CN101170334B - 消除多载波基站三阶交调的载波控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种消除多载波基站三阶交调的载波控制方法，包括：如果在多载波基站附近存在专用移动通信系统，则根据滤波器的边带性能陡度Filter_lower和标准放松IM_Relaxed来计算受到三阶交调干扰的专用移动通信系统的频带宽度Impacted_band；如果满足0≤f1-F2＜Impacted_band，则控制多载波基站同时发射的载波频率以使由多载波基站产生的三阶交调不落在[f1-Impacted_band，F2]范围内，其中，f1为多载波基站的频率范围的下限，以及F2为专用移动通信系统的频率范围的上限。本发明还提供了一种消除多载波基站三阶交调的载波控制装置。从而，消除了三阶交调对其他位置相邻的专用无线通讯系统的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及全球移动通信(Global System of Mobilecommunication)系统(以下简称GSM)，更具体地，涉及一种消除GSM系统中多载波基站(BTS)对其他无线通讯系统，特别是安全性要求高的无线通讯系统影响的方法。
背景技术
GSM系统中，多载波BTS可以在下行使用一个发射机和一个功率放大器，同时发送几个GSM载频，这种硬件上的共享可以很大程度的降低BTS系统设备成本。
但是，当两个以上不同频率信号作用于一非线性电路时，将互相调制，产生新频率信号输出，如果该频率正好落在其他无线通讯系统接收机工作信道带宽内，则构成对该接收机的干扰，称之为交调干扰。
发射机产生交调干扰的场景如附图1所示。BTS1和BTS2可能属于不同的运营商，BTS1与移动设备MS1通讯，多载波BTS2与MS2、MS3经一个发射机同时通讯，而且MS1远离BTS1，MS2、MS3远离BTS2，同时MS1又靠近BTS2。
假设多载波BTS2发射机使用两个载频(f2，f3)产生的交调干扰信号频率刚好与MS1的接收频率f1相同，影响了MS1接收机灵敏度。
由于MS2、MS3远离BTS2，所以BTS2将会在f2、f3频点满功率发射；另一方面由于MS1远离BTS1，所以MS1接收到BTS1的下行信号非常小，此时如果由多载波BTS2产生的三阶交调比MS1接收机处带内的热噪声高N dB(N取决于受干扰系统对安全等级的要求)，则认为其对该通讯系统造成了影响。特别是当MS1属于对安全性要求较高的无线通讯系统时，如铁路专用移动通信系统(GSM-R)，这种影响是十分危险的，因此必须有一种方法，避免这种影响，保证其他无线通讯系统的安全。
当发射机同时发射两个以上不同频率载频时，会伴随产生二阶交调失真、三阶交调失真等等。大多数的交调失真可以被滤掉(包括二阶交调失真)，但输入信号的两个频率靠的很近时，三阶交调失真将和两个基频相近而不容易被滤掉。因此，降低多载波BTS对其他无线通讯系统影响，最重要的是避免三阶交调失真的影响。
三阶交调失真产生有如下规律：
当多载波BTS同时发射两个载频时，假设他们的频率分别为f1，f2。则此时产生的三阶交调失真频率为(2f1-f2)和(2f2-f1)，如图2所示。
如附图3所示，在中国，中国铁通运营的铁路GSM系统(GSM-R)频带范围为[930，935]MHz，而中国移动运营的GSM900通讯系统频带范围为[935，954]MHz，产生三阶交调干扰范围，在GSM900带外的一部分为[916，935]MHz。这样，中国移动的GSM900多载波BTS基站就有可能对其附近的GSM-R系统正常运营造成影响，而我们知道GSM-R系统对安全性要求非常高，必须予以保护。
无线通讯运营商在使用GSM系统时，一般采用双边滤波器将带外干扰滤掉，以保护其他无线通讯系统的安全。但是由于生产水平的限制，没有绝对理想的滤波器，滤波边缘不足够陡，效果如附图4所示，虚线为理想滤波器效果。
