CN101583210A - 一种多频段自激干扰消除直放站 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信领域，可以对多种频段的无线通信系统进行中继放大处理，同时能消除信号的自激干扰。本发明直放站包括依次连接的多频段分合路单元、下行功率放大模块和多频段分合路单元构成的下行链路。依次连接的多频段分合路单元、上行功率放大模块和多频段分合路单元构成的上行链路。本发明的直放站系统可以处理多个频段的无线信号，因此可以包含多条下行链路和多条上行链路。本发明实施例中的下行功率放大模块和上行功率放大模块中都设置有自激干扰消除模块，可以消除直放站的自激干扰。本发明的多频段自激干扰消除直放站可以减少移动通信运营商安装直放站设备的数量，增加无线覆盖范围。

Description

一种多频段自激干扰消除直放站

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种多频段自激干扰消除直放站。

背景技术

目前商用的移动通信系统中同时存在不同的通信制式与频段，例如GSM、CDMA、CDMA2000、WCDMA等，多数的移动通信运营商同时经营着多种频段的无线通信服务。目前广泛使用的直放站系统只能对一种无线频段进行无线中继处理，对于相同区域的无线覆盖需要多套不同的直放站系统，导致无线覆盖成本高，施工复杂等问题。如果有一种可以对多种无线频段进行无线中继处理的直放站，可以减少移动通信运营商安装直放站设备的数量，必然会减少移动通信运营商的无线覆盖成本。

同频无线直放站通常使用施主天线耦合来至基站的下行射频信号，之后通过窄带滤波器和射频放大器将需要的信号进行放大，最后通过覆盖天线将放大后的射频信号发射给移动台；同时通过覆盖天线耦合来至移动台的上行信号，之后通过窄带滤波器和射频放大器将需要的信号进行放大，最后通过施主天线将放大后的射频信号发射给基站。上下行信号使用双工器进行切换。同频无线直放站具有结构简单、成本低、工程施工方便等优点，可以快速扩大移动通信网络的覆盖面积。

实际工程应用中，由于施主天线和覆盖天线安装条件的限制，施主天线与覆盖天线的隔离度不高，如果直放站系统增益大于施主天线与覆盖天线的隔离度，将导致直放站系统的自激振荡，造成基站控制信道的阻塞，甚至导致基站系统的瘫痪。在同频无线直放站系统应用中，通常要求直放站系统的增益比施主天线与覆盖天线的隔离度低10～15dB，导致直放站系统增益低，覆盖面积受限。为了提高直放站系统增益，扩大直放站系统的无线覆盖能力，就需要提高施主天线与覆盖天线的隔离度，在工程应用中通常难以实现。因此需要一种合适的技术来抑制反馈信号所产生的自激干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多频段自激干扰消除直放站，旨在提供一种对多种频段的无线信号可以消除自激干扰，减小对施主天线与覆盖天线的隔离度的要求，提高系统增益，增加无线直放站的覆盖面积。

本发明的一种多频段自激干扰消除直放站，包括：

两个多频段分合路单元，分别与施主天线和覆盖天线连接。所述两个多频段分合路单元中的其中一个与施主天线连接，把施主天线接收到的下行信号进行分路，分别输出各种频段的下行射频信号，同时把各种频段的上行射频信号进行合路，通过施主天线发射出去；所述两个多频段分合路单元中的另一个与覆盖天线连接，把覆盖天线接收到的上行信号进行分路，分别输出各种频段的上行射频信号，同时把各种频段的下行射频信号进行合路，通过覆盖天线发射出去。

多个功率放大模块，置于两个多频段分合路单元之间，对每种频段分别使用上行功率放大模块和下行功率放大模块。所述的上行功率放大模块和下行功率放大模块中设置有自激干扰消除模块，用于消除所属频段的自激干扰信号。

