CN101001461A - 载波信号抑制方法及载波信号抑制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种载波信号抑制方法，包括如下步骤：首先，产生与存在于本小区的干扰信号同频的干扰抑制信号，向空中发射；其次，移动台开机搜索广播信道，搜索到最高功率的信号，尝试读取其频率校正信道，若读取失败，移动台继而重新搜索与干扰抑制信号不同频率的次功率信号，即可获得本小区内的正常覆盖信号。此外，还公开了一种载波信号抑制器，包括：信号发生器，用于产生与干扰信号同频的干扰抑制信号；功率放大器，用于放大干扰抑制信号；天线单元，用于发射干扰抑制信号。与传统技术相比，本发明能有效地抑制邻近小区信号对本小区信号的干扰，消除误漫游的情况，使边缘小区的通信更加高效，改善网络运营情况。

Description

载波信号抑制方法及载波信号抑制器

【技术领域】

本发明涉及移动通信的干扰信号处理，尤其涉及一种载波信号抑制方法和一种载波信号抑制器。

【背景技术】

随着GSM移动客户的增多，空间网络覆盖也日益复杂。通信设备在通信的过程中很容易受其他非正常覆盖信号的干扰。通信设备会以功率强弱为顺序不断搜寻小区内的广播信道(BCH)。当通信设备所处的覆盖区域处于小区边缘的时候，由于本小区信号强度趋于最小，而邻近小区的信号有逐渐增强的趋势，相邻两个小区之间的信号交叉存在，彼强此弱，因此，通信设备就容易发生越区切换(误漫游)的现象。误漫游致使移动台反复切换不同信道或直接登陆附近小区的信道，导致网络运营困难，网络管理混乱，也为用户带来了费用上的困扰。这种现象在网络覆盖小区边延附近时有发生。

另外，处于某些保密的场所，也需要对某些信号进行屏蔽以便阻止机密信息泄漏。目前，在一些需要保密的场所使用的全频信号抑制器能够阻止全频段信号的正常通信。但是，这种阻止将使所有使用该频段的通信中断，不能有选择的仅仅抑制不需要的信号。

当本小区的移动台误漫游到其他小区时，或当在某些特定区域，希望移动台登陆到指定信道时，就需要能有一种设备有针对性地抑制不需要的干扰信号，滤除出正常信号，使移动台正常登陆指定的信道。所以，这些场合亟待能有一种通信方案解决此类问题。

【发明内容】

本发明的第一目的就是要克服上述不足，提供一种能利用低功耗消除空间无用信号或其它干扰信号，以保证正常信号覆盖区域正常通信的载波信号抑制方法。

本发明的另一目的是为了提供一种由第一目的所述的载波信号抑制方法实现的载波信号抑制器。

本发明的第一目的是通过如下技术方案实现的：

本发明载波信号抑制方法，用于抑制GSM通信系统外的干扰信号，包括如下步骤：

首先，产生与存在于本小区的干扰信号同频的干扰抑制信号，不断向空中发射；

其次，移动台开机搜索广播信道，搜索到最高功率的信号，尝试读取其频率校正信道，若读取失败，则搜索到的最高功率信号为干扰抑制信号，移动台重新搜索与干扰抑制信号不同频率的次功率信号，即可获得本小区内的正常覆盖信号。

根据本发明的第一实施例所揭示的内容，干扰抑制信号可以点频源的方式产生，此时，干扰抑制信号的功率应于正常覆盖信号的功率20dB左右。

根据本发明的第二实施例所揭示的内容，所述干扰抑制信号可以扫频源的方式产生，此时，其扫频带即滤波通带为200KHz为宜。扫频源产生的干扰抑制信号可时分复用，如此，时分复用的干扰抑制信号可合路输出至同一功率放大器进行功率放大。并且，所述干扰抑制信号的扫频周期利用如下公式确定：

T≥D+(n-1)τ

其中，T为扫频源周期，D为滤波时的时延，n为载波个数，τ为延时量。

此外，由扫频源产生的干扰抑制信号，需对其进行滤波、滤除其噪声或其它干扰信号，选定与非本小区正常覆盖信号相同的频率，并进行功率放大后方能输出。

应用在蜂窝小区中，所述干扰抑制信号采用定向的方式输出为宜，如此可减弱本发明干扰抑制信号对其它邻近小区的正常通信信号的干扰。

本发明的另一目是基于第一目的的方法，通过采取如下技术方案实现的：

本发明载波信号抑制器，包括：

信号发生器，用于产生与所属小区的干扰信号同频的干扰抑制信号；

功率放大器，用于对所述干扰抑制信号进行功率放大；

天线单元，用于发射所述干扰抑制信号对所述干扰信号即非正常通信信号实施干扰；

根据本发明第一实施例所揭示的内容，所述信号发生器可为点频源信号发生器，典型地，采用锁相源作为点频源信号发生器。此时，所述信号发生器个数与载波个数相对应形成一载波链路。