GSM协议45.005中对BTS三阶交调干扰这样描述：在相对载频频偏[6M，发射带边缘]范围内，BTS产生的三阶互调干扰的峰值保持值不得超过-70dBc，测量带宽为300KHz。
但是由于制造工艺限制，出于成本考虑，-70dBc是一个很难达到的水平，为了将多载波BTS控制在一个合理的可接受的成本，这个值必需要被升高。这里假设放松IM_Relaxed dB。
但是由于标准无线指标的改变，就会为相邻频带其他系统带来额外的交调干扰。因此必须有一种方法消除由此带来的影响。
发明内容
考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于，提供了一种消除多载波基站三阶交调的载波控制方法，其包括：
如果在多载波基站附近存在专用移动通信系统，则根据滤波器的边带性能陡度Filter_lower和标准放松IM_Relaxed来计算受到三阶交调干扰的专用移动通信系统的频带宽度Impacted_band；
如果满足0≤f1-F2＜Impacted_band，则控制多载波基站同时发射的载波频率以使由多载波基站产生的三阶交调不落在[f1-Impacted_band，F2]范围内，
其中，f1为多载波基站的频率范围的下限，以及F2为专用移动通信系统的频率范围的上限。
该载波控制方法还可以包括：如果满足0≤F1-f2＜Impacted_band，则控制多载波基站同时发射的载波频率以使由多载波基站产生的三阶交调不落在[F1，f2+Impacted_band]范围内，
其中，f2为多载波基站的频率范围的上限，以及F1为专用移动通信系统的频率范围的下限。
频带宽度的计算方法可以为：
Impacted_band＝IM_Relaxed/Filter_lower。
根据本发明的载波控制方法还可以包括：如果不满足0≤f1-F2＜Impacted_band或者0≤F1-f2＜Impacted_band则不执行对多载波基站同时发射的载波频率的控制。
专用移动通信系统可为铁路专用通信系统。
根据本发明的另一方面，提供了一种消除多载波基站三阶交调的载波控制装置，其包括：
频带宽度计算部，用于根据滤波器的边带性能陡度Filter_lower和标准放松IM_Relaxed来计算受到三阶交调干扰的专用移动通信系统的频带宽度Impacted_band；
判断部，用于判断0≤f1-F2＜Impacted_band；以及
频率控制部，用于当满足0≤f1-F2＜Impacted_band时，控制多载波基站同时发射的载波频率以使由多载波基站产生的三阶交调不落在[f1-Impacted_band，F2]范围内，
其中，f1为多载波基站的频率范围的下限，以及F2为专用移动通信系统的频率范围的上限。
判断部还可以包括判断0≤F1-f2＜Impacted_band是否成立，以及当满足0≤F1-f2＜Impacted_band时，控制多载波基站同时发射的载波频率以使由多载波基站产生的三阶交调不落在[F1，f2+Impacted_band]范围内，
其中，f2为多载波基站的频率范围的上限，以及F1为专用移动通信系统的频率范围的下限。
频带宽度的计算方法可以为：
Impacted_band＝IM_Relaxed/Filter_lower。
如果判断部确定0≤f1-F2＜Impacted_band或者0≤F1-f2＜Impacted_band不成立，则频率控制部不执行对多载波基站同时发射的载波频率的控制。
专用移动通信系统可为铁路专用通信系统。
通过上述技术方案，控制多载波BTS系统同时发射载频频率组合方法，消除了由于标准放松多载波BTS产生的三阶交调对GSM-R无线通讯系统的干扰。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1示出了现有技术中发射机产生交调干扰的示意图；
图2示出了现有技术中产生三阶交调的示意图；
