专利名称：消除交叉极化干扰的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及消除交叉极化波之间干扰的技术领域，尤其涉及用于对不同交叉极化干扰程度的交叉极化干扰消除的方法和装置。
背景技术：
无线通信设备使用同信道传输模式，在具有相同频率不同相位的两个极化信号上发送不同的信息片，这两个极化信号指的是垂直极化信号和水平极化信号，有时称作V极化信号和H极化信号。在V极化信号与H极化信号之间可能发生干扰，该干扰称作正交交叉极化干扰或者交叉极化干扰。为了消除这种交叉极化干扰，本领域中已知有各种交叉极化补偿XPIC电路，但在应用中，有些只能校正大频偏，校正误差较大，有些只能在同一个调制方式下进行校正，在现今多调试方式的无线通信系统中无法发挥作用。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供了一种消除交叉极化干扰的方法及装置，通过引入扫频器，提高了主从极化方向的相对频偏的校正范围，采用了 CMA算法和LMS算法，使得在2N (N=I到10的正整数)QAM的不同调试方式下精确完成消除交叉极化干扰的目的。本发明通过以下技术方案实现。本发明一种无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法的特点是由接收天线H的极化振子接收来自发射天线H的极化的水平极化信号和发射天线V的极化的垂直极化信号的复合信号，形成主极化方向的主路接收信号；由接收天线V的极化振子接收来自所述发射天线V的极化的垂直极化信号，形成从极化方向的从路接收信号；所述主路接收信号和所述从路接收信号分别经ADC模数转换产生数字信号，对所述数字信号进行基带的数字解调，形成水平极化信号r_H和垂直极化信号r_V，所述无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法按如下过程进行a、按式(I)对所述垂直极化信号r_V进行粗校正，获得垂直极化粗校正信号r_V’r_V' =e,r_V(I)式(I)中e_J0=cos( θ ) - j *sin( Θ )，j为虚数单位；Θ为水平极化信号r_H相对于垂直极化信号r_V的粗调载波相对相偏；b、分别设置主滤波器和从滤波器，以所述水平极化信号r_H作为主滤波器的输入信号，在所述主滤波器中输出主滤波信号rl_H ;以所述垂直极化粗校正信号r_V’为从滤波器的输入信号，在从滤波器中输出从滤波信号rl_V ；是所述主滤波器系数矩阵,rf是所述从滤波器系数矩阵；C、按式(2)对所述从滤波信号rl_V进行从细校正，获得所述水平极化信号r_H中的垂直极化分量信号的补偿信号x_V x—V 二 e-j# . rl—V(2)
式⑵中尤* = COs(^a )-j. sin(^7,)，j为虚数单位；Φν是水平极化信号r_H
相对于垂直极化信号r_v的细调载波相对相偏；d、按式(3)对所述主滤波信号rl_H和所述垂直极化分量信号的补偿信号x_V进行精细校正，获得消除交叉极化干扰后的主极化信号x_H
x_H = e (rl_H - x_V)(3)式⑶中ΦΗ是精细校正所述水平极化信号r_H的载波相偏；e、对所述主极化信号x_H进行星座点判决，所述星座点判决是使接收到的所述主极化信号x_H的星座点用标准调制方式下的最接近的星座点代替，得到代替后的星座点信号即为判决后的信号d_H;f、设置主低通滤波器LPF进行主相位误差检测，利用所述主极化信号x_H与所述判决后的信号d_H的共轭相乘，相乘的结果取虚部数据作为主低通滤波器LPF的输入信号，在所述主低通滤波器LPF中输出精细校正水平极化信号r_H的载波相偏ΦΗ ；g、对所述主极化信号x_H、判决后的信号d_H、精细校正水平极化信号的载波相偏ΦΗ和恒模因子R进行误差检测，得到误差信号eiror ;对所述误差信号error进行扫频，得到所述水平极化信号r_H相对于垂直极化信号r_V的粗调载波相对相偏Θ ；h、设置从低通滤波器LPF进行从相位误差检测，利用所述精细校正水平极化信号的载波相偏Φ η对所述的误差信号error进行相位补偿得到误差相位补偿信号d_V，利用所述误差相位补偿信号d_V与所述从滤波信号rl_V的共轭相乘，相乘的结果取虚部数据作为从低通滤波器LPF的输入信号，在所述从低通滤波器LPF中输出精细校正垂直极化与水平极化的细调载波相对相位偏差Φν ;i、利用所述误差信号error更新所述主滤波器系数矩阵<和从滤波器系数矩阵
4;j、循环执行步骤a i的过程，从而消除无线通信系统中交叉极化干扰。本发明无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法的特点也在于所述步骤g中对所述误差信号error进行扫频，得到水平极化信号相对于垂直极化信号的粗调载波相对相偏Θ的方法是a、对所述误差信号error进行扫频，当前扫频输出值fre_out=前一扫频输出+扫频步长，所述扫频步长为 ，设置扫频输出值fre_out的初始值设为;b、设置扫频锁定信号，判决误差信号eiror的当前扫频输出值fre_out是否满足扫频锁定条件fre_out〈TH_error,若满足则转到步骤c,否则转入步骤a,若调制方式是由2N确定，则所述TH_error值为16000/N ；C、扫频结束,输出当前扫频值fre_out,通过相位累加后输出水平极化信号相对于垂直极化信号的粗调载波相对相偏Θ。步骤g中误差信号error的计算方法按式(4)和式(5)进行首先用式(4)CMA算法计算error值，当误差信号erroKTHuB时,用式(5) LMS算法计算误差信号error的值，所述THuk为这两种算法跳转的阀值，设定THuk=IOOOO CMA 算法c.7n= 2 .為V H、(4)
权利要求
