CN106033971B - 一种rru的空间干扰自动检测方法和设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种RRU的空间干扰自动检测方法，包括：所述RRU将接收的信号经过统一的腔体滤波器和放大器后分成两路射频信号，分别为接收射频信号和扫频射频信号；所述接收射频信号经过接收本振转换成接收中频信号，经过接收中频滤波后再利用模数转换采集功率值；所述扫频射频信号经过扫频本振转换成扫频中频信号，经过接收中频滤波后再利用模数转换采集功率值，根据功率值大小进行干扰判定；其中，预先确定接收中频信号和扫频中频信号的频率差，使在扫频本振泄露的杂散混叠的最大阻塞频点处的幅度满足所述系统的噪声抑制要求。应用本申请，能够在正常接收工作的同时进行扫频。

Description

一种RRU的空间干扰自动检测方法和设备

技术领域

本申请涉及通信系统中的RRU技术，特别涉及一种RRU的空间干扰自动检测方法和设备。

背景技术

目前的公网通信系统中，基站均没有扫频功能。而在专网系统中，基站具备扫频功能，可以在基站工作前，首先进行扫频，用于搜索可用频段，通常扫频的频率范围为10MHz左右，扫频带宽较窄。

具体地，现有的专网RRU中，接收通道和扫频通道是相互独立的两条链路，每个链路如图1所示。其中，接收通道的处理流程包括：上行信号通过滤波器进行滤波后，经过射频放大器进行放大，再通过混频器变换成接收中频信号，然后通过中频放大器放大，最后进入ADC进行采集数据后送给基带分析。扫频通道的处理流程包括：外界信号通过滤波器进行滤波后，经过射频放大器放大，再通过混频器变换成扫频中频信号，然后通过中频放大器放大，最后进入ADC采集数据给基带分析。

通常，在RRU开站前使用独立的扫频链路对通信带宽内的射频信号进行扫频，将扫频结果上报给BBU，BBU选择干扰小的频段传递到RRU，RRU根据BBU配置的新频段进行通信。

基于上述现有的专网RRU的接收通道和扫频通道的处理，在通信过程中，扫频链路无法工作。具体地，在上述两条处理链路中，扫频链路和接收链路的中频相同；如果RRU正常接收工作过程中，扫频链路工作，则某些射频频段的带外阻塞信号经过扫频本振变频到的中频正好落在接收通道的中频，扫频链路产生的交调产物会进入接收链路中频，扫频链路的交调信号通过接收链路的本振变频后成为接收链路的中频频段，对真正的接收信号造成严重干扰。

出于上述考虑，RRU的扫频只能在通信前对工作频段进行扫描，在通信中不能实时检测干扰，也无法检测到工作频段附近的无干扰频段，从而可能出现通信频段遇到干扰或者大的阻塞信号，影响通信质量或者无法继续通信。另外，扫频的可用带宽10MHz，工作带宽几MHz，从而造成通信容量小。

发明内容

本申请提供一种RRU的空间干扰自动检测方法和设备，能够在正常接收工作的同时进行扫频。

为实现上述目的，本申请采用如下的技术方案：

一种RRU的空间干扰自动检测方法，包括：

所述RRU将接收的信号经过统一的腔体滤波器和放大器后分成两路射频信号，分别为接收射频信号和扫频射频信号；

所述接收射频信号经过接收本振转换成接收中频信号，经过接收中频滤波后再利用模数转换采集功率值；所述扫频射频信号经过扫频本振转换成扫频中频信号，经过接收中频滤波后再利用模数转换采集功率值，根据功率值大小进行干扰判定；

其中，预先根据接收中频信号和扫频中频信号间的ADC隔离度、带外阻塞信号的幅度、中频滤波器的抑制幅度、腔体滤波器的带外信号抑制特性、系统的噪声抑制要求，确定接收中频信号和扫频中频信号的频率差，使在所述扫频本振泄露的杂散混叠的最大阻塞频点处的幅度满足所述系统的噪声抑制要求。

