多载波无源互调干扰的自适应对消方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多载波无源互调干扰的自适应对消方法以及装置，其中的方法包括：通过预设的快速频谱算法计算多载波上行链路信号在接收频带中的有效PIM干扰分量；基于PIM模型重建多载波PIM干扰信号；将多载波上行链路信号和多载波PIM干扰信号通过多载波PIM干扰自适应对消算法进行干扰对消处理；基于经过干扰对消处理后的多载波PIM干扰信号对多载波上行链路信号进行修正处理。本发明专利技术的方法以及装置，能够充分考虑双工系统中由多载波PIM造成的复杂PIM干扰问题，计算复杂度低，资源代价小，易于硬件实现；可准确对消多载波无源互调干扰，提高信干噪比增益；计算性能稳定，系统适应性强，可对多载波PIM信号能够实时抑制。

An adaptive cancellation method for multi carrier passive intermodulation interference and its device

The invention discloses a multi carrier adaptive passive intermodulation interference cancellation method and device, the method includes: the fast spectrum algorithm designed to calculate the effective PIM interference component of multi carrier uplink signal in a reception frequency band; PIM model reconstruction based on multi carrier PIM signal interference; multi carrier uplink signal and multi carrier PIM the interference signal of the multi carrier PIM adaptive interference cancellation algorithm for interference cancellation processing; based on multi carrier through interference on the uplink signal of multi carrier PIM signal interference cancellation after correction. The method of the invention and the device can fully consider the complex PIM interference problem caused by multi carrier PIM duplex system, low computational complexity and resource cost is small, easy hardware implementation; accurate cancellation of multi carrier passive intermodulation interference, improve the SINR gain; calculation of stable performance, strong adaptability of the system can be. Capable of real-time suppression of multi carrier PIM signals.

【技术实现步骤摘要】
多载波无源互调干扰的自适应对消方法以及装置
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种多载波无源互调干扰的自适应对消方法以及装置。
技术介绍
无源互调(PassiveIntermodulation，简称PIM)指两个或两个以上频率成分的信号通过无源器件(如双工器、隔离器、同轴电缆、连接器、天线、负载等)时产生除谐波外新频率成分的一种现象。产生的新频率为基波频率的线性组合，当新产生的频率落入通信接收机的通带内即形成干扰。随着无线通信、卫星通信的不断发展，通信所需天线尺寸变大，受平台限制采用收发共用技术。天线收发共用系统中双工器隔离度低，无源互调产物容易进入接受频带形成干扰，且难以通过频域滤波的方法将其滤除，会对通信系统造成影响。