图3示出了现有技术中GSM-R与GSM900的频带相邻的示意图；
图4示出了现有技术中双边滤波器带外干扰消除的示意图；
图5示出了根据本发明的消除多载波基站三阶交调的载波控制方法的流程图；
图6示出了根据本发明的消除多载波基站三阶交调的载波控制装置的方框图；
图7a和图7b分别示出了多载波频带与GSM-R频道的关系的示意图；以及
图8示出了根据本发明实施例的消除多载波基站三阶交调的载波控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图5示出了根据本发明的消除多载波基站三阶交调的载波控制方法的流程图。
参照图5，提供了一种消除多载波基站三阶交调的载波控制方法，其包括：
如果在多载波基站附近存在专用移动通信系统，则根据滤波器的边带性能陡度Filter_lower和标准放松IM_Relaxed来计算受到三阶交调干扰的专用移动通信系统的频带宽度Impacted_band；
如果满足0≤f1-F2＜Impacted_band，则控制多载波基站同时发射的载波频率以使由多载波基站产生的三阶交调不落在[f1-Impacted_band，F2]范围内，
其中，f1为多载波基站的频率范围的下限，以及F2为专用移动通信系统的频率范围的上限。
该载波控制方法还可以包括：如果满足0≤F1-f2＜Impacted_band，则控制多载波基站同时发射的载波频率以使由多载波基站产生的三阶交调不落在[F1，f2+Impacted_band]范围内，
其中，f2为多载波基站的频率范围的上限，以及F1为专用移动通信系统的频率范围的下限。
频带宽度的计算方法可以为：
Impacted_band＝IM_Relaxed/Filter_lower。
根据本发明的载波控制方法还可以包括：如果不满足0≤f1-F2＜Impacted_band或者0≤F1-f2＜Impacted_band则不执行对多载波基站同时发射的载波频率的控制。
专用移动通信系统可为铁路专用通信系统。
图6示出了根据本发明的消除多载波基站三阶交调的载波控制装置的方框图。
参照图6，提供了一种消除多载波基站三阶交调的载波控制装置，其包括：
频带宽度计算部201，用于根据滤波器的边带性能陡度Filter_lower和标准放松IM_Relaxed来计算受到三阶交调干扰的专用移动通信系统的频带宽度Impacted_band；
判断部202，用于判断0≤f1-F2＜Impacted_band；以及
频率控制部203，用于当满足0≤f1-F2＜Impacted_band时，控制多载波基站同时发射的载波频率以使由多载波基站产生的三阶交调不落在[f1-Impacted_band，F2]范围内，
其中，f1为多载波基站的频率范围的下限，以及F2为专用移动通信系统的频率范围的上限。
判断部202还可以包括判断0≤F1-f2＜Impacted_band是否成立，以及当满足0≤F1-f2＜Impacted_band时，控制多载波基站同时发射的载波频率以使由多载波基站产生的三阶交调不落在[F1，f2+Impacted_band]范围内，
其中，f2为多载波基站的频率范围的上限，以及F1为专用移动通信系统的频率范围的下限。
频带宽度的计算方法可以为：
Impacted_band＝IM_Relaxed/Filter_lower。
如果判断部202确定0≤f1-F2＜Impacted_band或者0≤F1-f2＜Impacted_band不成立，则频率控制部203不执行对多载波基站同时发射的载波频率的控制。
专用移动通信系统可为铁路专用通信系统。
以下就上述技术方案进行详细说明：
假设滤波器边缘陡度为Filter_lower dB/Mb，因此，由于标准放松受到额外三阶交调干扰的GSM-R频带宽度Impacted_band为：
Impacted_band＝IM_Relaxed/Filter_lower.