较佳地，所述腔体滤波器和中频滤波器的抑制幅度确定方式包括：

根据所述RRU的频率范围，确定扫频链路带外阻塞信号通过本振混叠到接收中频的射频频点，再根据该频点阻塞信号幅度及系统噪声抑制的要求确定接收通道和扫频通道的隔离度；根据ADC隔离度、带外阻塞信号幅度和系统的噪声要求计算腔体滤波器和中频滤波器总抑制，根据腔体滤波器特性和中频滤波器的特性计算两个滤波器的抑制幅度。

较佳地，所述计算腔体滤波器和中频滤波器所需的抑制幅度为：腔体滤波器和中频滤波器所需的抑制幅度≥带外阻塞-ADC隔离度-系统的噪声抑制要求。

较佳地，通过步进方式变化扫频本振，将扫频射频信号的各个频点，转换成扫频中频信号。

较佳地，在所述RRU开站前和/或工作中，执行所述扫频射频信号经过扫频本振转换、扫频中频滤波并利用模数转换采集功率值和干扰判定的操作。

一种RRU的空间干扰自动检测设备，包括：腔体滤波器、放大器、功分器、接收混频器、扫频混频器、接收中频滤波器、扫频中频滤波器、接收ADC单元和扫频ADC单元；

接收信号依次经过腔体滤波器、放大器的处理后，经过功分器分流成两路信号；一路信号经过接收混频器变频成接收中频信号后，再经过接收中频滤波器和接收ADC单元的处理输出；另一路信号经过扫频混频器变频成扫频中频信号，再经过扫频中频滤波器和扫频ADC单元的处理输出，用于进行干扰判定；

其中，预先根据接收中频信号和扫频中频信号间的ADC隔离度、带外阻塞信号的幅度、接收中频滤波器的抑制幅度、腔体滤波器的带外信号抑制特性、系统的噪声抑制要求，确定接收中频信号和扫频中频信号的频率差，使在所述扫频本振泄露的杂散混叠的最大阻塞频点处的幅度满足所述系统的噪声抑制要求。

由上述技术方案可见，本申请中，RRU将接收的信号经过统一的腔体滤波器和放大器后分成两路射频信号，分别为接收射频信号和扫频射频信号；接收射频信号经过接收本振混频成接收中频信号，经过接收中频滤波后再利用模数转换采集功率值；扫频射频信号经过扫频本振混频成扫频中频信号，经过接收中频滤波后再利用模数转换采集功率值，根据功率值大小进行干扰判定。在处理过程中，接收中频信号和扫频中频信号的频率差根据ADC隔离度、带外阻塞信号的幅度、接收中频滤波器的抑制幅度、腔体滤波器的带外信号抑制特性和系统的噪声抑制要求确定，从而使本振泄露的杂散混叠的最大阻塞频点处的幅度能够满足系统的噪声抑制要求。通过上述方式，利用接收中频和扫频中频的频率差，抑制本振泄露的杂散混叠对正常接收信号的影响，从而保证在正常接收工作进行的同时可以实现扫频。

附图说明

图1为目前RRU中接收通道和扫频通道的链路示意图；

图2为目前RRU中接收通道和扫频通道同时工作的杂散信号混叠示意图；

图3为本申请RRU中空间干扰自动检测设备的结构示意图；

图4为本申请中RRU的空间干扰自动检测方法示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。

首先分析一下目前的RRU中接收通道和扫频通道无法同时工作的原因。如图2所示，由于扫频本振泄露，带外阻塞信号f_BLOCK经过扫频本振(f_{LO_SCAN})的杂散会混叠到接收链路的中频带(f_{IF_RX})内，即f_{LO_SCAN}-f_BLOCK＝f_{IF_RX}，如图2中阴影所示的信号。通常残余噪声约为-170dBm/Hz时，可以认为对接收通道无影响。阻塞信号的特性通常为-10dBm/10kHz，衰减-40dBm/Hz，因此，为实现杂散混叠对接收中频信号无影响，需要接收通道和扫频通道的中频隔离度要大于120dBc。在目前RRU中，接收通道和扫频通道的中频频率相同，只能在ADC上实现要求的中频隔离度，而目前业界的ADC隔离度无法做到120dBc，因此，无法保证杂散混叠对接收中频信号无影响，所以扫频通道不能和接收通道同时工作。