根据本发明第二实施例所揭示的内容，所述信号发生器为扫频源信号发生器。该扫频源信号发生器包括相互电性连接的三角波发生器和压控振荡器，由压控振荡器输出信号。

此外，载波信号抑制器还增设滤波装置，用于在信号发生器与功率放大器之间对干扰抑制信号进行滤波。

具体而言，所述滤波装置包括依次电性连接中频滤波器、中频放大器、上变频器和射频滤波器，其中：

中频滤波器，用于对中频干扰抑制信号滤波；

中频放大器，用于对滤波后的干扰抑制信号进行放大；

上变频器，用于对中频放大后的信号上变频至射频；

射频滤波器，用于对上变频后的射频信号进行滤波并输出。

同理，可以在同一载波链路中采用一个扫频源信号发生器、一个滤波装置以及一个功率放大器。

利用扫频源的频率不断变化的特性，多个载波链路也可以采用同一个信号发生器产生信号。

特别地，也可以对应不同的载波个数，应用时分复用原理，采用多个滤波装置个数，分别通过延时器与信号发生器电性连接，接受所述信号发生器的输入，并输出至同一功率放大器。其中，滤波装置的滤波通带为200KHz。而干扰抑制信号的扫频周期由如下公式确定：

T≥D+(n-1)τ

其中，T为扫频源周期，D为滤波时的时延，n为载波个数，τ为延时量。

此外，本发明还包括信号检测单元，用于检测小区内所有信号的频率，对于采用点频源信号发生器产生干扰抑制信号的情况，其设有与所述信号发生器电性连接的接口以供设置信号发生器的频率参数；而对于采用扫频源信用发生器的情况，则其与所述滤波装置电性连接，通过设置滤波装置的选频参数达到选定频率的目的。

更佳地，所述天线单元宜采用定向天线，以降低对邻近小区的影响。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：本发明能有效地抑制邻近小区信号对本小区信号的干扰，消除误漫游的情况，使边缘小区的通信更加高效，使网络运营情况进一步改善。

【附图说明】

图1为本发明第一实施例的原理示意图；

图2为本发明第一实施例所采用的锁相源的原理示意图；

图3为本发明第二实施例的原理示意图；

图4为本发明第二实施例所采用的扫频源的原理示意图；

图5为本发明滤波装置的原理示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

图1和图2揭示了本发明的第一实施例，图1中，本发明包括依次电性连接的信号发生器1、功率放大器3和天线单元4。

所述信号发生器1采用如图2所示的点频源的锁相环电路，众所周知地，锁相环包括鉴相器PD、环路低通滤波器LF和压控振荡器VCO，鉴相器PD用于比较输入和输出信号的相位差，输出一不断调整的电压，环路低通滤波器LF对由鉴相器PD输入的信号进行平均滤波，去除无用信号，获得平均直流误差信号后输出至压控振荡器VCO，压控振荡器VCO的振荡频率随电压的变化而变化，并输出一路信号作用于鉴相器PD，使鉴相器PD不断调相， 达致恒定的频点后最终锁定环路，如此，压控振荡器VCO输出的信号即为恒定点频源信号。

如图1所示，信号发生器预设有来自邻近小区的干扰信号的频率参数，干扰抑制信号由点频源信号发生器1产生后，由所述功率放大器3进行信号放大至适当的功率后，经天线单元4输出至本小区的空间实施对干扰信号即非本小区的信号的干扰。较佳地，要求所述干扰抑制信号的功率被放大至大于非本小区信号20dB左右方能达到GSM信号抗干扰的上限功率。

在本实施例中，由于点频源产生的信号是固定频率信号，因此，对于存在多个不同载波信号的小区，可由同一信号发生器1产生多组干扰抑制信号分别输出。

如此，移动台(未图示)开机后，首先搜索小区内的广播信道(BCH)，搜索到的最强的信号不再是非本小区尤其是邻近小区的干扰信号，而是由所述信号发生器1产生的干扰抑制信号，于是，移动台调整频率与所述干扰抑制信号同步并接续，继而尝试读取干扰抑制信号的频率校正信道(FCCH)，而干扰抑制信号并不存在此信道，此时，读取失败。由于干扰抑制信号与外界干扰信号同频，于是，移动台丢弃与干扰抑制信号同频的所有信号，重新搜索其它广播信道，此时，将读取到正确的本小区的正常覆盖信号，避免误漫游的现象出现，达到抑制邻近小区的干扰信号的目的。