1.一种无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法，其特征是由接收天线H的极化振子接收来自发射天线H的极化的水平极化信号和发射天线V的极化的垂直极化信号的复合信号,形成主极化方向的主路接收信号；由接收天线V的极化振子接收来自所述发射天线V的极化的垂直极化信号，形成从极化方向的从路接收信号；所述主路接收信号和所述从路接收信号分别经ADC模数转换产生数字信号，对所述数字信号进行基带的数字解调，形成水平极化信号r_H和垂直极化信号r_V，所述无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法按如下过程进行 a、按式(I)对所述垂直极化信号r_V进行粗校正，获得垂直极化粗校正信号r_V’
2.根据权利要求I所述的无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法，其特征是所述步骤g中对所述误差信号error进行扫频，得到水平极化信号相对于垂直极化信号的粗调载波相对相偏Θ的方法是、 a、对所述误差信号error进行扫频，当前扫频输出值fre_out=前一扫频输出+扫频步长，所述扫频步长为·^，设置扫频输出值fre_out的初始值设为-f ； b、设置扫频锁定信号，判决误差信号error的当前扫频输出值fre_out是否满足扫频锁定条件fre_out〈TH_error,若满足则转到步骤c,否则转入步骤a,若调制方式是由2N确定，则所述TH_error值为16000/N ； C、扫频结束，输出当前扫频值fre_out，通过相位累加后输出水平极化信号相对于垂直极化信号的粗调载波相对相偏Θ。
3.根据权利要求I所述的无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法，其特征是步骤g中误差信号error的计算方法按式(4)和式(5)进行首先用式(4)CMA算法计算error值，当误差信号eiroKTHm时，用式(5) LMS算法计算误差信号eiror的值，所述THuis为这两种算法跳转的阀值，设定THuis=IOOOO
4.根据权利要求I所述的无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法，其特征是步骤i中所述主滤波器系数矩阵4和所述的从滤波器系数矩阵4的更新方法按式(7)进行
5.一种用于实现权利要求I所述无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法的装置，其特征是包括 主滤波器装置用于对接收到的水平极化信号r_H进行滤波，消除多径信道对接收信号的干扰，输出主滤波信号rl_H ； 粗校正器装置用于对接收到的垂直极化信号r_V进行粗校正，输出垂直极化粗校正信号r_V’ ； 从滤波器装置用于对粗校正信号进行滤波，输出从滤波信号rl_V ； 从细校正器装置用于对所述从滤波信号rl_V进行精细校正，输出水平极化信号r_H中的垂直极化分量信号的补偿信号x_V ； 主细校正装置用于利用所述水平极化信号r_H中的垂直极化分量信号的补偿信号x_V和所述主滤波信号rl_H对主滤波信号rl_H行细校正，输出细校正后的信号； 精细校正器装置用于对所述细校正后的信号进行精细校正，输出消除交叉极化干扰后的主极化信号x_H ； 判决器装置用于对所述消除交叉极化干扰后的主极化信号x_H进行星座点的判决，使接收的星座点的信号用标准调制方式下的最接近的星座点代替，代替后的信号做为判决后的信号d_H ； 主相位误差检测器装置本装置由主乘法器和主低通滤波器组成，所述主极化信号x_H与所述判决后的信号d_H的共轭信号做为乘法器的输入信号，乘法器的输出信号做为主低通滤波器的输入信号，在所述主低通滤波器LPF中输出精细校正水平极化信号r_H的载波相偏ΦΗ ; 误差检测器装置用于对系统存在的误差进行检测，输出误差信号error做为反馈信号对消除交叉极化干扰系统进行调节； 粗相偏检测器装置本装置由扫频器和相位累加器组成，扫频器用于对误差检测器输出的误差信号进行频率检测，检测后的结果送入相位累加器进行相位累加，累加后得到水平极化信号r_H相对于垂直极化信号r_V的粗调载波相对相偏Θ ； 从相位误差检测器装置本装置由从乘法器和从低通滤波器组成，从乘法器完成主相位误差检测器输出的载波相偏ΦΗ对误差检测器输出的误差信号error进行的相位补偿，得到误差相位补偿信号d_V，同时完成利用误差相位补偿信号d_V与所述从滤波信号rl_V的共轭相乘，相乘的结果取虚部数据作为从低 通滤波器的输入信号，在所述从低通滤波器中输出精细校正垂直极化与水平极化的细调载波相对相位偏差Φν ; 滤波器系数更新器装置用于利用误差检测器输出的误差信号eiror实时产生主从滤波器装置中的系数，完成消除交叉极化干扰系统的反馈。
全文摘要
本发明公开了一种无线通信系统中消除交叉极化干扰的方法及装置，本发明通过自动检测交叉极化消除后的信号与理想信号之间的误差值，自适应的估计出主极化方向信号的收发两端相位偏差值、主从极化方向信号的相对相位偏差值，以及更新滤波器的系数；并利用主从极化方向信号的相对相位偏差值和滤波器的系数对从极化方向的信号进行调整，利用主极化方向信号的收发两端相位偏差值和滤波器的系数对主极化方向的信号进行调整；再针对调整后的主极化方向信号和调整后的从极化方向信号对交叉极化消除后的信号进行更新；直到误差值满足技术指标设定的误差要求，从而完成交叉极化消除。
文档编号H04B1/10GK102833199SQ201210336909
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者吴端, 陶洪, 赵科, 彭静, 袁振英 申请人:安徽省菲特科技股份有限公司