监控单元，对整个直放站系统的各种状态进行监控，可以远程传送系统的状态给监控中心，并可以接收设置系统各种参数的指令。

供电单元对直放站系统进行供电。

所述自激干扰消除模块包括：

下变频装置，用于将射频信号下变频至基带信号，此下变频装置可以包括模拟下变频和数字下变频两部分；

自激消除装置，用于在基带级对自激干扰信号进行分离，以消除自激干扰；

数字滤波装置，用于在基带级对不需要的带外信号进行抑制；

上变频装置，用于将消除了自激干扰的基带信号上变频至射频信号，此上变频装置可以包括模拟上变频和数字上变频两部分。

其中自激消除装置包括：

滤波器，用于对基带信号进行数字滤波，以获得自激信号的估计值。

误差信号产生器，用于将基带信号减去上述的自激信号的估计值，获得误差信号。

滤波器系数更新器，根据上述误差信号计算滤波器系数的更新值，并传递给上述滤波器。

所述自激消除装置、数字滤波装置可以共同集成于同一FPGA或DSP芯片中，下变频装置中的数字下变频部分、上变频装置中的数字上变频部分也可以集成于FPGA或DSP芯片中。不同无线频段对应的自激消除装置、数字滤波装置、下变频装置中的数字下变频部分、上变频装置中的数字上变频部分也可以集成于同一FPGA或DSP芯片中。所述下变频装置中的数字下变频部分、上变频装置中的数字上变频部分也可使用专用的芯片实现，也可使用集成了数字下变频功能的模数转换器和集成了数字上变频功能的数模转换器。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：本发明的多频段自激干扰消除直放站能对多种频段的无线通信系统进行中继放大处理，同时能消除自激信号的干扰，减小移动运营商对直放站设备的投入数量，减小施主天线与覆盖天线的隔离度要求。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明中功率放大模块原理框图

图3为本发明中自激干扰消除模块原理框图

图4为本发明中自激消除装置原理框图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。此处所描述的具体实施实例仅用于解释本发明，并不用于限制本发明。

图1中，由施主天线1从空中耦合来至工作在不同通信制式与频段的多种基站的下行信号，这些下行信号可以包括GSM频段、CDMA频段、CDMA2000频段、WCDMA频段等。这些下行信号经过多频段分合路单元2分别输出不同频段的下行信号，这些下行信号分别经不同的功率放大模块3、4、5等进行滤波、放大等处理，之后通过多频段分合路单元7把多个频段经过处理后的下行信号进行合路，之后通过覆盖天线8传输给移动台。同时覆盖天线8从空中耦合工作在不同通信制式与频段的多种移动台的上行信号，这些上行信号可以包括GSM频段、CDMA频段、CDMA2000频段、WCDMA频段等。这些上行信号经过多频段分合路单元7分别输出不同频段的上行信号，这些上行信号分别经不同的功率放大模块3、4、5等进行滤波、放大等处理，之后通过多频段分合路单元2把多个频段经过处理后的上行信号进行合路，之后通过施主天线1传输给工作在不同通信制式与频段的多种基站。

监控单元6对整个直放站系统的各种状态进行监控，可以远程传送系统的状态给监控中心，并可以接收设置系统各种参数的指令。。

供电单元9负责对直放站系统进行供电。

以上功率放大模块3、4、5是工作在不同频段的功率放大模块，对于支持GSM频段、CDMA2000频段、WCDMA频段的多频段自激干扰消除直放站，可以只包含功率放大模块3、4、5。实际工程中，可根据移动运营商的具体要求实现双频段自激干扰消除直放站、三频段自激干扰消除直放站、四频段自激干扰消除直放站等。

以下部分仅对功率放大模块3进行说明。对于不同频段的功率放大模块其结构类似。

图2中，功率放大模块包含下行功率放大模块31和上行功率放大模块32，其中下行功率放大模块31处理下行信号，上行功率放大模块32处理上行信号。下行功率放大模块31和上行功率放大模块32中都设置有自激干扰消除模块311，用于消除所属频段的自激干扰信号。

下行链路包括依次连接的多频段分合路单元2、下行功率放大模块31和多频段分合路单元7构成。上行链路包括依次连接的多频段分合路单元7、上行功率放大模块32和多频段分合路单元2构成。本发明的直放站系统可以处理多个频段的无线信号，因此可以包含多条下行链路和多条上行链路。

图3中，自激干扰消除模块包括下变频装置3111、自激消除装置3112、数字滤波装置3113、上变频装置3114。输入的射频信号经过下变频装置将射频信号下变频至基带信号。此下变频装置可以包括模拟下变频和数字下变频两部分。此基带信号通过自激消除装置3112对自激干扰进行抑制或消除，之后通过数字滤波装置3113滤除带外信号。经滤波后的基带数据经过上变频装置3114将基带信号上变频至射频信号，此上变频装置可以包括模拟上变频和数字上变频两部分。

