本發(fā)明涉及無(wú)線通信信號(hào)處理，尤其涉及一種無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法、系統(tǒng)、應(yīng)用及終端。

背景技術(shù)：

1、無(wú)源互調(diào)(passive?intermodulation，pim)，是指在大功率多通道通信系統(tǒng)中，含有兩個(gè)或兩個(gè)以上頻率分量的信號(hào)通過(guò)無(wú)源器件(如雙工器、隔離器、同軸電纜、天線等)時(shí)，產(chǎn)生了除諧波外的新頻率分量，新頻率分量落入到接收端的接收頻帶中造成干擾的一種現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是由于無(wú)源器件的非線性特性造成的。pim干擾落入接收頻段，會(huì)降低整個(gè)通信系統(tǒng)的信噪比，隨著接收機(jī)靈敏度的提高及發(fā)射機(jī)功率的增大，pim干擾將直接影響通信質(zhì)量、系統(tǒng)穩(wěn)定性和信道容量。通過(guò)頻帶規(guī)劃和跳頻圖樣設(shè)計(jì)可以減小窄帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的無(wú)源互調(diào)干擾，但對(duì)于寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，仍然存在pim干擾問(wèn)題。

2、隨著pim問(wèn)題的日益嚴(yán)重，不少學(xué)者開(kāi)始了對(duì)無(wú)源互調(diào)抑制方法的研究，采取措施將無(wú)源互調(diào)功率控制在一定范圍內(nèi)，即低無(wú)源互調(diào)設(shè)計(jì)。目前，該研究在通信系統(tǒng)中應(yīng)用的基本思路是依賴于模擬或數(shù)字方法，在鏈路接收端自己造出一路功率相等、極性相反的無(wú)源互調(diào)信號(hào)，對(duì)干擾進(jìn)行抵消。

3、現(xiàn)有技術(shù)提出一種考慮pim的潛在記憶效應(yīng)，具體提出了在收發(fā)器數(shù)字前端中操作的pim消除技術(shù)。在上述研究的基礎(chǔ)上，將pim抵消算法以及參數(shù)估計(jì)的計(jì)算效率提高，但是該方法主要針對(duì)頻分雙工(frequency?division?duplex，fdd)5g系統(tǒng)，不適用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的pim抵消?，F(xiàn)有技術(shù)驗(yàn)證了微波部件的pim的混沌特性，并基于混沌理論對(duì)pim功率進(jìn)行了預(yù)測(cè)。通過(guò)相圖法和最大lyapunov指數(shù)方法驗(yàn)證了pim的混沌特性，并基于最大lyapunov指數(shù)法對(duì)不同時(shí)間的pim功率進(jìn)行了預(yù)測(cè)，但該方法依賴于測(cè)試數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，不能實(shí)時(shí)地抑制pim。

4、綜上，現(xiàn)有pim抑制方法存在無(wú)源互調(diào)干擾難以被實(shí)時(shí)抑制以及不適用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法、系統(tǒng)、應(yīng)用及終端，能夠有效抑制接收機(jī)中的無(wú)源互調(diào)干擾，降低通信系統(tǒng)的誤碼率，且本方法計(jì)算復(fù)雜度低，易于實(shí)現(xiàn)。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法，包括如下步驟：

4、s1.確定落入信號(hào)接收端的接收頻帶的pim有效干擾信號(hào)；

5、s2.對(duì)pim有效干擾信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行重建，獲得重建后的pim有效干擾信號(hào)中頻信號(hào)分量；

6、s3.對(duì)接收端接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻并采樣，獲得中頻數(shù)字信號(hào)；

7、s4.將中頻數(shù)字信號(hào)與重建后的pim有效干擾信號(hào)中頻信號(hào)分量輸入自適應(yīng)濾波器，實(shí)現(xiàn)對(duì)pim干擾的抑制；自適應(yīng)濾波器執(zhí)行自適應(yīng)算法，自適應(yīng)算法包括如下步驟：

8、s40.定義參考信號(hào)及誤差信號(hào)，對(duì)參考信號(hào)及誤差信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理，獲得預(yù)濾波處理后的參考信號(hào)及誤差信號(hào)；

9、s41.基于預(yù)濾波處理后的參考信號(hào)及誤差信號(hào)獲得pim產(chǎn)物權(quán)重值更新公式；

10、s42.定義代價(jià)函數(shù)，最小化代價(jià)函數(shù)獲得濾波器抽頭權(quán)值更新公式；

11、s43.迭代更新pim產(chǎn)物權(quán)重值及濾波器抽頭權(quán)值，實(shí)現(xiàn)pim干擾信號(hào)消除。

12、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，對(duì)pim有效干擾信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行重建，具體為，采用冪級(jí)數(shù)模型利用初始發(fā)射信號(hào)上變頻前的中頻信號(hào)或基帶信號(hào)對(duì)pim有效干擾信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行重建。

13、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，參考信號(hào)為中頻數(shù)字信號(hào)，誤差信號(hào)為中頻數(shù)字信號(hào)與重建后的pim有效干擾信號(hào)中頻信號(hào)分量的差值。

