CN103369686A - 减轻无线通信系统中的干扰 - Google Patents

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Abstract

一种减轻载波聚合方案的载波频段之间的干扰的方法。该方法包括：在无线设备处，接收在载波聚合方案的第一载波频段上的第一信号；将第二信号混频到载波聚合方案的第二载波频段上并且从无线设备发射第二信号；在设备的处理装置上执行代码，以通过将第二信号的实例与落入第一载波频段的来自第二载波频段的干扰谐波的频率位置进行混频来生成所重新构建的干扰信号；以及从第一信号移除所重新构建的干扰信号。

Description

减轻无线通信系统中的干扰
技术领域
本发明涉及载波聚合方案的波段之间的干扰的问题。
背景技术
无线通信系统中的频谱资源的分配需要仔细管理，特别是在蜂窝通信网络中。这种网络的示例根据一个或多个3GPP标准（第三代合作伙伴项目）运行。特定标准也可称作“无线接入技术”。在这种系统中，使多个载波频段（“载波”）可用于设备之间的通信。在蜂窝网络的情况下，所分配的载波可用来在移动用户终端和基站（在3G术语中也称为“Node-B”）之间的上行链路和下行链路上通信。例如在3GPP的最新LTE（长期演进）标准中，如本领域的技术人员所熟悉的，存在经定义的波段1到17。3GPP也覆盖了先进LTE（LTE Advanced）标准或“4G”。
在给定的载波内，一个或多个移动用户终端可在所分配的载波上进行上行链路和/或下行链路信号的通信。可使用一个或多个以下内容将多个这种信号多路复用到同一载波上：时分复用，其中每个信号被给定各自不同的时隙；码分复用，其中每个信号由各自不同的展频码所扩展；和/或正交频分复用，其中载波被分为多个子载波。
除此之外，一些现代标准还虑及被称为载波聚合的技术，其中使用多个载波（不只是子载波，而是多个载波，一般是讨论中的无线接入技术中所使用的频段的最大单元）的聚合来使能给定的设备通信。形成聚合的分量载波可以是连续的或可以不是。例如载波聚合在先进LTE而不是常规LTE标准中被使能。
为了使用所聚合的载波，必须根据合适的先进无线接入技术来配置设备。根据较早无线接入技术所配置的用户终端将仅能够按分开的、单独的波段接入每个载波波段，且在任一时间仅可被分配一单个载波来使用。另一方面，根据近来的无线接入技术所配置的用户终端可被使能聚合两个或更多个载波用于同时一起使用。例如，对于LTE终端，每个分量载波表现为分开的、单独的LTE载波并且一次仅可使用一个；而先进LTE终端可利用两个或更多个分量载波的总的所聚合的带宽。使用先进LTE载波聚合，利用一个以上载波并通过这种方式增加整体发射带宽是可能的。
然而，在聚合载波方案的波段之间可能发生干扰。
例如在波段4（2100MHz）和波段17（700MHz）是所使用的两个频段的LTE载波聚合（CA）系统中，伴随接收器灵敏度劣化发生一个特定问题。这对北美地区尤其重要。该问题是，波段17上行链路生成落入波段4下行链路的三次谐波倍数（product）。结果，特别是在高发射功率，波段4接收器的灵敏度劣化。
已作出尝试使用硬件滤波器以抑制该谐波干扰。然而，该“强力”方法只取得有限的成功。例如，设计者试图在一个位置抑制干扰，结果却发现其在另一个位置重新出现。鉴于这种干扰所给出的困难，已建议通过对最大功率输出加以约束并放松灵敏度要求来避开该问题。参考3GPP出版物R4-120744（3GPP TSG RAN WG4Meeting#63，Dreseden，Germany，6-10February2012，agenda item6.10.1，“MOP and REFSENS Relaxation forCarrier Aggregation for Band4and17”）。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了减轻载波聚合方案的载波频段之间的干扰的方法，该方法包括：在无线设备处，接收在载波聚合方案的第一载波频段上的第一信号；将第二信号混频到载波聚合方案的第二载波频段上并从设备发射第二信号；在设备的处理装置上执行代码以通过将第二信号的实例与落入第一载波频段的来自第二载波频段的干扰谐波的频率位置进行混频来生成所重新构建的干扰信号；以及从第一信号移除所重新构建的干扰信号。
