專利名稱：一種降低無線直放站天線隔離度要求的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種降低無線直放站天線隔離度要求的裝置及方法，具體涉及一種消除 直放站重發(fā)天線反饋到施主天線的干擾，防止直放站自激的裝置。
背景技術(shù)：
無線直放站作為直放站的基礎(chǔ)產(chǎn)品，已經(jīng)應(yīng)用多年，價格便宜是其主要優(yōu)勢，但是 無線直放站存在的一些問題使得其優(yōu)勢大打折扣，如設(shè)備自激，此問題對直放站安裝工 程要求極高。通常工程應(yīng)用條件下，要求增益余量GM (隔離-增益)至少為15dB。
如果施主天線和覆蓋天線安裝于一個抱桿上，有限空間無法保證足夠的物理隔離， 每個直放站有多個信號回饋路徑，主要路徑一般是施主天線和覆蓋天線直接的回饋，周 邊環(huán)境的變化使回饋路徑變化，汽車和搖擺的樹都會對回饋路徑產(chǎn)生影響，很難通過改 變天線的方向而過濾掉回饋的信號。上述情況導致很難保證15 dB或者更好的增益余量 GM這樣一個結(jié)果。這樣通常只能通過采用物理方式增加隔離度，增大天線之間的距離， 采用兩天線夾角(施主與重發(fā)己定用處不大)，采用隔離網(wǎng)、減小設(shè)備增益(不可取) 等方式解決。
綜上所述，釆用傳統(tǒng)方式的無線直放站，在應(yīng)用場合和施工方面均有著難以克服的 困難，而且通常工程附加成本也比較高。為此需要研究采用數(shù)字處理技術(shù)提高無線直放 站增益的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決無線直放站隔離度要求的問題，本發(fā)明提出一種降低無線直放站隔離度要求 的裝置，該裝置包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC、數(shù)字上變頻單元DUC、 數(shù)字下變頻單元DDC、干擾消除處理單元以及自適應(yīng)算法單元。直放站接收的射頻信 號經(jīng)前端模擬射頻裝置(低噪放大器及混頻單元)變?yōu)橹蓄l模擬信號，中頻模擬信號經(jīng) 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC及數(shù)字下變頻單元DDC轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號，數(shù)字基帶信號進入干 擾消除處理單元，對干擾信號的參考信號(輸出信號的采樣)以一定長度的復系數(shù)進行 濾波，得到干擾信號的估計信號。接收的數(shù)字基帶信號減去干擾信號的估計信號得到輸 出的數(shù)字基帶信號，經(jīng)過數(shù)字上變頻單元DUC轉(zhuǎn)換為中頻數(shù)字信號，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元 DAC轉(zhuǎn)換后輸出中頻模擬信號到后端模擬射頻裝置(混頻單元及功率放大器)。同時，本發(fā)明還提出一種一種降低無線直放站隔離度要求的方法，該方法包括-步驟l，直放站接收的射頻信號經(jīng)前端模擬射頻裝置變?yōu)橹蓄l模擬信號，含有干擾的中頻模擬信號經(jīng)模數(shù)變換單元ADC后得到中頻數(shù)字信號，中頻數(shù)字信號通過數(shù)字上變頻單元DDC進行數(shù)字下變頻后得到各頻段的數(shù)字基帶信號；步驟2，自適應(yīng)數(shù)字信號處理，針對選中的頻點所對應(yīng)的數(shù)字基帶信號，把輸入的數(shù)字基帶信號和輸出的數(shù)字基帶信號由干擾消除單元按一定的方式輸入到自適應(yīng)算法 單元，經(jīng)過自適應(yīng)算法處理后得到一定數(shù)量和長度的數(shù)字濾波器系數(shù)，自適應(yīng)算法模塊把得到的數(shù)字濾波器系數(shù)回傳給干擾消除處理單元；步驟3，數(shù)字濾波，干擾消除處理單元利用得到的數(shù)字濾波器系數(shù)對干擾信號的參 考信號進行濾波，輸出干擾信號的估計信號，干擾消除處理單元從輸入信號中減去干擾 信號的估計信號，從而得到有用的輸入信號輸出；步驟4，信號轉(zhuǎn)換和發(fā)送，從干擾消除處理單元輸出的數(shù)字基帶信號，經(jīng)數(shù)字上變 頻單元DUC變換為所設(shè)定頻段的數(shù)字中頻信號，然后由數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC進行數(shù)模轉(zhuǎn) 換為中頻模擬信號輸出到模擬射頻裝置。本發(fā)明利用軟件無線電原理，采用數(shù)字信號處理技術(shù)，能夠大幅度地降低無線直放 工程安裝對隔離度的要求，從而增大直放站增益，擴大無線直放站覆蓋范圍。