为实现PIM干扰对消，一些科研院所和公司申请过相关专利，提出了一些基于信号处理的PIM干扰对消方法，但是此类方法针对性差，只考虑了双载波PIM干扰的对消方法，不能很好地适应多载波PIM干扰信号的复杂特性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种多载波无源互调干扰的自适应对消方法以及装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种多载波无源互调干扰的自适应对消方法，包括：发射多载波下行信号并接收多载波上行链路信号通过预设的快速频谱算法计算所述多载波上行链路信号在接收频带中的有效PIM干扰分量；基于所述有效PIM干扰分量确定落入所述接收频带中的各阶PIM产物的特性并估计预设的PIM模型的参数，基于所述PIM模型重建多载波PIM干扰信号；将所述多载波上行链路信号和所述多载波PIM干扰信号输入多载波自适应滤波器，通过多载波PIM干扰自适应对消算法进行干扰对消处理；基于经过所述干扰对消处理后的所述多载波PIM干扰信号对所述多载波上行链路信号进行修正处理。可选地，所述多载波下行信号包括：多载波QPSK调制下行信号；所述多载波下行信号产生的PIM干扰信号的幂级数模型为其中，sPIM(t)为所述PIM干扰信号，sD(t)为多载波下行信号，al表示幂级数模型阶次l的幅度值；所述多载波上行链路信号为sR(t)＝sUP(t)+IPIM(t)*h(t)+n0(t)，；其中，sUP(t)为上行信号，IPIM(t)为所述PIM干扰信号，h(t)表示所述PIM干扰信号在空间链路信道的冲激响应，n0(t)为噪声。可选地，所述通过预设的快速频谱算法计算所述多载波上行链路信号在接收频带中的有效PIM干扰分量包括：初始化序列时刻；在第t时刻，将所述多载波上行链路信号转换为频率向量形式；确定所述多载波上行链路信号的非线性传递函数，并计算所述非线性传递函数中的第n阶幂项所对应的频谱，其中，n为自然数；根据所述第n阶幂项所对应的频谱统计第n阶幂项的各频率分量元素的个数；基于所述统计结果生成所述第n阶幂项的时域表示形式；计算无源互调PIM产物的频谱。可选地，所述基于所述有效PIM干扰分量确定落入所述接收频带中的各阶PIM产物的特性并估计预设的PIM模型的参数，基于所述PIM模型重建多载波PIM干扰信号包括：初始化序列时刻；在第t时刻，建立与所述多载波下行发射信号相对应的多载波PIM干扰信号模型；估计所述多载波PIM干扰信号模型参数,获得所述多载波PIM干扰信号模型为：其中，w＝{w0,w1,...,wL-1}T表示上述横向滤波器的估计权向量，b＝{b0,b1,...,bM}T表示各PIM分量的权重；基于所述多载波PIM干扰信号模型重建多载波PIM干扰信号为：可选地，所述将所述多载波上行链路信号和所述多载波PIM干扰信号输入多载波自适应滤波器、通过多载波PIM干扰自适应对消算法进行干扰对消处理包括：初始化序列时刻以及所述多载波自适应滤波器的参数；在第i时刻，计算接收的所述多载波上行链路信号与重建的多载波PIM干扰信号之间的误差向量e(i)＝d(i)-wH(i-1)X(i)b(i-1)；其中，e(i)代表误差向量，X(i)代表接收的多载波上行链路信号；计算所述多载波自适应滤波器的参数；重新计算所述误差向量并进行预滤波处理；更新所述多载波自适应滤波器的系数以及重建的多载波PIM干扰信号的各阶PIM权重参量，并对所述各阶PIM权重参量进行归一化处理；当所述多载波自适应滤波器收敛并且滤波结果满足均方误差为最小时，则所述干扰对消处理结束。可选地，所述修正后的所述多载波上行链路信号为其中，S'R(t)为修正后的所述多载波上行链路信号，为经过所述干扰对消处理后的所述多载波PIM干扰信号。根据本专利技术的另一方面，提供一种多载波无源互调干扰的自适应对消装置，包括：多载波信号收发模块，用于发射多载波下行信号并接收多载波上行链路信号；频谱计算模块，用于通过预设的快速频谱算法计算所述多载波上行链路信号在接收频带中的有效PIM干扰分量；PIM重建模块，用于基于所述有效PIM干扰分量确定落入所述接收频带中的各阶PIM产物的特性并估计预设的PIM模型的参数，基于所述PIM模型重建多载波PIM干扰信号；干扰对消模块，用于将所述多载波上行链路信号和所述多载波PIM干扰信号输入多载波自适应滤波器，通过多载波PIM干扰自适应对消算法进行干扰对消处理；信号输出模块，用于基于经过所述干扰对消处理后的所述多载波PIM干扰信号对所述多载波上行链路信号进行修正处理。可选地，所述多载波下行信号包括：多载波QPSK调制下行信号；所述多载波下行信号产生的PIM干扰信号的幂级数模型为：其中，sPIM(t)为所述PIM干扰信号，sD(t)为多载波下行信号，al表示幂级数模型阶次l的幅度值；所述多载波上行链路信号为sR(t)＝sUP(t)+IPIM(t)*h(t)+n0(t)，；其中，sUP(t)为上行信号，IPIM(t)为所述PIM干扰信号，h(t)表示所述PIM干扰信号在空间链路信道的冲激响应，n0(t)为噪声。可选地，所述频谱计算模块，还用于初始化序列时刻；在第t时刻，将所述多载波上行链路信号转换为频率向量形式；确定所述多载波上行链路信号的非线性传递函数，并计算所述非线性传递函数中的第n阶幂项所对应的频谱，其中，n为自然数；根据所述第n阶幂项所对应的频谱统计第n阶幂项的各频率分量元素的个数；基于所述统计结果生成所述第n阶幂项的时域表示形式；计算无源互调PIM产物的频谱。