專利名稱：消除自激干擾的直放站的制作方法
消除自激干擾的直放站方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，尤其涉及同頻無線直放站中， 一種消除自激 干擾的直》文站。背景技術(shù)：
同頻無線直放站多采用雙工器進(jìn)行上下行鏈路的切換，利用前向天線接 收基站下行信號，經(jīng)過低噪聲放大器將有用的信號放大，再經(jīng)窄帶濾波器多重濾波后進(jìn)一步用功放將功率放大，由后向天線發(fā)射到移動臺；同時(shí)利用后 向天線接收移動臺上行信號，經(jīng)低噪聲放大器、窄帶濾波器、功放發(fā)射到基 站。它的優(yōu)點(diǎn)是以遠(yuǎn)低于基站投資的成本擴(kuò)大覆蓋區(qū)域，安裝條件簡平，負(fù)fe 快速擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面；提高基站的設(shè)備利用率，改善現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)的覆蓋質(zhì)量。 '但是在實(shí)際應(yīng)用中，同頻無線直放站由于前、后向天線安裝地點(diǎn)較近， 不可避免地發(fā)生耦合，如果系統(tǒng)增益太大，大于直放站前、后向天線之間的 隔離度時(shí)，直放站就會發(fā)生自激振蕩，造成基站控制信道阻塞，甚至導(dǎo)致基 站癱瘓。在同頻無線直放站系統(tǒng)中，這種反饋信號所形成的干擾源，會導(dǎo)致接收 機(jī)系統(tǒng)性能的下降，進(jìn)而使得同頻無線直放站的系統(tǒng)增益通常要比發(fā)射天線 與接收天線間的隔離度低10 15dB左右，這樣又會影響直放站系統(tǒng)的覆蓋能 力。為了提高同頻無線直放站的系統(tǒng)增益，就需要提高收發(fā)天線之間的隔離 度，這樣就與前述形成了一對矛盾，在工程應(yīng)用中通常難以實(shí)現(xiàn)。因此，為 了提高同頻無線直放站的系統(tǒng)增益，擴(kuò)大其覆蓋范圍，需要有合適的技術(shù)來 抑制或者消除反饋信號所產(chǎn)生的自激干擾。
發(fā)明內(nèi)容
'本發(fā)明的目的就是要克服上述不足，提供一種能夠自適應(yīng)地消除反饋信號所產(chǎn)生的自激干擾，減小對前、后天線高隔離度的依賴，提高系統(tǒng)增益， 增大覆蓋范圍的消除自激干擾的直放站。本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明消除自激干擾直放站，包括兩個(gè)雙工器，分別與施主天線和覆蓋天線電連接，用于在上、下行鏈路 之間切才灸；兩個(gè)放大才莫塊，置于兩個(gè)雙工器之間分別構(gòu)成上行鏈^各和下行鏈路，用于分別對上、下行信號進(jìn)行功率放大或噪聲濾除；上行鏈路和下行鏈路中均設(shè)置有抗自激模塊，用于消除所屬鏈路的射頻 信號的由即將輸出 一端的天線產(chǎn)生的自激勵(lì)成分；所述抗自激模塊包括下變頻裝置，用于將所屬鏈路中的鏈路信號從射頻信號^f各式下變頻至基 帶信號格式；自激消除模塊，用于在基帶級消除所屬鏈路中信號的自激勵(lì)成分，以輸 出消除了自激干擾的基帶信號；上變頻裝置，用于將所述消除了自激干擾的基帶信號上變頻成射頻信所述自激消除模塊包括自適應(yīng)濾波器，用于將基帶信號與空中自激干擾信號的逼近信號相減， 以獲得消除了自激干擾的基帶信號；延遲模塊，用于將消除了自激干擾的基帶信號延時(shí)以作為參考信號輸出。所述自適應(yīng)濾波器包括濾波子模塊，對下變頻裝置輸入的基帶信號和延遲模塊輸入的參考信號 進(jìn)行自適應(yīng)濾波，以產(chǎn)生所述逼近信號；信號提取子模塊，將下變頻裝置輸入的基帶信號減去所述逼近信號以產(chǎn) 生所述消除了自激干擾的基帶信號輸出至上變頻裝置和延遲模塊。所述基帶信號可為多載波信號或?qū)拵盘?。具體地，所述下變頻裝置包括模擬下變頻器，用于將所屬鏈路中的鏈路信號混頻至模擬格式的中頻信號；自動衰減模塊，用于基于衰減控制值衰減所述中頻信號； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將衰減后的中頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式； 數(shù)字下變頻器，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字中頻信號下變頻至基帶信號；衰減控制模塊，用于基于所述延遲模塊獲得的參考信號的能量計(jì)算所述 衰減控制值。