因此，所重新构建的信号提供可从所接收信号中移除的干扰的估计，大量减少干扰的影响。
在实施例中，谐波是第二载波频段的频率的倍数，并且谐波落入第一载波频段内的位置是所述倍数乘以第二载波频段的频率，减去第一载波频段的频率。例如，所述倍数可以是3，以及例如，第一载波频段可以是位于2100MHz的3GPP波段4并且第二载波频段可以是位于700MHz的3GPP波段17。
生成所重新构建的干扰信号可包括调节所重新构建的干扰信号的增益。
增益可通过在已移除所重新构建的干扰信号之后最大化第一信号的信噪比来确定。
生成所重新构建的干扰信号可包括调节所重新构建的干扰信号的正时。例如，正时的调节可包括调节延迟、调节相位、或调节延迟和相位二者。正时可通过在已移除所重新构建的干扰信号之后最大化第一信号的信噪比来确定。
第二信号的实例可在混频到第二载波频段上之前从部分取得。
无线设备可以是用户终端，其中第一信号可以是下行链路信号并且第二信号可以是上行链路信号。
根据本发明的另一个方面，提供了计算机程序产品，其包括包含在计算机可读介质上并配置为当在无线设备的处理装置上执行时实施根据本文所描述的任意方法的操作的代码。
根据本发明的另一个方面，提供了无线设备，包括：接收器，设置为接收在载波聚合方案的第一载波频段上的第一信号；发射器，设置为发射混频到载波聚合方案的第二载波频段上的第二信号；存储信号处理代码的存储设备；以及耦连到发射器、接收器和存储设备的处理装置，设置为执行信号处理代码；信号处理代码，配置为当在处理装置上执行时，通过将第二信号的实例与落入第一载波频段的来自第二载波频段的干扰谐波的频率位置进行混频来生成所重新构建的干扰信号，并从第一信号移除所重新构建的干扰信号。
在实施例中可根据任意上文方法特征进一步配置无线设备。
附图说明
为了更好的理解本发明以及示出其如何实施，以对附图示例的方式进行参考，其中：
图1是无线通信设备的示意性的图示，以及
图2是无线通信设备的示意性的框图。
具体实施方式
为了减轻载波之间的干扰问题，本发明的以下实施例重新构建干扰信号的估计，并在采用标准接收器处理前将该干扰信号的估计从波段4下行链路信号中减去。已知了频率位置（3fUL-fDL），估计了相移、估计了增益并且还估计了时间延迟。在已减去干扰信号之后，使用最大化信号的SNR（信噪比）的跟踪循环，相移、增益和时间延迟都可被导出。
图1是根据本发明的优选实施例的无线通信设备的示意图。设备可采用移动用户设备的形式用于在无线通信系统中使用，优选地用于与无线蜂窝网络的基站通信。
设备包括至少一个耦连到第一接收分支和第二发射分支的天线102。接收分支包括耦连到天线102的双工器104，以及第一混频器106和第一滤波器108。接收分支设置为通过无线通信系统（例如蜂窝网络）接收第一信号。接收分支耦连在天线102和减法部分124之间，其中所重新构建的干扰将从第一信号中移除。减法部分的输出向前耦连到随后的信号处理部分。发射分支设置为通过无线通信系统（例如蜂窝网络）发射第二信号。发射分支包括第二混频器110和第二滤波器112，以及耦连到天线102的功率放大器114。发射分支耦连在来自先前信号处理部分的输出和天线102之间，来自较早信号处理部分的输出设置为对发射分支供应第二信号以发射。
在所示出的设置中，在接收分支上，第一混频器106具有耦连到双工器104的输出的输入，第一滤波器108具有耦连到第一混频器106的输出的输入，并且第一滤波器108具有耦连到减法部分124的一个输入的输出。在发射分支上，第二混频器110具有耦连到来自较早信号处理部分的输出的输入，第二滤波器112具有耦连到来自第二混频器110的输出的输入，功率放大器114具有耦连到第二滤波器112的输出的输入。然而在其他实施例中，可以以不同顺序来设置部件并且/或一个或多个附加的部分可沿接收分支和/或发射分支呈现，诸如附加的滤波器和/或混频器部分。
