交叉极化干扰对消的方法技术

本发明专利技术提供了一种交叉极化干扰对消的方法，利用本发明专利技术可以显著解决干扰信号导致主信号信噪比降低，性能恶化的问题。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：数字解调接收机分别通过各自的ADC将主信号和参考信号转换为数字信号,主数字信号经载波解调环路进行载波解调处理后，通过时钟恢复环路时钟恢复获得主信号的基带分量；参考数字信号通过主信号的载波解调环路信息进行下变频，然后通过主信号的时钟恢复环路信息进行重采样，获得参考信号的基带分量；主信号的基带分量和参考信号的基带分量共同进入交叉极化干扰对消模块，通过自适应滤波器输出干扰信号基带分量，主信号的基带分量减去自适应滤波器输出的干扰信号基带分量，输出对消后的信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域中，为极化复用系统的接收端设备提供一种简单可行的交叉极化干扰对消方法。更具体地说，本专利技术通过主信号的解调环路信息对干扰参考信号进行下变频和重采样，提取干扰基带分量。并通过自适应滤波器实现交叉极化干扰对消的方法。技术背景无线电频谱是一种宝贵的自然资源。随着无线通信技术的逐渐成熟和通信市场的迅速拓展。现有频谱资源正趋于枯竭。极化复用技术利用电磁波的极化特性，使用垂直极化和水平极化分别传输信号，从而可使频谱的利用率提高一倍，是提高频谱利用率的一种重要手段。理想情况下.电磁波的垂直极化分量和水平极化分量是相互隔离的，二者之间没有干扰。但是在实际情况中，电磁波的极化方向会发生偏转，从而造成极化干扰。极化偏转的原因包括：发射机、接收机的馈电系统中极化分离装置以及发射、接收天线本身的非理想性，电磁波传播路径的多径效应以及雨、雪、灰尘造成的散射等等。极化偏转造成水平极化和垂直极化之间相互干扰，从而使信噪比下降、误码率上升，严重情况下将造成通信中断。由于交叉极化干扰的影响，在垂直极化接收机中会混入水平极化信号，反之亦然。这种干扰会造成误码率上升，甚至导致通信中断。未来通信卫星将逐步发展为性能全面的大卫星，在数据采集、导航、通信等方面实现高性能、高效率，对信息传输速率的要求达到G量级。为满足高速数据传输需求，常用的技术手段包括选用高阶调制体制、选择更高频段进行数据传输、使用频率复用技术。极化复用有助于提高无线电频谱的利用效率，但是在其使用中必须配合采用极化干扰对消(XPIC)措施。交叉极化干扰是频率复用带来的一种干扰。由于信道非理想特性、天线隔离度等因素，频率复用的两路独立信号相互混叠，交叉干扰。干扰信号的存在导致主信号信噪比降低，性能恶化。在图3所示的无线数据传输系统中，发送端采用交叉极化的频率复用技术，发射天线和接收天线利用电磁波在空间传播时的水平与垂直两个极化在同一频带内传送两个独立信号和s2(t)。由于天线的极化隔离度、传播空间的多径衰落、散射、雨雾等影响，导致信号相互混叠，即极化交叉干扰。接收到混叠信号和x2(t)。干扰信号的存在导致主信号信噪比降低，性能恶化。目前文献可见的交叉极化干扰对消方法主要分主两类：射频或中频进行交叉极化干扰对消，以及基带进行交叉极化干扰对消。射频或中频方案优点是无需载波同步和码元同步，缺点是运算量较大，特别是对于高速数传信号，由于信息传输速率极高，系统采样率达G量级。G量级速率下进行相关运算、搜索运算，资源消耗极大，因此在高速数传更倾向于基带方案。现有的基带进行交叉极化干扰方法，首先对两路信号分别进行解调，然后将解调后的基带信号相互运算，扣除干扰信号。由于两路信号分别进行载波同步和时钟同步，主信号中的干扰分量下变频频率为主信号载波频率，而参考信号中的干扰分量下变频频率为参考信号频率。因此当两路信号有载波频差时，变频频率不同，导致下变频后的两个干扰分量不再一致。