CN101018063A - 用于消除干扰的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用于消除在通信系统中多标准终端(A1、A2、A3)共处一地所固有的、在频率相近的信号之间的干扰的设备和方法。在干扰信号(S2)上或在被干扰信号(S1)上对所述干扰信号进行采样，然后根据干扰水平(C/N信息)来对其进行相移和衰减，并且将其与被干扰信号求和，从而形成可消除干扰的抵消环路。

Description

用于消除干扰的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于消除在通信系统中频率相近的多标准终端共处一地时固有的干扰的设备和方法。具体地说，其适用于新出现的DVB-H标准的实现的框架中，所述DVB-H标准的目的是允许通过诸如未来的移动电话、PDA或其它多媒体设计的多标准移动终端来接收数字电视节目。
背景技术
无线通信领域中的最新进展之一是朝着在单个终端中集成诸如电话、游戏控制台、个人数字助理(PDA)、数字照相机、因特网浏览器、电子邮件等的多个功能的趋势。
因此，看起来明显的是：趋向是朝着实现要求应用共存的多标准终端的方向，所述应用例如为：用于GSM标准(900、1800和1900MHz)的多波段蜂窝电话、以2.4和5GHz频率进行的对无线局域网WLAN的访问、以及对于用于移动终端的DVB-H标准或用于位于UHF波段(470-860MHz)内的固定应用的DVB-T标准的数字电视接收。由图1表示的频率图示出了这些不同标准的频率。
对于这些不同模式的每一个，终端需要能够根据各自的标准来发送和接收。
现在，在这样的WLAN蜂窝/DVB-H/T多模式终端中，被发送到终端的其它RF部分的放大信号的泄露可导致特别是在接收部分中性能水平的显著变差。
严格的RF滤波将使得有可能使在接收波段中的传输的带外噪声最小。通常通过强烈抑制SAW(表面声波)或BAW(体声波)类型的滤波器来施加这些滤波配置，但是，在这种类型的架构中仍然存在与900MHz GSM标准和欧洲的UHF波段的频率相近相关联的主要问题。
实际上，因为DVB-H(T)模式仅仅是接收模式，因此对于由位于890和915MHz之间的GSM900发送信道带来的强干扰，它仍然是完全可透过的。
GSM标准的蜂窝电话能够传递33dBm或2W的功率。然而，统计研究表明：平均发送概率更趋向于20dBm，并且也在附近的环境中(在大约1m处)，数字接收机有可能面对-10dBm量级、并且因此与趋向-80dBm的接收机的灵敏度相比较强的干扰。由现有技术知晓诸如“陷波滤波器”型抑制设备的各种抑制设备，但是不具有足够的选择性以允许对于来自终端的GSM传输的、在UHF波段之上的波段的有效免疫。
发明内容
本发明试图补救更具体地说对于可位于蜂窝电话环境中的DVB-T接收机、并且自然更具体地说如果接收位于UHF频谱之上的区域中则出现的这一问题。
本发明由一种消除通信系统中多标准终端共处一地所固有的、在频率相近的信号之间的干扰的方法组成。它包括以下步骤：通过耦合来获取向第一终端发射的干扰信号的样本；然后，形成用于根据表示由于此干扰信号而导致的干扰水平的指示来在由第二终端之一接收的被干扰信号上抵消这个信号的环路。
这样的设计使得有可能获得非常有效和优于无源拒波滤波设备的动态抑制。
优选的是，从在接收被干扰信号的子系统的解调器的输出处采样的被干扰信号的载波对噪声分量C/N来推导所述表示干扰水平的指示。
优选的是，对由第一终端发射的干扰信号执行用于通过耦合来获取干扰信号样本的步骤。按照根据本发明的方法的变化形式，对由第二终端之一接收的被干扰信号执行用于通过耦合来获取干扰信号样本的步骤，然后通过滤波来分离所述干扰信号。
优选的是，用于形成抵消环路的步骤以经由用于延迟采样信号以获得反相的信号的电路进行的相移步骤开始，后面跟随着用于衰减相移后的信号的步骤。
本发明还由一种用于消除在通信系统中多标准终端共处一地所固有的、在频率相近的信号之间的干扰的设备组成，并且所述设备包括：耦合元件，用于获取向第一终端发射的信号的样本，所述信号是对由其它终端之一接收的信号的干扰源；以及根据所述干扰源信号形成关于接收信号的抵消回路的元件，所述回路是由指示由于此干扰信号而导致的干扰水平的信号控制的。
优选的是，所述抵消环路包括：延迟元件，用于对采样信号进行相移；衰减器，其由指示干扰水平的信号进行电压控制，以便衰减相移后的干扰信号的电平；以及加法器，用于将相移和衰减后的干扰信号与被所述干扰扰乱的接收信号加到一起。
类似地，优选的是，所述指示干扰的信号是根据由接收所述接收信号的子系统的解调器传递的表示信噪比的信号而被转换器元件转换为模拟形式并被放大器放大的数字信号。