而在本申请中，将接收中频和扫频中频设置一个频率差，利用频率差实现一定的噪声抑制，同时在接收通道和扫频通道上得到接收中频信号和扫频中频信号后再增加一个中频滤波器的处理，对噪声进行进一步抑制，同时结合腔体滤波器、中频滤波器和ADC的隔离度，从而实现扫频本振泄露的杂散混叠对接收信号无影响。

具体地，图3为本申请的RRU中空间干扰自动检测设备的结构示意图。如图3所示，该设备包括：腔体滤波器、放大器、功分器、接收混频器、扫频混频器、接收中频滤波器、扫频中频滤波器、接收ADC单元和扫频ADC单元。

其中，接收信号依次经过腔体滤波器、放大器的处理后，经过功分器分流成两路信号；一路信号A经过接收混频器变频成接收中频信号后，再经过接收中频滤波器和接收ADC单元的处理输出；另一路信号B经过扫频混频器变频成扫频中频信号，再经过扫频中频滤波器和扫频ADC单元的处理输出，用于进行干扰判定。这里A路信号处理即为接收信号处理部分，B路信号处理即为扫频信号处理部分。

将图3和图1进行比较可以发现，本申请和现有RRU相比，链路上存在两处差别：接收通路和扫频通路共用射频前端，在腔体滤波器和功放处理后再分成接收通路和扫频通路；进一步地，在接收通路和扫频通路中，经混频器处理成中频信号后，增加了对中频信号的滤波处理，目的是为增加接收通道和扫频通道的隔离度。除上述结构上的差别，本申请和现有RRU相比，最大的差别在于接收中频和扫频中频存在频率差，以抑制扫频本振泄露的杂散混叠信号对正常接收中频信号的影响。

接下来推导接收中频和扫频中频的频率差设定。如图4所示为本申请中A路信号和B路信号的工作频谱分布示意图。其中，f_low和f_up分别为射频工作带宽的最低频点和最高频点，即腔体滤波器的滤波范围；f_low+f1为接收通道的载波中心频点；f_low+x为扫频通道当前要扫频的中心频点，0≤x≤x_max；f_low+f1+f_{IF_RX}为接收混频器的本振频率，即接收本振，f_{IF_RX}为接收中频；f_low+x+f_{IF_SCAN}为扫频混频器的本振频率，即扫频本振，f_{IF_SCAN}为扫频中频。则，扫频本振的杂散混叠频率为：f_low+x+f_{IF_SCAN}-f_{IF_RX}，即阻塞信号f_BLOCK＝f_low+x+f_{IF_SCAN}-f_{IF_RX}经过扫频本振变换到了接收中频(f_{IF_RX})带内。

由f_BLOCK的表达形式可见，随着扫频频点的变化，带外阻塞信号的f_BLOCK也是变化的，其中，最大阻塞频点为f_low+x_max+f_{IF_SCAN}-f_{IF_RX}。对于带外阻塞信号，只要最大阻塞频点上的阻塞信号对于接收中频信号没有影响，则接收通道和扫频通道就可以同时工作。

下面，根据中频链路能够实现的噪声抑制幅度和ADC的隔离度，计算对接收中频信号无影响时，射频前端的腔体滤波器需要实现的噪声抑制幅度。具体地，若：带外阻塞-腔体滤波器的抑制幅度-接收中频滤波器的抑制幅度-ADC隔离度≤系统的噪声抑制要求，则即使带外阻塞信号混频到接收信号中频，也不会对接收中频信号造成影响。由此可得：腔体滤波器的抑制幅度S_filter+接收中频滤波器的噪声抑制幅度≥带外阻塞-ADC隔离度-系统的噪声抑制要求。

也就是说，根据RRU的频率范围，确定扫频链路带外阻塞信号通过本振混叠到接收中频的射频频点，再根据该频点阻塞信号幅度及系统噪声抑制的要求确定接收通道和扫频通道的隔离度；根据ADC隔离度、带外阻塞信号幅度和系统的噪声要求计算腔体滤波器和中频滤波器总抑制，根据腔体滤波器特性和中频滤波器的特性计算两个滤波器的抑制幅度。