因此无法适应两个信号载波频差的情况。同时，主信号中的干扰分量重采样率为主信号码元速率，而参考信号中的干扰分量重采样率为参考信号码元速率。因此当两路信号码元速率不同时，采样速率不同，导致重采样后的两个干扰分量不再一致。因此无法适应两个信号码元速率不同的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足之处，提出一种资源消耗小，稳定性高，主信号中的干扰分量与参考信号中的干扰分量同步，能够适应两个信号载波频率不同、两个信号码元速率不同情况的交叉极化干扰对消的方法。以解决干扰信号导致主信号信噪比降低，性能恶化的问题。为了达到上述目的，本专利技术提出的一种交叉极化干扰对消的方法，具有如下技术特征：在数字解调接收机中，参考信号的下变频采用主信号相干载波，下变频后参考信号的重采样时钟采用主信号码元时钟，使主信号中的干扰分量与参考信号中的干扰分量保持同步；数字解调接收机将接收到的两路极化复用的主信号和参考信号，分别通过各自的模数转换器ADC将主信号和参考信号转换为数字信号,主数字信号经载波解调环路进行载波解调处理后，通过时钟恢复环路时钟恢复获得主信号的基带分量；参考数字信号通过主信号的载波解调环路信息进行下变频，然后通过主信号的时钟恢复环路信息进行重采样，获得参考信号的基带分量；最后主信号的基带分量和参考信号的基带分量共同进入交叉极化干扰对消模块，进行交叉极化对消；参考信号的基带分量在交叉极化干扰对消模块中，通过自适应滤波器输出干扰信号基带分量，主信号的基带分量减去自适应滤波器输出的干扰信号基带分量，输出对消后的信号。在数字解调接收机中，参考信号的下变频采用主信号相干载波，下变频后参考信号的重采样时钟采用主信号码元时钟，使主信号中的干扰分量与参考信号中的干扰分量保持同步；数字解调接收机将接收到的两路极化复用的主信号和参考信号分别通过模数转换器ADC，将模拟信号转化为数字信号,主信号载波解调环路对数字信号进行载波解调或下变频，转换为零中频信号，时钟恢复环路对零中频信号重采样获得基带信号。然后将两路基带信号输入到交叉极化对消模块，进行交叉极化对消。主信号电路和参考信号电路首先分别通过各自的ADC将主信号和参考信号转换为数字信号，两电路的ADC共用同一参考时钟；然后主数字信号经载波解调环路进行解调处理后，通过时钟恢复环路时钟恢复获得主信号的基带分量；参考数字信号通过主信号的载波解调环路信息进行下变频，然后通过主信号的时钟恢复环路信息进行重采样，获得参考信号的基带分量；最后主信号的基带分量和参考信号的基带分量共同进入交叉极化干扰对消模块，进行交叉极化对消。交叉极化干扰对消模块中，参考信号的基带分量通过自适应滤波输出干扰信号基带分量；然后主信号的基带分量减去自适应滤波器输出的干扰信号基带分量，输出对消后的信号。同时相减信号作为自适应滤波器中判决器的输入信号，同时将相减信号作为交叉极化干扰对消后的信号，实现交叉极化干扰对消。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：本专利技术能够适应两个信号载波频率不同情况。在主信号中的干扰分量与参考信号中的干扰分量同步处理中，参考信号下变频所需的频率及相位信息，采用均来自于同一时刻主信号的载波解调环路，参考信号通过外部数控振荡器进行下变频，代替载波解调环路，转换为零中频信号，对主信号包含的干扰分量与参考信号包含的干扰分量进行完全相同的变频处理，无论主信号与参考信号载波频率是否相同，两个干扰分量经下变频后，载波频率依然保持一致。因此，本专利技术能适应两个信号载波频率不同的情况。本专利技术能够适应两个信号码元速率不同情况。