可选地，所述PIM重建模块，还用于初始化序列时刻；在第t时刻，建立与所述多载波下行发射信号相对应的多载波PIM干扰信号模型；估计所述多载波PIM干扰信号模型参数,获得所述多载波PIM干扰信号模型为：其中，w＝{w0,w1,...,wL-1}T表示上述横向滤波器的估计权向量，b＝{b0,b1,...,bM}T表示各PIM分量的权重；所述PIM重建模块，还用于基于所述多载波PIM干扰信号模型重建多载波PIM干扰信号为：可选地，所述干扰对消模块，还用于初始化序列时刻以及所述多载波自适应滤波器的参数；在第i时刻，计算接收的所述多载波上行链路信号与重建的多载波PIM干扰信号之间的误差向量e(i)＝d(i)-wH(i-1)X(i)b(i-1)；其中，e(i)代表误差向量，X(i)代表接收的多载波上行链路信号；计算所述多载波自适应滤波器的参数；所述干扰对消模块，还用于重新计算所述误差向量并进行预滤波处理；更新所述多载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多载波无源互调干扰的自适应对消方法，其特征在于，包括：发射多载波下行信号并接收多载波上行链路信号；通过预设的快速频谱算法计算所述多载波上行链路信号在接收频带中的有效PIM干扰分量；基于所述有效PIM干扰分量确定落入所述接收频带中的各阶PIM产物的特性并估计预设的PIM模型的参数，基于所述PIM模型重建多载波PIM干扰信号；将所述多载波上行链路信号和所述多载波PIM干扰信号输入多载波自适应滤波器，通过多载波PIM干扰自适应对消算法进行干扰对消处理；基于经过所述干扰对消处理后的所述多载波PIM干扰信号对所述多载波上行链路信号进行修正处理。

【技术特征摘要】
1.一种多载波无源互调干扰的自适应对消方法，其特征在于，包括：发射多载波下行信号并接收多载波上行链路信号；通过预设的快速频谱算法计算所述多载波上行链路信号在接收频带中的有效PIM干扰分量；基于所述有效PIM干扰分量确定落入所述接收频带中的各阶PIM产物的特性并估计预设的PIM模型的参数，基于所述PIM模型重建多载波PIM干扰信号；将所述多载波上行链路信号和所述多载波PIM干扰信号输入多载波自适应滤波器，通过多载波PIM干扰自适应对消算法进行干扰对消处理；基于经过所述干扰对消处理后的所述多载波PIM干扰信号对所述多载波上行链路信号进行修正处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多载波下行信号包括：多载波QPSK调制下行信号；所述多载波下行信号产生的PIM干扰信号的幂级数模型为其中，sPIM(t)为所述PIM干扰信号，sD(t)为多载波下行信号，al表示幂级数模型阶次l的幅度值；所述多载波上行链路信号为sR(t)＝sUP(t)+IPIM(t)*h(t)+n0(t)，其中，SUP(t)为上行信号，IPIM(t)为所述PIM干扰信号，h(t)表示所述PIM干扰信号在空间链路信道的冲激响应，n0(t)为噪声。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过预设的快速频谱算法计算所述多载波上行链路信号在接收频带中的有效PIM干扰分量包括：初始化序列时刻；在第t时刻，将所述多载波上行链路信号转换为频率向量形式；确定所述多载波上行链路信号的非线性传递函数，并计算所述非线性传递函数中的第n阶幂项所对应的频谱，其中，n为自然数；根据所述第n阶幂项所对应的频谱统计第n阶幂项的各频率分量元素的个数；基于所述统计结果生成所述第n阶幂项的时域表示形式；计算无源互调PIM产物的频谱。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述有效PIM干扰分量确定落入所述接收频带中的各阶PIM产物的特性并估计预设的PIM模型的参数，基于所述PIM模型重建多载波PIM干扰信号包括：初始化序列时刻；在第t时刻，建立与所述多载波下行发射信号相对应的多载波PIM干扰信号模型；估计所述多载波PIM干扰信号模型参数,获得所述多载波PIM干扰信号模型为：其中，w＝{w0,w1,...,wL-1}T表示上述横向滤波器的估计权向量，X(i)代表接收的多载波上行链路信号，b＝{b0,b1,...,bM}T表示各PIM分量的权重；基于所述多载波PIM干扰信号模型重建多载波PIM干扰信号为：bm表示m阶PIM分量的权重，为下行多载波发射信号。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述多载波上行链路信号和所述多载波PIM干扰信号输入多载波自适应滤波器、通过多载波PIM干扰自适应对消算法进行干扰对消处理包括：初始化序列时刻以及所述多载波自适应滤波器的参数；在第i时刻，计算接收的所述多载波上行链路信号与重建的多载波PIM干扰信号之间的误差向量e(i)＝d(i)-wH(i-1)X(i)b(i-1)；其中，e(i)代表误差向量，X(i)代表接收的多载波上行链路信号；计算所述多载波自适...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁弼政，李林涛，胡东方，王晓东，
申请(专利权)人：廊坊银河信通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13