图4中，自激消除装置输入1为来至下变频装置3111的输出，自激消除装置输入2来至数字滤波装置3113的输出。滤波器31151用于模拟空中自激反馈信道的特性，滤波器31151的输出为估算的外部自激干扰信号，滤波器31151的输出与输入1经过误差信号产生器31152输出误差信号。此误差信号控制滤波器系数更新器31153输出滤波器系数，滤波器系数更新器31153的输出控制滤波器31151的滤波器系数。自激消除装置输入1与滤波器31151的输出相减得到经过自激干扰抑制的基带信号。

所述自激消除装置、数字滤波装置可以共同集成于同一FPGA或DSP芯片中，下变频装置中的数字下变频部分、上变频装置中的数字上变频部分也可以集成于FPGA或DSP芯片中。不同无线频段对应的自激消除装置、数字滤波装置、下变频装置中的数字下变频部分、上变频装置中的数字上变频部分也可以集成于同一FPGA或DSP芯片中。所述下变频装置中的数字下变频部分、上变频装置中的数字上变频部分也可使用专用的芯片实现，也可使用集成了数字下变频功能的模数转换器和集成了数字上变频功能的数模转换器。

所述监控单元对整个直放站系统的各种状态进行监控，可以在发现直放站系统自激的情况下，降低直放站系统的增益，同时可以远程传送系统的状态给监控中心，并可以接收设置系统各种参数的指令。

本发明具备以下优点：本发明的多频段自激干扰消除直放站能对多种频段的无线通信系统进行中继放大处理，同时能消除自激信号的干扰。同时能减小移动运营商对直放站设备的投入数量，减小施主天线与覆盖天线的隔离度要求，增加了直放站的覆盖范围。适用与GSM、CDMA、CDMA2000、WCDMA等通信制式与频段。由于对无线信号中干扰信号进行了干扰消除，设备的安装不再受制于天线隔离度的要求，施主天线和覆盖天线可以使用一根抱杆，施工简单，占地小，物业协调方便。

以上所述为本发明的一个较佳的具体实施例而已，其中所适用的术语意在描述而非限制。根据以上描述，可以对本发明做出修改和调整。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替代和改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1、一种直放站，包括：

多频段分合路单元，所述多频段分合路单元可以对多个不同频段的无线信号进行分路和合路处理。

下行链路，所述下行链路包含依次连接的多频段分合路单元、下行功率放大模块和多频段分合路单元。

上行链路，所述上行链路包含依次连接的多频段分合路单元、上行功率放大模块和多频段分合路单元。

监控单元，对所述下行链路和上行链路的各种状态进行监控，可以远程传送系统的状态给监控中心，并可以接收设置系统各种参数的指令。

其特征在于，所述直放站还包含

置于上行功率放大模块和下行功率放大模块中的自激干扰消除模块，所述自激干扰消除模块对输入信号进行下变频处理，之后进行干扰消除和数字滤波处理，最后经过上变频输出。

2、如权利要求1所述的直放站，其特征在于，所述自激干扰消除模块包括：

下变频装置，用于将射频信号下变频至基带信号；

自激消除装置，用于在基带级对自激干扰信号进行分离，以消除自激干扰；

数字滤波装置，用于在基带级对不需要的带外信号进行抑制；

上变频装置，用于将消除了自激干扰的基带信号上变频至射频信号。

3、如权利要求2所述的直放站，其特征在于，所述下变频装置可以包括模拟下变频和数字下变频两部分。

4、如权利要求2所述的直放站，其特征在于，所述上变频装置可以包括模拟上变频和数字上变频两部分。

5、如权利要求2所述的直放站，其特征在于，所述自激消除装置包括：

滤波器，用于对基带信号进行数字滤波，以获得自激信号的估计值。

误差信号产生器，用于将基带信号减去上述的自激信号的估计值，获得误差信号。

滤波器系数更新器，根据上述误差信号计算滤波器系数的更新值，并传递给上述滤波器。

6、如权利要求2所述的直放站，其特征在于，所述自激消除装置、数字滤波装置可以共同集成于同一FPGA或DSP芯片中，下变频装置中的数字下变频部分、上变频装置中的数字上变频部分也可以集成于FPGA或DSP芯片中。

7、如权利要求1述的直放站，其特征在于，不同无线频段对应的自激消除装置、数字滤波装置、下变频装置中的数字下变频部分、上变频装置中的数字上变频部分也可以集成于同一FPGA或DSP芯片中。

8、如权利要求2述的直放站，其特征在于，所述下变频装置中的数字下变频部分、上变频装置中的数字上变频部分可使用专用的芯片实现，也可使用集成了数字下变频功能的模数转换器和集成了数字上变频功能的数模转换器。

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