圖1為本發(fā)明降低無線直放站天線隔離度要求的裝置的構(gòu)架圖。 圖2為本發(fā)明內(nèi)部算法模塊示意圖。
具體實施方式
參見圖l，圖中示出了本發(fā)明所提出的降低無線直放站隔離度要求的裝置，直放站 接收的射頻信號經(jīng)前端模擬射頻裝置(低噪放大器及混頻單元)變?yōu)橹蓄l模擬信號，中 頻模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC及數(shù)字下變頻單元DDC轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號，數(shù)字基 帶信號進入干擾消除處理單元，對干擾信號的參考信號(輸出信號的采樣)以一定長度 的復系數(shù)進行濾波，得到干擾信號的估計信號。接收的數(shù)字基帶信號減去干擾信號的估 計信號得到輸出信號，經(jīng)過數(shù)字上變頻單元DUC轉(zhuǎn)換為中頻數(shù)字信號，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換單 元DAC轉(zhuǎn)換后輸出中頻模擬信號到后端模擬射頻裝置(混頻單元及功率放大器)。本發(fā)明裝置降低隔離度要求的算法由干擾消除處理單元和自適應(yīng)算法單元完成。在 不滿足傳統(tǒng)無線直放站隔離度要求的情況下，接收的射頻信號中包含有直放站重發(fā)天線反饋到施主天線的信號。
本發(fā)明裝置的工作流程如下
步驟l:信號獲取和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。直放站接收的射頻信號經(jīng)前端模擬射頻裝置變?yōu)橹?頻模擬信號，含有干擾的中頻模擬信號經(jīng)模數(shù)變換單元ADC后得到中頻數(shù)字信號，中 頻數(shù)字信號通過數(shù)字上變頻單元DDC進行數(shù)字下變頻后得到各頻段的數(shù)字基帶信號。 此后對于每一頻段的數(shù)字基帶信號，分別利用圖2所示方法進行處理。
步驟2:自適應(yīng)數(shù)字信號處理。針對任何一個選中的頻點對應(yīng)的數(shù)字基帶信號，把 輸入的數(shù)字基帶信號和輸出的數(shù)字基帶信號由干擾消除單元按一定的方式(如輸入的數(shù)
字基帶信號I、 Q兩路和輸出的數(shù)字信號I、 Q兩路交織)輸入到自適應(yīng)算法單元，經(jīng)過
自適應(yīng)算法處理后得到一定數(shù)量和長度的數(shù)字濾波器系數(shù)。自適應(yīng)算法單元把得到的濾 波器系數(shù)回傳給干擾消除處理單元。憑借此數(shù)字濾波器系數(shù)，干擾消除處理單元在內(nèi)部 生成數(shù)字濾波器對信號進行處理。
步驟3:數(shù)字濾波。干擾消除處理單元利用前一步驟得到的數(shù)字濾波器系數(shù)對干擾
信號的參考信號進行濾波。實際設(shè)計中釆用可編程器件PLD進行數(shù)字濾波，由于PLD 的可實時編程特性，干擾消除處理單元可以實時的處理多種類型的信號。對于擾消除處 理單元而言，參考信號取自于輸出信號的采樣信號。濾波器的輸出為干擾信號的估計信
號。干擾消除處理單元從輸入信號中減去干擾信號的估計信號，從而得到輸出的數(shù)字基 帶信號
步驟4:信號轉(zhuǎn)換和發(fā)送。從干擾消除處理單元輸出的數(shù)字基帶信號，經(jīng)數(shù)字上變
頻單元DUC變換為所設(shè)定頻段的中頻數(shù)字信號，然后由DAC進行數(shù)模轉(zhuǎn)換變換后輸出 到本發(fā)明裝置后的模擬射頻裝置。
其他頻段的信號處理方式與上述過程相同。對于各頻段的信號，其干擾對消處理單 元是并行處理的。各頻段基帶數(shù)據(jù)采用分時復用方式進入自適應(yīng)算法單元。各頻段的經(jīng) 自適應(yīng)算法得到的濾波器系數(shù)也是采用分時復用方式傳入干擾消除處理單元。
對于頻分雙工方式制式的直放站，上下行信號同時處理。數(shù)據(jù)和系數(shù)也是采取上述 時分復用方式。
權(quán)利要求