而所述上變頻裝置包括數(shù)字上變頻器，用于將自激消除模塊中的信號提取子模塊輸出的基帶信號上變頻成數(shù)字中頻信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將數(shù)字上變頻器輸出的中頻信號轉(zhuǎn)換為模擬格式；模擬上變頻器，用于將所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的信號上變頻成射頻格式。 所述放大模塊為低噪聲放大器或功率放大器。上行鏈路和/或下行鏈路中，可以設(shè)有兩個(gè)放大才莫塊，分別置于該鏈路中 抗自激模塊的前后。所述自激消除模塊與所述衰減控制模塊共同集成于同一FPGA或DSP芯 片中。所述數(shù)字下變頻器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以分別使用專用芯片實(shí)現(xiàn)，也 可以使用 一 片有模數(shù)轉(zhuǎn)換器及數(shù)字下變頻功能的專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可以是數(shù) 字下變頻在FPGA芯片或DSP芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)而模數(shù)轉(zhuǎn)換器仍使用專用芯片實(shí) 現(xiàn)。所述數(shù)字上變頻器與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以分別使用專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可 以使用一片同時(shí)有數(shù)字上變頻及數(shù)模轉(zhuǎn)換器功能的專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可以是 數(shù)字上變頻在FPGA芯片或DSP芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)而數(shù)模轉(zhuǎn)換器仍使用專用芯片。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明使用簡單的低成本的基 帶反饋技術(shù)從基帶獲取參考信號，使同頻無線直放站系統(tǒng)能夠有效地自適應(yīng) 消除反饋信號所產(chǎn)生的自激干擾，減小對前、后向天線隔離度的需求，提高 系統(tǒng)增益，增大直放站的覆蓋范圍。
圖1為本發(fā)的原理框圖；圖2為本發(fā)明所采用的抗自激模塊的原理框圖，其中模擬下變頻器和模 擬上變頻部分未示出。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn) 一 步的i兌明圖l中，本發(fā)明消除自激干擾的直放站，由DT端雙工器ll、下行放大 模塊12, 14、下行抗自激模塊13、 MT端雙工器15構(gòu)成下行鏈路；由MT 端雙工器15、上行放大模塊22， 24、上行抗自激沖莫塊23和DT端雙工器11 共同構(gòu)成上行鏈路。上行或下行放大模塊12， 14可為功率放大模塊、低噪聲放大模塊等公知 的用于信號放大的設(shè)備。下行鏈路中，施主天線(未圖示)從空中耦合到基站的射頻信號，經(jīng) DT端雙工器11進(jìn)入低噪聲放大模塊12,在低噪聲放大模塊12中濾除信號 的噪聲后，進(jìn)入抗自激模塊13，消除其中覆蓋天線(未圖示)自激勵(lì)的成分 后，再經(jīng)過功率放大模塊14進(jìn)行放大后，即可經(jīng)MT端雙工器15由覆蓋天 線將射頻信號重發(fā)至移動臺。同理，上行鏈路中，覆蓋天線耦合到的上行信號經(jīng)MT端雙工器15進(jìn) 入低噪聲放大模塊22濾波噪聲后，進(jìn)入抗自激模塊23消除自激勵(lì)成分，再 經(jīng)功率放大模塊24進(jìn)行放大后，即可經(jīng)DT端雙工器11由施主天線將射頻 信號傳輸至基站。所述的抗自激模塊13, 23,用于消除所屬鏈路信號的自激勵(lì)成分，該模 塊在內(nèi)部通過對輸出的消除了自激信號的基帶信號進(jìn)行反饋延遲獲得參考信 號，通過自適應(yīng)濾波算法，根據(jù)輸入的基帶級鏈路信號和參考信號進(jìn)行自適 應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)算，從而獲得空中自激反饋信號的逼近信號，然后再從輸入的基帶 級鏈路信號中減去這個(gè)逼近信號，從而獲得消除了自激反饋信號的基帶信號，此基帶信號可以是寬帶信號也可以是多載波信號，再對此基帶信號進(jìn)行 上變頻至射頻信號后，便完成了其抗自激過程；同時(shí)對此基帶信號進(jìn)行延遲后反饋?zhàn)鳛樯鲜鰠⒖夹盘?。結(jié)合圖1和圖2，具體地說，所迷抗自激模塊13， 23包括下變頻裝置、自激消除模塊34以及上變頻裝置。