图3、图4和图5进一步揭示了本发明的第二实施例，其与第一实施例的最大区别在于所述信号发生器1’采用扫频源产生干扰抑制信号。如图4所示，扫频源信号发生器1’包括三角波发生器11’和与之电性连接的压控振荡器VCO’，由压控振荡器VCO’输出干扰抑制信号。

如图5所示，滤波装置2包括依次电性连接的下变频器20、中频滤波器21、中频放大器22、上变频器23和射频滤波器24，锁相环电路所产生的信号作为干扰抑制信号首先进入下变频器20，由下变频器20将干扰抑制信号下变频至中频，然后，由中频滤波器21对其进行滤波，获得较佳的信号后，在中频级进行放大，继而，由上变器23对该中频放大后的干扰抑制信号进行上变频至射频，再经射频滤波器24进行至少一级射频滤波后，成为理想的干扰抑制信号。

适用GSM网络的需要，在本实施例中，限制所述滤波装置2’的中频滤波器21的滤波通带为200KHz。由于是在载波信号200KHz内的扫频带实施干扰，因此，要求最终输出实施干扰的干扰抑制信号的功率与非本小区的干扰信号的功率相当即可达到GSM信号抗干扰的上限功率。

同理，对应每一个不同的载波信号，可为其提供一个由扫频源信号发生器1’、滤波装置2和功率放大器3’组成的链路。但是，因为扫频源的频率输出特性具有周期性，因此可以考虑载波的时分复用。具体请参阅图3：由同一个扫频源信号产生器1’产生的干扰抑制信号被时分复用分成多路输入不同的滤波装置2，由各个滤波装置2进行中频滤波、中频放大、上变频、射频滤波后，合路输入同一个功率放大器3’。由于存在分时输入的因素，功率放大器3’不会出现互调干扰的情况。如此可节省功率放大器3’的数量，多载波也只需一路功率放大器3’即可。

为了适应多载波应用一路功率放大器3’的目的，需在扫频源信号发生器1’输出至各个滤波装置2之前增设延时器(未图示)，通过设置各个延时器的不同时延，协调多路输出。

为了使干扰抑制信号对来自其它小区的干扰信号具有较好的抑制效果，要求扫频源周期尽量最小化，但是兼顾到多路载波共同输入至同一功率放大器3’的情况，因此，使用如下公式确定所述扫频源的周期：

T≥D+(n-1)τ

其中，T为扫频源周期，D为滤波器滤波时的时延，n为载波个数，τ为延时器的等延时量。

通过此一优化，可使本发明的成本进一步降低。

在上述两实施例中，本发明所述的信号发生器也可使用其它可调谐至与外界干扰信号频率相等的其它各种信号发生器。所述天线单元以采用定向天线为宜，这样可尽量避免所述干扰抑制信号对邻近小区的干扰。此外，对于点频源方式，所述信号发生器可预设接口单元，用于与计算机系统电性连接，由于来自邻近小区的干扰信号可从基站获得，因此，可由计算机系统设置与预知的来自邻近小区的干扰信号相同的频率参数。也可增设众所周知的独立的信号检测单元，用于检测小区内所有信号的频率，与所述信号发生器预设的接口单元相连接，通过操作该信号检测单元即可实现对所述信号发生器产生的干扰抑制信号的频率参数进行设置。而对于扫频源的方式而言，其选频参数的设置则在滤波装置尤其是中频滤波器中进行设置，因此，相应的接口单元设置在滤波装置，通过其与计算机系统或信号检测单元电性连接实现可设置的目的。

本发明提供了解决用户通信中受外界信号尤其是邻近小区信号干扰而影响通信等问题的一种载波信号抑制方法，给出优化的低成本设计方案，并提出电路设计中节约功率的一种技术方案。利用发射另一类干扰信号抑制原空间干扰信号的原理，可根据空间干扰信号的不同灵活的设置，有选择的抑制干扰信号，并且保证移动台登陆既定的信道。此外，本发明同样适用于需要对正常信号进行屏蔽的场合，只要使本发明所述干扰抑制信号与需屏蔽的信号的频率相同即可。

综上，本发明始终以叙述性的方式进行描述，其中所使用的术语意在描述而非限制。根据以上的描述，可以对本发明做许多进一步的修改，也可以根据实际需要做许多变化。因此，在附加的权利要求范围内，本发明可以对所具体描述的实施例采用各种不同的实现方式。

Claims (24)