第一混频器106还具有设置为接收是第一载波频段的频率的第一频率的输入。第二混频器110具有设置为接收是第二载波频段的频率的第二频率的输入。
在无线用户终端与无线蜂窝网络的基站通信的情况中，第一信号是下行链路信号（由用户终端从基站所接收）并且第二信号是上行链路信号（从用户终端发射到基站）。第一频率（fDL）是根据示例性的载波聚合方案由用户终端用来接收下行链路信号的第一载波的频率；并且第二频率（fUL）是在同一时间由同一用户终端用来发射上行链路信号的不同的第二载波的频率。
注意，波段具有频率位置和宽度，例如，位置可根据波段的中间频率或波段的边界的一边或两边来考虑。混频器106和110的频率输入可设定位置。
在本发明的特定优选应用中，第一（下行链路）载波是3GPP标准的波段4并且第二（上行链路）载波是3GPP标准的波段17。在下行链路上波段4位于大约2100MHz，并且在上行链路上波段17位于大约700MHz。因为用户终端如先进LTE标准所使能的正同时既使用波段4又使用波段17，所以可以说使用聚合CA_4+17。
无线设备（例如用户终端）进一步包括谐波干扰消除分支，其包括第三混频器116、增益部分118、延迟部分120以及相位偏移部分122。谐波干扰消除分支具有设置为从先前信号处理部分接收将要发射的信号（第二信号）的实例的一个末端。在第二信号由第二混频器110所混频或由第二滤波器112所滤波之前，取得（take）沿干扰消除分支所供应的实例。干扰消除分支的另外末端耦连到减法部分124的另外输入。
在所示出的设置中，第三混频器116具有设置为接收来自先前信号处理部分的第二信号的实例的输入，增益部分118具有耦连到第三混频器116的输出的输入，延迟部分120具有耦连到增益部分118的输出的输入，并且相位偏移部分122具有耦连到延迟部分120的输出的输入以及耦连到减法部分124的相关输入的输出。然而，在其他实施例中，第三混频器116、增益部分118、延迟部分120以及相位偏移部分122可沿谐波干扰消除分支以任意顺序设置。
第三混频器116具有设置为接收第三频率的另一输入，该第三频率是第一载波内的干扰谐波的位置的指示。干扰来源于在第二载波上发射的第二信号的谐波。对于n次谐波，位置是nfUL-fDL。所以在三次谐波倍数的情况中，输入到第三混频器116的频率是3fUL-fDL。进一步地，增益部分118具有设置为接收增益信号的另一输入，延迟部分120具有设置为接收延迟信号的另一输入，并且相位偏移部分122具有设置为接收相位偏移信号的另一输入。将简短地以更多细节讨论谐波干扰消除分支的操作。
图2给出了无线设备的另一个示意性图示。设备包括天线102；耦连到天线102的RF前端202；耦连到RF前端202的、以具有一个或多个核心的处理器的形式的处理装置204；以及耦连到处理器204的存储设备206，包括一个或多个存储介质，例如诸如硬盘的磁性存储器和/或诸如闪存的电子存储器。存储器206可包括无线设备的内部存储器和/或连接到无线设备的外部存储器。
RF前端202包括功率放大器114和双工器104。图1的第一混频器106、第一滤波器108、第二混频器110、第二滤波器112、第三混频器116、增益调节118、延迟部分120、相位偏移部分122和减法部分124中的每一个可以以存储在存储器206上并被设置用于无线设备上的执行的信号处理代码（软件）实现，或可替代地以专用硬件来实现，或以这些的组合来实现。