优选的是，所述干扰信号来源于在GSM波段中发射的信号，并且接收信号处于UHF波段中。
在此提出的创新设备允许在用于蜂窝/DVB-H多波段终端的整个UHF波段上使用DVB-H标准。而且，它允许在900MHz GSM环境中使用DVB-T接收机。
附图说明
通过阅读结合附图给出的以下描述，上面提到的本发明的特征和优点将变得更清楚，在附图中：
-已经描述过的图1表示DVB-T(H)-GSM900MHz标准的频率图；
-图2a、2b、2c和2d表示相互干扰的现象；
-图3表示所提出的设计的一种架构；以及
-图4表示所提出的设计的另一种架构。
具体实施方式
将使用图2a、2b、2c和2d来解释通过由于蜂窝终端上的GSM信号导致的干扰而引起的不良效果。
实际上，考虑如图2b所示的传统的接收机频率转换级，其主要包括用于将RF输入信号转换为中频IF信号的混频器M和频率FLO的本地振荡器LO。由图2a表示的RF输入信号由来自所选信道Ch60(例如60)的UHF信号构成，并且幅度小于GSM干扰信号的幅度。在图2d中表示出表示本地振荡器LO的噪声的曲线。当频率FLO附近的本地振荡器的噪声边带与来源于强干扰者(disturber)的接近要接收的信号的干扰相混合时，出现相互干扰现象或“相互混合”。结果，在存在此强干扰者时接收机的灵敏度变差。因此，并且如图2c的热噪声的表示所示，所选信道Ch60的中频IF信号的固有噪声电平(noisefloor)增大，由于这一原因，在解调电路的输入处的载波对噪声比C/N自动降低，从而导致接收机的灵敏度的损失。在接收子系统的这个层级上，在所需信道(例如60)中的这一附加噪声不能被滤除，因为它位于所选信道内。
图3表示所提出的设计的架构。多标准终端的GSM发送器和DVB-H接收机被表示出。它们具有事实上共处一处的GSM天线A2、A3和UHF天线A1。被传递给GSM天线A2、A3的信号S2、S3具有强功率动态范围，并且在890-915MHz频带中发送的信号S2将干扰由UHF天线A1接收的信号S1。与-80dBm量级(在64QAM调制中)的DVB-T(H)接收机的灵敏度相比，被传递给所述天线的GSM信号可以例如达到2W或者33dBm。因此，与滤波和天线之间的解耦合同时相关联的大于110dB的总隔离度是有必要的。
因此，应用先前描述的关于从信号S2对信号S1的强干扰的条件的情况有可能产生“相互混合”现象，从而固有噪声电平的增大导致载波对噪声比C/N的显著变差。
由天线A2和A3在890-915MHz和1800-1900MHz频带中发送的GSM信号S2、S3来源于传统的发送子系统，对应于滤波器1、放大器2、RF信号接收电路3和基带信号处理器4的所述发送子系统的元件被概略地示出。它们的功能对于本领域技术人员来说公知的，并且将不对其进行解释。
类似地，由UHF天线A1接收DVB-H信号，并且，除了与滤波器5和低噪声放大器LNA6相关联的其它部件以外，传统的接收子系统还包括调谐器元件7和诸如OFDM(正交频分复用)解调器的解调元件8，并且将使得能够解调由天线A1接收的信号。此解调信号例如是符合“MPEG 2 TS”标准的信号。在解调器的输出处可以获得关于解调信号的信噪比C/N信息的指示。
根据本发明的设备提出了形成根据由OFDM解调器生成的信噪比指示C/N信息控制的环路，所述环路用于抵消由GSM信号对UHF信号产生的干扰。例如，经由“20dB耦合器”15来在发送输出处直接采样890-915MHz波段中的GSM发送信号的一部分。然后，延迟电路10延迟此信号以引入180°相移，所述延迟电路通常是由一定长度的微带线或由无源移相器形成的。校准所述延迟，以便附加地补偿与天线之间的物理距离以及与所述干扰在UHF滤波电路和低噪声放大电路中的经过相关联的GSM信号的延迟。此相移后的信号被施加到由例如通过数字指示生成的、表示所述信号的变差的信号进行电压控制的衰减器11的输入，其中所述数字指示表示从解调器8获得的信噪比C/N信息。其可以通过任何其它指示生成，所述任何其它指示与在解调器上采样的这些干扰之后出现的变差有关(例如错误率)、或者与在调谐器上采样的这些干扰之后出现的变差有关(例如相邻或非相邻信道上的信号的电平(level)或者可在其中观察到所述信号的这一变差的任何其它水平)。此数字指示信号C/N信息在被施加到衰减器11的压控输入之前被数模转换器DAC13转换为模拟信号，并且随后被放大器12放大。因此，通过关于由于使用图2所述的“相互混合”而产生的噪声的指示来调节所述延迟后的信号的衰减。
在低噪声放大(LNA)级6之后，加法器14对在一臂上从压控衰减器11获得的信号和在另一臂上从DVB-T(H)接收子系统获得的信号求和，因此使得可以减小由于干扰信号导致的干扰。