1、一种载波信号抑制方法，用于抑制GSM通信系统外的干扰信号，其特征在于：

首先，产生与存在于本小区的干扰信号同频的干扰抑制信号，不断向空中发射；

其次，移动台开机搜索广播信道，搜索到最高功率的信号，尝试读取其频率校正信道，若读取失败，则搜索到的最高功率信号为干扰抑制信号，移动台重新搜索与干扰抑制信号不同频率的次功率信号，即可获得本小区内的正常覆盖信号。

2、根据权利要求1所述的载波信号抑制方法，其特征在于：所述干扰抑制信号由点频源产生。

3、根据权利要求2所述的载波信号抑制方法，其特征在于：所述干扰抑制信号的功率约高于正常覆盖信号的功率20dB。

4、根据权利要求1所述的载波信号抑制方法，其特征在于：所述干扰抑制信号由扫频源产生。

5、根据权利要求4中所述的载波信号抑制方法，其特征在于：所述干扰抑制信号进行滤波并进行功率放大后输出。

6、根据权利要求5所述的载波信号抑制方法，其特征在于：所述干扰抑制信号的扫频带即滤波通带为200KHz。

7、根据权利要求6所述的载波信号抑制方法，其特征在于：所述扫频源产生的干扰抑制信号被时分复用，形成多路载波，再进行滤波、放大。

8、根据权利要求7所述的载波信号抑制方法，其特征在于：所述多路载波信号分别滤波后，被合路输出进行放大。

9、根据权利要求8所述的载波信号抑制方法，其特征在于所述干扰抑制信号的扫频周期利用如下公式确定：

T≥D+(n-1)τ

其中，T为扫频源周期，D为滤波时的时延，n为载波个数，τ为延时量。

10、根据权利要求1至10中任意一项所述的载波信号抑制方法，其特征在于：所述干扰抑制信号采用定向的方式输出。

11、一种载波信号抑制器，其特征在于包括：

信号发生器，用于产生与所属小区的干扰信号同频的干扰抑制信号；

功率放大器，用于对所述干扰抑制信号进行功率放大；

天线单元，用于发射所述干扰抑制信号对干扰信号实施干扰。

12、根据权利要求11所述的载波信号抑制器，其特征在于：所述信号发生器为点频源信号发生器。

13、根据权利要求12所述的载波信号抑制器，其特征在于：所述信号发生器为锁相源信号发生器。

14、根据权利要求12或13所述的载波信号抑制器，其特征在于：载波信号抑制器还包括信号检测单元，用于检测小区内所有信号的频率，其设有与所述信号发生器电性连接的接口以供设置信号发生器的频率参数。

15、根据权利要求11所述的载波信号抑制器，其特征在于：所述信号发生器为扫频源信号发生器。

16、根据权利要求15所述的载波信号抑制器，其特征在于：所述扫频源信号发生器包括相互电性连接的三角波发生器和压控振荡器，由压控振荡器输出信号。

17、根据权利要求15或16所述的载波信号抑制器，其特征在于：载波信号抑制器还包括滤波装置，用于在信号发生器与功率放大器之间对扫频源产生的干扰抑制信号进行滤波。

18、根据权利要求17所述的载波信号抑制器，其特征在于所述滤波装置包括依次电性连接频滤波器、中频放大器、上变频器和射频滤波器，其中：

中频滤波器，用于对扫频源产生的干扰抑制信号进行滤波；

中频放大器，用于对滤波后的干扰抑制信号进行放大；

上变频器，用于对中频放大后的信号上变频至射频；

射频滤波器，用于对上变频后的射频信号进行滤波并输出。

19、根据权利要求18所述的载波信号抑制器，其特征在于：所述滤波装置个数为两个以上，分别接受所述信号发生器的输入，并分别输出至不同的功率放大器。

20、根据权利要求18所述的载波信号抑制器，其特征在于：所述滤波装置个数为两个以上，分别通过延时器与信号发生器电性连接，接受所述信号发生器的输入，并输出至同一功率放大器。

21、根据权利要求19或20所述的载波信号抑制器，其特征在于：所述滤波装置的滤波通带为200KHz。

22、根据权利要求20所述的载波信号抑制器，其特征在于所述干扰抑制信号的扫频周期由如下公式确定：

T≥D+(n-1)τ

其中，T为扫频源周期，D为滤波时的时延，n为载波个数，τ为延时量。

23、根据权利要求19或20所述的载波信号抑制器，其特征在于：载波信号抑制器还包括信号检测单元，用于检测小区内所有信号的频率，其设有与所述滤波装置电性连接的接口以供设置滤波装置的选频参数。

24、根据权利要求12或15所述的载波信号抑制器，其特征在于：所述天线单元为定向天线。

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