14、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，對(duì)參考信號(hào)及誤差信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理，具體為：

15、

16、其中，x(i)為參考信號(hào)，e(i)為誤差信號(hào)，a為預(yù)濾波參數(shù)，l為濾波器階數(shù)，i為第i次迭代，t代表轉(zhuǎn)置運(yùn)算，為預(yù)濾波后的參考信號(hào)，為預(yù)濾波后的誤差信號(hào)。

17、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，pim產(chǎn)物權(quán)重值更新公式為：

18、

19、其中，b(i)代表pim產(chǎn)物權(quán)重值，且b(i)＝[b0(i),b1(i),...,bm(i)]t，i為第i次迭代，m代表落入接收頻帶的pim產(chǎn)物中除最低階次產(chǎn)物外，其他pim產(chǎn)物的個(gè)數(shù)，μb為步長(zhǎng)，為預(yù)濾波后的參考信號(hào)，為預(yù)濾波后的誤差信號(hào)，t代表轉(zhuǎn)置運(yùn)算。

20、作為一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，代價(jià)函數(shù)為：

21、

22、其中，λ∈(0,1]是控制算法性能的遺忘因子，|e(j,i)|為誤差信號(hào)，w(i)為濾波器抽頭權(quán)值，p表示p范數(shù)，i表示第i次迭代，j表示第i次迭代中的第j個(gè)加項(xiàng)，x(j)表示第j次迭代中的上變頻前的信號(hào)，srec(j)表示第j次迭代中的中頻數(shù)字信號(hào)，b表示各階pim產(chǎn)物的權(quán)重值；

23、濾波器抽頭權(quán)值更新公式為：

24、w(i)＝w(i-1)+k(i)[srec(i)-wt(i-1)x(i)b]；

25、其中，w(i)為濾波器抽頭權(quán)值，k(i)為增益矩陣，srec(i)代表第i次迭代中的中頻數(shù)字信號(hào)，x(i)代表第i次迭代中的上變頻前的信號(hào)，b表示各階pim產(chǎn)物的權(quán)重值。

26、第二方面，本發(fā)明提供一種無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制系統(tǒng)，包括：

27、中頻信號(hào)重建單元，采用冪級(jí)數(shù)模型利用初始發(fā)射信號(hào)的中頻信號(hào)或基帶信號(hào)對(duì)pim有效干擾信號(hào)的中頻信號(hào)進(jìn)行重建，獲得重建后的pim有效干擾信號(hào)中頻信號(hào)分量；

28、中頻數(shù)字信號(hào)獲取單元，對(duì)接收端接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻采樣，獲得中頻數(shù)字信號(hào)；

29、自適應(yīng)算法執(zhí)行單元，定義參考信號(hào)及誤差信號(hào)，對(duì)參考信號(hào)及誤差信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波處理，獲得預(yù)濾波處理后的參考信號(hào)及誤差信號(hào)；基于預(yù)濾波處理后的參考信號(hào)及誤差信號(hào)獲得pim產(chǎn)物權(quán)重值更新公式；定義代價(jià)函數(shù)，最小化代價(jià)函數(shù)獲得濾波器抽頭權(quán)值更新公式；迭代更新pim產(chǎn)物權(quán)重值及濾波器抽頭權(quán)值，實(shí)現(xiàn)pim有效干擾信號(hào)最小化。

30、第三方面，本發(fā)明提供一種無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法的應(yīng)用，大功率多通道通信系統(tǒng)應(yīng)用第一方面提供的無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法。

31、第四方面，本發(fā)明提供一種終端，包括處理器以及與處理器耦合的通信接口，處理器用于運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序或指令，以實(shí)現(xiàn)第一方面提供的無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果在于：

33、1.本發(fā)明提供的無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法，使用的算法定義了新的代價(jià)函數(shù)，新定義的代價(jià)函數(shù)避免了在計(jì)算過(guò)程中當(dāng)誤差信號(hào)趨近于0時(shí)，代價(jià)函數(shù)趨于無(wú)窮的情況，同時(shí)使得算法擁有更好的性能和更強(qiáng)的穩(wěn)定性。

34、2.本發(fā)明提供的無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法，基于坐標(biāo)下降法對(duì)兩組參數(shù)進(jìn)行迭代更新，并且每組參數(shù)在迭代中使用不同的更新公式，提升了算法性能，使得最終得到的pim重構(gòu)信號(hào)更為精確，從而可以準(zhǔn)確去除信號(hào)中的干擾分量。

35、3.本發(fā)明提供的無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法，在自適應(yīng)更新參數(shù)前加入了預(yù)濾波過(guò)程，去除了pim各階產(chǎn)物之間的相關(guān)性，降低了特征值發(fā)散程度并提高了算法的收斂速度。

36、4.采用本發(fā)明提出的無(wú)源互調(diào)干擾全數(shù)字抑制方法可以有效抑制信號(hào)傳輸過(guò)程中的pim干擾，與傳統(tǒng)的自適應(yīng)濾波方法相比擁有更好的收斂性能，可以實(shí)現(xiàn)更低的誤碼率和更高的信干比增益。