信号处理代码还包括信号处理部分，设置为生成要发射的信号（第二信号）用于供应给第二滤波器110和第三滤波器116，以及处理所接收的作为来自减法装置124的输出的信号（第一信号）。所存储的代码进一步包括控制代码，配置为生成供应给第三混频器116的频率位置（3fUL–fDL）、供应给增益部分118的增益信号、供应给延迟部分120的延迟信号以及供应给相位偏移部分122的相位信号，还对第一混频器部分106的相关输入供应第一频段的频率的指示，以及对第二混频器部分110的相关输入供应第二频段的频率的指示。代码（软件）的这些条目的每个还设置用于在处理器204上执行。
在操作中，所描述的元件配置为按如下内容动作。发射分支（包括第二混频器110、第二滤波器112和功率放大器114）从先前信号处理部分接收将要发射的信号（第二信号）。第二混频器110将该第二信号与上行链路载波（第二载波）的频率混频，在优选应用中该上行链路载波是700MHz的波段17，从而将其调制到第二上行链路载波上。滤波器112还将信号滤波，并且将所调制、滤波的信号经由功率放大器114和天线102在第二载波上发射。此外，接收分支（包括双工器104、第一混频器106和第一滤波器108）经由天线102和双工器104接收第一信号。第一混频器106根据第一载波的频率将该第一信号解调，在优选应用中该第一载波是2100MHz的波段4。第一滤波器108还将第一信号滤波，并且所解调、滤波的第一信号经由减法部分124供应到前面的信号处理部分。
然而，第二载波上的第二信号的发射将会干扰第一载波上的第一信号的接收，特别是在发射高功率。干扰是由于在第二载波上所发射的第二信号的谐波，其在第二载波的频率的倍数处发生。一个这种谐波发生在第二（上行链路）载波频率的三倍处，所以如果第一（下行链路）载波具有三倍于第二（上行链路）载波的频率的频率（例如2100MHz是700MHz的三倍），那么在第二载波频率的三倍处的谐波将干扰第一载波上的第一信号。
谐波干扰消除分支发挥重新构建干扰的估计的作用。其通过在第三混频器116的输入之一处接收相关谐波的频率位置的指示，以便将第二（上行链路）信号的实例与谐波频率混频并且由此创建干扰的所重新构建的版本来发挥该作用。对于n倍谐波，干扰的频率位置将是nfUL-fDL。所以在三次谐波倍数的情况中，输入到第三混频器116的频率是3fUL-fDL。可基于通信系统的常识来预定该频率（例如基于3GPP规范）。
选择是否以及何时应用谐波干扰消除分支是由存储在存储器206上并在处理器204上所执行的控制代码根据以下内容所控制，载波聚合当前是否正由无线设备所使用，以及如果正在使用，使用的是哪些载波。谐波（3fUL-fDL）的频率位置也可由所执行的控制代码供应给混频器（尽管如果预定了谐波位置则无需明确地实施计算来这么做，而是用来控制第三混频器116的频率位置可预存储）。
当执行时，控制代码还供应增益信号到干扰消除分支上的增益部分118以调节所重新构建的干扰信号的幅度（magnitude）。进一步地，所执行的控制代码供应延迟信号到延迟部分118并且供应相位偏移信号到相位偏移部分122，从而调节所重新构建的干扰信号的正时。随后由减法部分124的装置从第一信号中减去所重新构建的、调节的干扰信号。所执行的控制代码在已减去干扰信号之后通过使用一个或多个跟踪循环实施增益、延迟和相位的调节，该跟踪循环配置为最大化第一（下行链路）信号的信噪比。
移除了所估计的干扰的第一信号的版本随后向前供应到随后的信号处理部分用于进一步接收处理，例如以便从用户终端的扬声器和/或屏幕播出所接收的音频和/或视频信号。
应理解的是，上文的实施例仅通过示例的方式进行描述。例如，本发明可找到消除其他载波之间的干扰的应用，和/或可涉及其他类型的无线接入技术或其他类型的通信系统的其他载波聚合方案进行使用。进一步地，在次优选实施例中，所重新构建的干扰的幅度、延迟和相位中的任意一个或所有可以是固定的或由其他装置所确定，和/或延迟和相位可被组合进同一正时调节中。在通过最大化信噪比来确定所重新构建的干扰的增益、延迟和/或相位的优选实施例中，还应注意这可指所期望的信号相对于所不期望的贡献的信号强度的任意测量。本文所使用的术语噪声可指随机噪声和/或干扰。进一步地，可通过除减法外的其他方式从第一信号中移除所重新构建的干扰，例如通过根据所重新构建的干扰控制自适应软件滤波器。本发明不由所描述的实施例进行限制而仅由所附的权利要求进行限制。