经研究证明，只要三阶交调频率不落在多载波BTS附近的无线通讯系统频带中，就不会对其造成影响。
因此，只要控制GSM-R临近的多载波BTS同时发射的载波频率，使其产生的三阶交调不落到[Band_edge-Impacted_band，Band_edge]范围内即可保证GSM-R不受到由于标准放松带来的额外的三阶交调干扰(这里假设相邻多载波BTS频带频率高于GSM-R频带频率，且相邻；Band_edge为相邻频带边缘频率)。
图8示出了根据本发明实施例的消除多载波基站三阶交调的载波控制方法的流程图。
参照图8，对技术方案的实施作进一步的详细描述：
1.判断多载波BTS周围是否存在GSM-R系统，如果没有则退出本方法。
2.得到GSM-R使用的频带[F1，F2]；多载波BTS支持载频频率范围[f1，f2]。
3.得到滤波器边带性能陡度为Filter_lower；标准放松量IM_Relaxed。
4.计算Impacted_band＝IM_Relaxed/Filter_lower。
5.判断f1-F2＜Impacted_band，成立则下一步；否则进入7。
6.控制多载波BTS同时发射载波频率，产生的三阶交调不落在[f1-Impacted_band，F2]范围内；本方法结束。
7.判断F1-f2＜Impacted_band，成立则下一步；否则，无需对频率调整，退出本方法。
8.控制多载波BTS同时发射载波频率，产生的三阶交调不落在[F1，f2+Impacted_band]范围内本方法结束。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种消除多载波基站三阶交调的载波控制方法，其特征在于，包括：
如果在所述多载波基站附近存在专用移动通信系统，则根据滤波器的边带性能陡度Filter_lower和标准放松IM_Relaxed来计算受到所述三阶交调干扰的所述专用移动通信系统的频带宽度Impacted_band；以及
如果满足0≤f1-F2＜Impacted_band，则控制所述多载波基站同时发射的载波频率以使由所述多载波基站产生的所述三阶交调不落在[f1-Impacted_band，F2]范围内，
其中，f1为所述多载波基站的频率范围的下限，以及F2为所述专用移动通信系统的频率范围的上限。
2.根据权利要求1所述的载波控制方法，其特征在于，还包括：
如果满足0≤F1-f2＜Impacted_band，则控制所述多载波基站同时发射的所述载波频率以使由所述多载波基站产生的所述三阶交调不落在[F1，f2+Impacted_band]范围内，
其中，f2为所述多载波基站的频率范围的上限，以及F1为所述专用移动通信系统的频率范围的下限。
3.根据权利要求2所述的载波控制方法，其特征在于，所述频带宽度的计算方法为：
Impacted_band＝IM_Relaxed/Filter_lower。
4.根据权利要求2所述的载波控制方法，其特征在于，还包括：
如果同时不满足0≤f1-F2＜Impacted_band和0≤F1-f2＜Impacted_band则不执行对所述多载波基站同时发射的所述载波频率的控制。
5.根据权利要求4所述的载波控制方法，其特征在于，所述专用移动通信系统为铁路专用通信系统。
6.一种消除多载波基站三阶交调的载波控制装置，其特征在于，包括：
频带宽度计算部，用于根据滤波器的边带性能陡度Filter_lower和标准放松IM_Relaxed来计算受到所述三阶交调干扰的所述专用移动通信系统的频带宽度Impacted_band；
判断部，用于判断0≤f1-F2＜Impacted_band是否成立；以及
频率控制部，用于当满足0≤f1-F2＜Impacted_band时，控制所述多载波基站同时发射的载波频率以使由所述多载波基站产生的所述三阶交调不落在[f1-Impacted_band，F2]范围内，
其中，f1为所述多载波基站的频率范围的下限，以及F2为所述专用移动通信系统的频率范围的上限。
7.根据权利要求6所述的载波控制装置，其特征在于，所述判断部还用于判断0≤F1-f2＜Impacted_band是否成立，当满足0≤F1-f2＜Impacted_band时，控制所述多载波基站同时发射的所述载波频率以使由所述多载波基站产生的所述三阶交调不落在[F1，f2+Impacted_band]范围内，
其中，f2为所述多载波基站的频率范围的上限，以及F1为所述专用移动通信系统的频率范围的下限。
8.根据权利要求6所述的载波控制装置，其特征在于，所述频带宽度的计算方法为：
Impacted_band＝IM_Relaxed/Filter_lower。
9.根据权利要求6所述的载波控制装置，其特征在于，如果所述判断部确定0≤f1-F2＜Impacted_band和0≤F1-f2＜Impacted_band均不成立，则所述频率控制部不执行对所述多载波基站同时发射的所述载波频率的控制。
10.根据权利要求6所述的载波控制装置，其特征在于，所述专用移动通信系统为铁路专用通信系统。
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