所述下變頻裝置，用于將所屬鏈路中的鏈路信號從射頻信號格式下變頻 至基帶信號格式，如圖1和圖2所示，每個(gè)抗自激模塊13, 23的下變頻裝置 由一個(gè)模擬下變頻器(見下行鏈路中的131;上行鏈路中的231)和一個(gè)自動 衰減模塊31 ， 一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器32以及一個(gè)數(shù)字下變頻器33組成所述模擬下變頻器131， 231,用于將所屬鏈路(上行鏈路和下行鏈路) 中的射頻鏈路信號分別混頻至模擬格式的中頻信號，此中頻信號可以是寬帶 信號，也可以是經(jīng)過選頻的多載波信號。上/下行鏈路中，模擬下變頻器 131/231接受上/下行低噪聲放大器12/22的射頻信號的輸入，進(jìn)行混頻，并 最終輸出模擬的中頻信號至用于處理下行信號衰減的自動衰減模塊31;所述自動衰減模塊31，用于基于衰減控制值衰減中頻鏈路信號。自動衰 減模塊31與模擬下變頻器13/23直接電性連接，接受上行/下行鏈路的中頻信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器32用于將衰減后的中頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，也即，模數(shù) 轉(zhuǎn)換器32與自動衰減模塊31電性連接，將衰減后的上/下行信號進(jìn)行模數(shù)采 樣，成為數(shù)字格式的中頻信號；數(shù)字下變頻器33，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器32輸出的數(shù)字中頻信號下變頻至 基帶信號。數(shù)字下變頻器33與模數(shù)轉(zhuǎn)換器電性連接32,將模數(shù)轉(zhuǎn)換器32傳輸來的上/下行信號下變頻至數(shù)字基帶信號；衰減控制模塊30,與自動衰減模塊31電性連接，用于基于基帶級的參 考信號計(jì)算衰減值并同時(shí)輸出至自動衰減模塊31。衰減控制模塊30根據(jù)從 通過基帶反饋獲得的數(shù)字參考基帶信號進(jìn)行能量計(jì)算，根據(jù)得到的能量值產(chǎn) 生合適的衰減控制值，輸出控制信號，從而控制自動衰減模塊。所述自激消除模塊34,用于在基帶級消除所屬鏈路中鏈路信號的自激勵(lì)成分，以輸出消除了自激干擾信號的基帶信號，其具體包括自適應(yīng)濾波器340和用于產(chǎn)生基帶反饋參考信號的延遲模塊341:自適應(yīng)濾波器340，處理兩步驟的工作，其一，通過自適應(yīng)濾波算法， 根據(jù)數(shù)字下變頻器33輸入的基帶級鏈路信號和基帶反饋參考信號產(chǎn)生模塊 341輸出的參考信號進(jìn)行自適應(yīng)實(shí)時(shí)運(yùn)算，從而獲得空中自激反饋信號的逼 近信號，此一部分的功能可由更具體的濾波子模塊(未圖示)單獨(dú)實(shí)現(xiàn)；其 二，再從數(shù)字下變頻器33輸入的基帶級鏈路信號中減去這個(gè)逼近信號，從而 獲得消除了自激反饋信號的基帶信號，該基帶信號可以是多載波信號也可以 是寬帶信號，此一部分則可單獨(dú)由一信號提取子模塊(未圖示)實(shí)現(xiàn)；自適 應(yīng)濾波器340由其濾波子模塊與下述的延遲模塊341電性連接，接受其中基 帶級的參考信號的輸入，同時(shí)自適應(yīng)濾波器340還由其信號提取子模塊與數(shù) 字上變頻器35連接，將獲得的消除了自激反饋信號的基帶信號輸出到數(shù)字上 變頻器35;延遲模塊341，將自適應(yīng)濾波器340的信號提取子模塊輸出的消除了自 激反饋信號的待傳輸基帶信號經(jīng)過適當(dāng)延遲后作為參考信號，并將此參考信 號反饋給自適應(yīng)濾波器340和輸出給衰減控制模塊30;此基帶反饋技術(shù)直接 在自激消除模塊34內(nèi)部產(chǎn)生，簡單、成本低，有利于直放站的實(shí)現(xiàn)；上變頻裝置，用于將由所述自激消除模塊34處理后輸出的基帶信號上 變頻成射頻信號。如圖1和圖2所示，在第一個(gè)鏈路中，所述上變頻裝置包 括數(shù)字上變頻器35、數(shù)模轉(zhuǎn)換器36和模擬上變頻器132/232。所述數(shù)字上變頻器35,與所述自激消除模塊34的自適應(yīng)濾波器340電 性連接，用于將自激消除模塊34輸出的基帶信號上變頻成數(shù)字中頻信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器36,與所述數(shù)字上變頻器35電性連接，用于將數(shù)字上變頻 器35輸出的中頻信號轉(zhuǎn)換為模擬格式；模擬上變頻器132， 232,與數(shù)模轉(zhuǎn)換器36電性連接，用于將所述數(shù)模 轉(zhuǎn)換器36輸出的信號上變頻成射頻格式。