Claims (17)

1.一种减轻载波聚合方案的载波频段之间的干扰的方法，所述方法包括：
在无线设备处，接收在所述载波聚合方案的第一载波频段上的第一信号；
将第二信号混频到所述载波聚合方案的第二载波频段上并且从所述设备发射所述第二信号；
在所述设备的处理装置上执行代码，以通过将所述第二信号的实例与落入所述第一载波频段的来自所述第二载波频段的干扰谐波的频率位置进行混频来生成所重新构建的干扰信号；以及
从所述第一信号中移除所述所重新构建的干扰信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述谐波是所述第二载波频段的频率的倍数，并且所述谐波落入所述第一载波频段内的位置是所述第二载波频段的所述频率乘以所述倍数，减去所述第一载波频段的频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述倍数是3。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一载波频段是位于2100MHz的3GPP波段4并且所述第二频段是位于700MHz的3GPP波段17。
5.根据前面任意权利要求所述的方法，其中所述生成所重新构建的干扰信号包括调节所述所重新构建的干扰信号的增益。
6.根据前面任意权利要求所述的方法，其中所述增益通过在已移除所述所重新构建的干扰信号之后最大化所述第一信号的信噪比来确定。
7.根据前面任意权利要求所述的方法，其中所述生成所重新构建的干扰信号包括调节所述所重新构建的干扰信号的正时。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述正时的所述调节包括调节延迟。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述正时的所述调节包括调节相位。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述正时的所述调节包括调节延迟和相位二者。
11.根据权利要求7到10中任意一项所述的方法，其中所述正时通过在已移除所述所重新构建的干扰信号之后最大化所述第一信号的信噪比来确定。
12.根据前面任意权利要求所述的方法，其中所述第二信号的所述实例在混频到所述第二载波频段上之前从部分取得。
13.根据前面任意权利要求所述的方法，其中所述无线设备是用户终端，所述第一信号是下行链路信号并且所述第二信号是上行链路信号。
14.一种包括代码的计算机程序产品，所述代码包含在计算机可读介质上并配置为当在无线设备的处理装置上执行时实施根据权利要求1到13的任一项的操作。
15.一种无线设备，包括：
接收器，设置为接收在载波聚合方案的第一载波频段上的第一信号；
发射器，设置为发射所混频到所述载波聚合方案的第二载波频段上的第二信号；
存储设备，存储信号处理代码；以及
耦连到所述发射器、接收器和存储设备的处理装置，设置为执行所述信号处理代码；所述信号处理代码配置为当在所述处理装置上执行时，通过将所述第二信号的实例与落入所述第一载波频段的来自所述第二载波频段的干扰谐波的频率位置进行混频来生成所重新构建的干扰信号，以及从所述第一信号移除所述所重新构建的干扰信号。
16.根据权利要求15所述的无线收发器，其中所述信号处理代码配置为当在所述处理装置上执行时实施根据权利要求2到12的任一项的操作。
17.根据权利要求15或16所述的无线收发器，其中所述无线设备是用户终端，所述第一信号是下行链路信号并且所述第二信号是上行链路信号。
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