按照上述方式确定出腔体滤波器和接收中频滤波器需要实现的噪声抑制幅度后，根据腔体滤波器和接收中频滤波器的信号抑制特性，确定S_{filter_min}(即S_filter的最小值)对应的频点信息f_max，由腔体滤波器的信号抑制特性可知，在腔体滤波器的输入信号中，当带外阻塞信号的频率f≤f_max时，腔体滤波器对该阻塞信号的抑制幅度就能够大于S_{filter_min}，则可以实现对接收中频信号无影响。而如前所述，最大阻塞频点为f_low+x_max+f_{IF_SCAN}-f_{IF_RX}，即f_max＝f_low+x_max+f_{IF_SCAN}-f_{IF_RX}(1)，则可以保证带外阻塞信号不会对接收中频信号造成影响，接收通道和扫频通道可以同时工作。

最后，根据公式(1)计算出接收中频和扫频中频的频率差，按照该频率差设定接收中频和扫频中频的频点，从而可以保证接收通道和扫频通道可以同时工作。

接下来，通过图4所示的方法流程说明在图3所示的设备中的空间干扰自动检测方法。如图3和图4所示，该方法包括：

步骤401，预先计算接收中频和扫频中频的频率差。

具体计算方式如前所述，这里就不再赘述。

步骤402，按照计算出的频率差设定接收中频和扫频中频。

在图3所示的接收通道中，在接收混频器输出后会进行中频滤波，取出接收中频信号，在扫频混频器输出后也会进行中频滤波，取出扫频中频信号，这里需要设定这两个中频滤波的频率，即接收中频和扫频中频；这两个中频滤波并不是图3中画出的接收中频滤波器和扫频中频滤波器，这两个中频滤波是目前RRU中也会存在的，因此，未在图3中标明。

步骤403，腔体滤波器对接收信号进行滤波，并输出到放大器。

腔体滤波器可以采用目前RRU中的腔体滤波器，通常带宽在10MHz左右，这种情况下，通过调节扫频本振，可以扫描10MHz带宽内的频点(即前述公式(1)中x_max的取值为10MHz)，确定各个频点的功率值，进行干扰判定。或者，为实现更宽范围内的扫频，可以采用宽带腔体滤波器，例如带宽可以在100MHz，通过步进式调节扫频本振，可以扫频100MHz带宽内的频点(即前述公式(1)中x_max的取值为100MHz)，确定各个频点的功率值，进行干扰判定。

具体宽带腔体滤波器的实现可以参见本申请人提交的申请号为201210305626.4的发明专利申请，这里就不再赘述。

步骤404，放大器对输入信号进行放大后，经过功分器分成两路射频信号，分别为接收射频信号和扫频射频信号。

步骤405，对接收射频信号进行混频处理变换成接收中频信号，对扫频射频信号进行混频处理变换成扫频中频信号。

其中，接收中频和扫频中频的频率差符合步骤401的计算结果。具体地，可以根据实际需要设定接收中频的频点，再根据频率差确定扫频中频的频点。待中频频点确定后，可以通过本振的设置，将接收载波中心频点和当前要扫描的中心频点的信号转换到相应的接收中频和扫频中频上。

步骤406，对接收中频信号进行中频滤波，以抑制噪声；对扫频中频信号进行中频滤波，以抑制噪声。

本申请中，在得到接收中频信号和扫频中频信号后，对接收中频信号和扫频中频信号进行相应的中频滤波，用于抑制噪声。如前所述，这里的中频滤波对噪声的抑制幅度会影响到步骤401中频率差的计算。