在本發(fā)明的抗自激模塊13， 23中，所述自激消除模塊34與所述衰減控 制模塊30可同時(shí)集成在一塊FPGA或DSP芯片中；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器32和所述數(shù)字下變頻器33可以分別采用專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可以使用 一 片有模數(shù)釆樣及數(shù)字下變頻功能的專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可以是數(shù)字下變頻器33在FPGA芯片或DSP芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)而模數(shù)轉(zhuǎn)換器32仍采用專用芯片實(shí)現(xiàn)。同理，所述數(shù)字上變頻器35和數(shù)模轉(zhuǎn)換器36可以分別使用專用芯片實(shí) 現(xiàn)，也可分開實(shí)現(xiàn)，數(shù)字上變頻器35還可由FPGA或DSP芯片實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明克服了直放站中由于自激勵(lì)信號產(chǎn)生的缺陷，間接提高了直放站 的覆蓋范圍，適用于GSM/CDMA/CDMA2000/WCDMA等體制的直放站系 統(tǒng)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)還可以應(yīng)用于TD-SCDMA直放站系統(tǒng)和數(shù)字電視等系 統(tǒng)。同時(shí)該發(fā)明采用簡單、低成本的參考信號基帶反饋獲取技術(shù)，便于直放 站的實(shí)現(xiàn)。 '本發(fā)明始終以敘述性的方式進(jìn)行描述，其中所使用的術(shù)語意在描述而非 限制。根據(jù)以上的描述，可以對本發(fā)明做許多進(jìn)一步的修改，也可以4艮據(jù)實(shí) 際需要做許多變化。因此，在附加的權(quán)利要求范圍內(nèi)，本發(fā)明可以對所具體 描述的實(shí)施例采用各種不同的實(shí)現(xiàn)方式。
權(quán)利要求
1. 一種消除自激干擾直放站，包括兩個(gè)雙工器，分別與施主天線和覆蓋天線電連接，用于在上、下行鏈路之間切換；兩個(gè)放大模塊，置于兩個(gè)雙工器之間分別構(gòu)成上行鏈路和下行鏈路，用于分別對上、下行信號進(jìn)行功率放大或噪聲濾除；其特征在于上行鏈路和下行鏈路中均設(shè)置有抗自激模塊，用于消除所屬鏈路的射頻信號的由即將輸出一端的天線產(chǎn)生的自激勵(lì)成分；所述抗自激模塊包括下變頻裝置，用于將所屬鏈路中的鏈路信號從射頻信號格式下變頻至基帶信號格式；自激消除模塊，用于在基帶級自適應(yīng)消除所屬鏈路中信號的自激勵(lì)成分，以輸出消除了自激干擾的基帶信號；上變頻裝置，用于將所述消除了自激干擾的基帶信號上變頻成射頻信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除自激干擾的直放站，其特征在于所述自 激消除模塊包括自適應(yīng)濾波器，用于將基帶信號與空中自激干擾信號的逼近信號相減， 以獲得消除了自激干擾的基帶信號；延遲模塊，用于將消除了自激干擾的基帶信號延時(shí)以作為參考信號輸出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的消除自激干擾的直放站，其特征在于所述自 適應(yīng)濾波器包括濾波子模塊，對下變頻裝置輸入的基帶信號和延遲模塊輸入的參考信號進(jìn)行自適應(yīng)濾波，以產(chǎn)生所述逼近信號；信號提取子模塊，將下變頻裝置輸入的基帶信號減去所述逼近信號以產(chǎn) 生所述消除了自激千擾的基帶信號輸出至上變頻裝置和延遲模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的消除自激干擾的直放站，其特征在于所述 基帶信號可為多載波信號或?qū)拵盘枴?br> 5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的消除自激干擾的直放站，其 