1、一種降低無線直放站隔離度要求的裝置，其特征在于，該裝置包括模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC、數(shù)字上變頻單元DUC、數(shù)字下變頻單元DDC、干擾消除處理單元以及自適應(yīng)算法單元；直放站接收的射頻信號經(jīng)前端模擬射頻裝置變?yōu)橹蓄l模擬信號，中頻模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元ADC及數(shù)字下變頻單元DDC轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號，數(shù)字基帶信號進入干擾消除處理單元，對干擾信號的參考信號以一定長度的復系數(shù)進行濾波，得到干擾信號的估計信號；接收的數(shù)字基帶信號減去干擾信號的估計信號得到輸出的數(shù)字基帶信號，經(jīng)過數(shù)字上變頻單元DUC轉(zhuǎn)換為中頻數(shù)字信號，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC轉(zhuǎn)換后輸出中頻模擬信號到后端模擬射頻裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的直放站接收的射頻信號包括直 放站重發(fā)天線反饋到施主天線的信號。
3、 一種降低無線直放站隔離度要求的方法，其特征在于該方法包括步驟l，直放站接收的射頻信號經(jīng)前端模擬射頻裝置變?yōu)橹蓄l模擬信號，含有干擾 的中頻模擬信號經(jīng)模數(shù)變換單元ADC后得到中頻數(shù)字信號，中頻數(shù)字信號通過數(shù)字上 變頻單元DDC進行數(shù)字下變頻后得到各頻段的數(shù)字基帶信號；步驟2，自適應(yīng)數(shù)字信號處理，針對選中的頻點所對應(yīng)的數(shù)字基帶信號，把輸入的 數(shù)字基帶信號和輸出的數(shù)字基帶信號由干擾消除單元按一定的方式輸入到自適應(yīng)算法 單元，經(jīng)過自適應(yīng)算法處理后得到一定數(shù)量和長度的數(shù)字濾波器系數(shù)，自適應(yīng)算法模塊 把得到的數(shù)字濾波器系數(shù)回傳給干擾消除處理單元；步驟3，數(shù)字濾波，干擾消除處理單元利用得到的數(shù)字濾波器系數(shù)對干擾信號的參 考信號進行濾波，輸出干擾信號的估計信號，干擾消除處理單元從輸入信號中減去干擾 信號的估計信號，從而得到輸出的數(shù)字基帶信號；步驟4，信號轉(zhuǎn)換和發(fā)送，從干擾消除處理單元輸出的數(shù)字基帶信號，經(jīng)數(shù)字上變 頻單元DUC變換為所設(shè)定頻段的數(shù)字中頻信號，然后由數(shù)模轉(zhuǎn)換單元DAC進行數(shù)模轉(zhuǎn) 換為中頻模擬信號輸出到模擬射頻裝置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，數(shù)字基帶信號采用分時復用方式進 入自適應(yīng)算法單元。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，經(jīng)自適應(yīng)算法單元得到的濾波器系 數(shù)采用分時復用方式輸入到干擾消除處理單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低無線直放站隔離度要求的裝置，包括ADC、DAC、DUC、DDC、干擾消除處理單元以及自適應(yīng)算法單元；直放站接收的射頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l模擬信號后經(jīng)ADC及DDC轉(zhuǎn)換為數(shù)字基帶信號，數(shù)字基帶信號進入干擾消除處理單元，對干擾信號的參考信號以一定長度的復系數(shù)進行濾波，得到干擾信號的估計信號；接收的數(shù)字基帶信號減去干擾信號的估計信號得到輸出的數(shù)字基帶信號，經(jīng)過DUC轉(zhuǎn)換為中頻數(shù)字信號，經(jīng)DAC轉(zhuǎn)換后輸出。本發(fā)明還提出一種降低無線直放站隔離度要求的方法。本發(fā)明利用軟件無線電原理，采用數(shù)字信號處理技術(shù)，能大幅度降低無線直放工程安裝對隔離度的要求，從而增大直放站增益，擴大無線直放站覆蓋范圍。
文檔編號H04B7/155GK101409581SQ20081017241
公開日2009年4月15日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月7日
發(fā)明者劉永飄, 鳴 雷, 濤 黃 申請人:武漢虹信通信技術(shù)有限責任公司