基于前面所述的根据本发明的设备，根据本发明的方法包括：当在UHF信号上出现GSM干扰时，在第一阶段，对在900MHz发送子系统上采样的信号S2和包括由于此GSM信号导致的干扰的UHF信号反相求和。利用任何相对幅度来实施这一求和。
然后，在第二阶段，OFDM解调器8检测信噪比C/N的变差，并且传递关于此所测量的信噪比C/N的指示，该指示驱动被插入抵消环路中的可变衰减器11，因此管理衰减器11的幅度，以便通过相等幅度和反相求和来最小化对加法器14的干扰，并且，因此，OFDM解调器8使得可以优化在解调器输出处的信噪比C/N的性能标准。
在没有GSM900蜂窝传输时，仅仅将噪声成分(contribution)与UHF信号求和，但是，衰减器11的存在使得这一成分可以忽略，由此在DVB-T(H)信道的信噪比方面不影响性能水平。
图4图解了根据本发明的设备的另一实施例，并且更具体地说适用于DVB-T/H接收机。通过经由与例如SAW类型的非常有选择性的滤波器21相关联的耦合器20而对被干扰信号进行的干扰信号样本的获取，来区分这一设备，其中这一设备类似于通过图3描述的设备，并且其也基于使用抵消环路减小干扰信号来操作。像在图3的实施例中那样，被适当地分离的干扰信号被延迟电路10移相180°。然后，该移相后的信号被由对应于从解调器获得的信噪比C/N信息的信号压控的衰减器11衰减，然后通过加法器14而与输入UHF信号求和，以便减小由于GSM干扰信号导致的干扰的影响。因此，抵消环路仍然与先前描述的设计中的相同。
这一设计使得可以将目前限于700MHz的DVB-H标准的使用扩展到UHF波段的任何频率。它还允许在用于具有在UHF频谱之上的部分中具有多路复用的地理区域并且迄今为止不能被考虑的GSM环境中使用DVB-T(H)接收机。
在实现将900MHz GSM型蜂窝应用和对于用于移动的DVB-T和H标准的数字地面接收相组合的多标准终端的背景下，使得能够避免由两个应用的频率相近、并且具体地说由UHF信道中的强GSM干扰的存在引起的DVB-T(H)接收机的灵敏度的显著降低。

Claims (10)

1.一种消除在通信系统中多标准终端(A1、A2、A3)共处一地所固有的、在频率相近的信号之间的干扰的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
通过耦合来获取向第一终端(A2)发射的干扰信号的样本；以及
形成环路，所述环路用于根据表示由于此干扰信号导致的干扰水平的指示，在由第二终端之一(A1)接收的被干扰信号(S1)上抵消此信号。
2.根据权利要求1的消除干扰的方法，其特征在于，从在接收被干扰信号的子系统的解调器(8)的输出处的被干扰信号的载波对噪声分量(C/N信息)来推导出所述表示干扰水平的指示。
3.根据权利要求1的消除干扰的方法，其特征在于，对由第一终端发射的干扰信号执行用于通过耦合来获取干扰信号样本的步骤。
4.根据权利要求1的消除干扰的方法，其特征在于，对由第二终端之一接收的被干扰信号来执行用于通过耦合获取干扰信号样本的步骤，然后通过滤波来分离所述干扰信号。
5.根据权利要求1的消除干扰的方法，其特征在于，用于形成抵消环路的步骤以经由延迟采样信号以获得反相的信号的电路(10)进行的相移步骤开始，后面跟随着用于衰减相移后的信号的步骤。
6.一种用于消除在通信系统中多标准终端共处一地所固有的、在频率相近的信号之间的干扰的设备，其特征在于，它包括：
耦合元件(15、20)，用于获取向第一终端发射的信号(S2)的样本，所述信号(S2)是对由其它终端之一(A1)接收的信号的干扰源；
根据所述干扰源信号(S2)形成关于接收信号(S1)的抵消回路的元件(21、10、11、14)，所述回路是由指示由于此干扰信号导致的干扰水平的信号控制的。
7.根据权利要求6的用于消除干扰的设备，其特征在于，所述抵消环路包括：延迟元件(10)，用于对采样信号进行相移；衰减器(11)，其由指示干扰水平的信号进行电压控制，以便衰减相移后的干扰信号的电平；以及加法器(14)，用于将相移和衰减后的干扰信号与被所述干扰扰乱的接收信号加到一起。
8.根据权利要求6的用于消除干扰的设备，其特征在于，所述指示干扰水平的信号是根据由接收所述接收信号的子系统的解调器传递的表示信噪比的信号(C/N信息)而被转换器元件(13)转换为模拟形式并被放大器(12)放大的数字信号。
9.根据权利要求6的用于消除干扰的设备，其特征在于，所述干扰信号来源于在GSM波段中发射的信号(S2)。
10.根据权利要求6的用于消除干扰的设备，其特征在于，所述接收信号(S1)处于UHF波段中。
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