特征在于所述下變頻裝置包括模擬下變頻器，用于將所屬鏈路中的鏈路信號混頻至模擬格式的中頻信號；自動衰減模塊，用于基于衰減控制值衰減所述中頻信號； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將衰減后的中頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式；數(shù)字下變頻器，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字中頻信號下變頻至基帶信號；衰減控制模塊，用于基于所述延遲模塊獲得的參考信號的能量計(jì)算所述 衰減控制值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的消除自激干擾的直放站，其特征在于所述上 變頻裝置包括數(shù)字上變頻器，用于將自激消除模塊中的信號提取子模塊輸出的基帶信 號上變頻成數(shù)字中頻信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將數(shù)字上變頻器輸出的中頻信號轉(zhuǎn)換為模擬格式； 模擬上變頻器，用于將所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的信號上變頻成射頻格式。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除自激干擾直放站，其特征在于所述放 大模塊為低噪聲放大器或功率放大器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的消除自激干擾直放站，其特征在于上行鏈 路和/或下行鏈路中，設(shè)有兩個(gè)》丈大模塊，分別置于該鏈路中抗自激沖莫塊的前后。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的消除自激干擾的直放站，其特征在于所述 自激消除模塊與所述衰減控制模塊共同集成于同一 FPGA或DSP芯片中。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的消除自激干擾的直放站，其特征在于所述 數(shù)字下變頻器與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以分別使用專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可以使用一 片有模數(shù)轉(zhuǎn)換器及數(shù)字下變頻功能的專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可以是數(shù)字下變頻在 FPGA芯片或DSP芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)而模數(shù)轉(zhuǎn)換器仍使用專用芯片實(shí)現(xiàn)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的消除自激千擾的直放站，其特征在于所 述數(shù)字上變頻器與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以分別使用專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可以使用 一片同時(shí)有數(shù)字上變頻及數(shù)模轉(zhuǎn)換器功能的專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可以是數(shù)字上 變頻在FPGA芯片或DSP芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)而數(shù)模轉(zhuǎn)換器仍使用專用芯片。
全文摘要
本發(fā)明公開一種消除自激干擾的直放站，主要在其上、下行鏈路中，設(shè)置抗自激模塊，該抗自激模塊包括下變頻裝置，用于將所屬鏈路中的鏈路信號從射頻信號格式下變頻至基帶信號格式；自激消除模塊，用于在基帶級自適應(yīng)消除所屬鏈路中鏈路信號的自激勵(lì)成分，以輸出消除了自激干擾信號的基帶信號；上變頻裝置，用于將所述消除了自激干擾信號的基帶信號上變頻成射頻信號。本發(fā)明能使同頻無線直放站有效地自適應(yīng)消除反饋信號所產(chǎn)生的自激干擾，減小對前、后向天線隔離度的需求，提高系統(tǒng)增益，增大直放站的覆蓋范圍，適用于GSM/CDMA/CDMA2000/WCDMA等體制；同時(shí)該發(fā)明采用簡單、低成本的參考信號基帶反饋獲取技術(shù)，便于直放站的實(shí)現(xiàn)。
文檔編號H04B1/10GK101277480SQ20071002734
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者劉志敏, 羅漫江, 賴文強(qiáng) 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司