本专利技术采用参考信号重采样所需的时钟及相位信息，均来自于同一时刻主信号的时钟恢复环路，参考信号通过外部时钟进行重采样，代替时钟恢复环路获得基带信号，主信号包含的干扰分量与参考信号包含的干扰分量进行完全相同的重采样处理。稳定性高。本专利技术主信号包含的干扰分量与参考信号包含的干扰分量进行完全相同的ADC、下变频和重采样处理，干扰分量在两种信号中保持一致。因此在交叉极化干扰对消模块中，参考信号基带分量通过自适应滤波器提取干扰分量，该提取的干扰分量与主信号包含的干扰分量可通过相减抵消。从而解决了干扰信号导致主信号信噪比降低，性能恶化的问题。本专利技术适用于各种需要进行交叉极化对消的数字解调接收机，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交叉极化干扰对消的方法，具有如下技术特征：在数字解调接收机中，参考信号的下变频采用主信号相干载波，下变频后参考信号的重采样时钟采用主信号码元时钟，使主信号中的干扰分量与参考信号中的干扰分量保持同步；数字解调接收机将接收到的两路极化复用的主信号和参考信号，分别通过各自的模数转换器ADC将主信号和参考信号转换为数字信号,主数字信号经载波解调环路进行载波解调处理后，通过时钟恢复环路时钟恢复获得主信号的基带分量；参考数字信号通过主信号的载波解调环路信息进行下变频，然后通过主信号的时钟恢复环路信息进行重采样，获得参考信号的基带分量；最后主信号的基带分量和参考信号的基带分量共同进入交叉极化干扰对消模块，进行交叉极化对消；参考信号的基带分量在交叉极化干扰对消模块中，通过自适应滤波器输出干扰信号基带分量，主信号的基带分量减去自适应滤波器输出的干扰信号基带分量，输出对消后的信号。

【技术特征摘要】
1.一种交叉极化干扰对消的方法，具有如下技术特征：在数字解调接收机中，参考信号的下变频采用主信号相干载波，下变频后参考信号的重采样时钟采用主信号码元时钟，使主信号中的干扰分量与参考信号中的干扰分量保持同步；数字解调接收机将接收到的两路极化复用的主信号和参考信号，分别通过各自的模数转换器ADC将主信号和参考信号转换为数字信号,主数字信号经载波解调环路进行载波解调处理后，通过时钟恢复环路时钟恢复获得主信号的基带分量；参考数字信号通过主信号的载波解调环路信息进行下变频，然后通过主信号的时钟恢复环路信息进行重采样，获得参考信号的基带分量；最后主信号的基带分量和参考信号的基带分量共同进入交叉极化干扰对消模块，进行交叉极化对消；参考信号的基带分量在交叉极化干扰对消模块中，通过自适应滤波器输出干扰信号基带分量，主信号的基带分量减去自适应滤波器输出的干扰信号基带分量，输出对消后的信号。2.如权利要求1所述的交叉极化干扰对消的方法，其特征在于，参考信号通过外部数控振荡器进行下变频，代替载波解调环路，转换为零中频信号，对主信号包含的干扰分量与参考信号包含的干扰分量进行完全相同的变频处理，因此能适应两个信号载波频率不同的情况。3.如权利要求1所述的一种交叉极化干扰对消的方法，其特征在于，参考信号通过外部时钟进行重采样，代替时钟恢复环路，获得基带信号；无论主信号与参考信号码元速率是否相同，两个干扰分量经重采样后，依然保持一致。4.如权利要求1所述的一种交叉极化干扰对消的方法，其特征在于，交叉极化干扰对消模块包括：延迟器和由横向滤波器和判决器等组成的自适应滤波器，其中，延迟器串联自适应滤波器。5.如权利要求1所述的一种交叉极化干扰对消的方法，其特征在于，假定数字解调接收机以接收到的两路极化复用信号x1(t)为主信号，x2(t)为参考信号，将两路极化复用信号x1(t)和x2(t)分别通过模数转换器ADC、载...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐婷，杜瑜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51