢測器裝置用于對系統(tǒng)存在的誤差進行檢測，輸出誤差信號error做為反饋信號對消除交叉極化干擾系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)； 粗相偏檢測器裝置本裝置由掃頻器和相位累加器組成，掃頻器用于對誤差檢測器輸出的誤差信號進行頻率檢測，檢測后的結(jié)果送入相位累加器進行相位累加，累加后得到水平極化信號r_H相對于垂直極化信號r_V的粗調(diào)載波相對相偏Θ ； 從相位誤差檢測器裝置本裝置由從乘法器和從低通濾波器組成，從乘法器完成主相位誤差檢測器輸出的載波相偏ΦΗ對誤差檢測器輸出的誤差信號error進行的相位補償，得到誤差相位補償信號d_V，同時完成利用誤差相位補償信號d_V與所述從濾波信號rl_V的共軛相乘，相乘的結(jié)果取虛部數(shù)據(jù)作為從低 通濾波器的輸入信號，在所述從低通濾波器中輸出精細校正垂直極化與水平極化的細調(diào)載波相對相位偏差Φν ; 濾波器系數(shù)更新器裝置用于利用誤差檢測器輸出的誤差信號eiror實時產(chǎn)生主從濾波器裝置中的系數(shù)，完成消除交叉極化干擾系統(tǒng)的反饋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線通信系統(tǒng)中消除交叉極化干擾的方法及裝置，本發(fā)明通過自動檢測交叉極化消除后的信號與理想信號之間的誤差值，自適應的估計出主極化方向信號的收發(fā)兩端相位偏差值、主從極化方向信號的相對相位偏差值，以及更新濾波器的系數(shù)；并利用主從極化方向信號的相對相位偏差值和濾波器的系數(shù)對從極化方向的信號進行調(diào)整，利用主極化方向信號的收發(fā)兩端相位偏差值和濾波器的系數(shù)對主極化方向的信號進行調(diào)整；再針對調(diào)整后的主極化方向信號和調(diào)整后的從極化方向信號對交叉極化消除后的信號進行更新；直到誤差值滿足技術指標設定的誤差要求，從而完成交叉極化消除。
文檔編號H04B1/10GK102833199SQ201210336909
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權日2012年9月12日
發(fā)明者吳端, 陶洪, 趙科, 彭靜, 袁振英 申請人:安徽省菲特科技股份有限公司