步骤407，对接收中频滤波器和扫频中频滤波器输出的信号分别进行模数转换后采集功率值，并根据扫频通路上采集的功率值大小进行干扰判定。

本步骤中模数转换和干扰判定的处理与现有处理相同，这里就不再赘述。

至此，本申请中的空间干扰自动检测方法结束。按照上述方式处理后，假定接收中频与扫频中频相差123MHz，即f_{IF_RX}-f_{IF_SCAN}＝123，腔体滤波器的滤波带宽为100MHz，即x_max＝100MHz。在上述条件下，由于扫频通道的本振泄露，导致接收本振相噪杂散指标恶化，在x＝100MHz时，造成混叠的最大阻塞频点为f_low-23MHz。而在偏移射频低端f_low的23MHz处，射频滤波器很容易实现40dBc抑制，在中频链路IF Filter可做到40dB抑制，ADC隔离度为60，这样，若带外阻塞信号为0dBm/10kHz(-40dBm/Hz)，那么杂散造成的混叠为：带外阻塞信号幅度-腔体滤波器的抑制幅度-接收中频滤波器的噪声抑制幅度-ADC隔离度＝-40-40-40-60＝-180dBm/Hz，该混叠幅度小于通常的系统噪声要求-170dBm/Hz，因此对接收通道几乎无干扰。

另外，本申请中的扫频通道可以与接收通道一起工作，从而可以通信中实时检测周围环境干扰信号，选取可用频段，汇报给BBU；还可以在接通通道工作前进行扫频，并可以实现更宽带宽范围内的扫频，从而可以在检测到的频段中，选取带宽宽，阻塞小的频段通信，提高通信容量。同时，采用共用射频前端设计，与以往的干扰检测功能相比，器件少，结构简单，功能增强，可用范围更宽，能够大大降低基站成本，增强基站性能，具有很高的利用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种RRU的空间干扰自动检测方法，其特征在于，包括：

所述RRU将接收的信号经过统一的腔体滤波器和放大器后分成两路射频信号，分别为接收射频信号和扫频射频信号；

所述接收射频信号经过接收本振转换成接收中频信号，经过接收中频滤波后再利用模数转换采集功率值；所述扫频射频信号经过扫频本振转换成扫频中频信号，经过接收中频滤波后再利用模数转换采集功率值，根据功率值大小进行干扰判定；

其中，根据所述RRU的频率范围，确定扫频链路带外阻塞信号通过本振混叠到接收中频的射频频点，再根据该频点阻塞信号幅度及系统噪声抑制的要求确定接收通道和扫频通道的隔离度；根据ADC隔离度、带外阻塞信号幅度和系统的噪声要求计算腔体滤波器和中频滤波器所需的抑制幅度为：腔体滤波器和中频滤波器所需的抑制幅度≥带外阻塞-ADC隔离度-系统的噪声抑制要求；再根据腔体滤波器和接收中频滤波器的噪声抑制特性确定腔体滤波器的抑制幅度S_filter的最小值对应的频点f_max，并f_max＝f_low+x_max+f_{IF_SCAN}-f_{IF_RX}确定接收中频信号和扫频中频信号的频率差f_{IF_SCAN}-f_{IF_RX}，f_{IF_RX}为接收中频，f_{IF_SCAN}为扫频中频，f_low为射频工作带宽的最低频点，x_max为腔体滤波器的带宽。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过步进方式变化扫频本振，将扫频射频信号的各个频点，转换成扫频中频信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述RRU开站前和/或工作中，执行所述扫频射频信号经过扫频本振转换、扫频中频滤波并利用模数转换采集功率值和干扰判定的操作。

4.一种RRU的空间干扰自动检测设备，其特征在于，包括：腔体滤波器、放大器、功分器、接收混频器、扫频混频器、接收中频滤波器、扫频中频滤波器、接收ADC单元和扫频ADC单元；

接收信号依次经过腔体滤波器、放大器的处理后，经过功分器分流成两路信号；一路信号经过接收混频器变频成接收中频信号后，再经过接收中频滤波器和接收ADC单元的处理输出；另一路信号经过扫频混频器变频成扫频中频信号，再经过扫频中频滤波器和扫频ADC单元的处理输出，用于进行干扰判定；

其中，根据所述RRU的频率范围，确定扫频链路带外阻塞信号通过本振混叠到接收中频的射频频点，再根据该频点阻塞信号幅度及系统噪声抑制的要求确定接收通道和扫频通道的隔离度；根据ADC隔离度、带外阻塞信号幅度和系统的噪声要求计算腔体滤波器和中频滤波器所需的抑制幅度为：腔体滤波器和中频滤波器所需的抑制幅度≥带外阻塞-ADC隔离度-系统的噪声抑制要求；再根据腔体滤波器和接收中频滤波器的噪声抑制特性确定腔体滤波器的抑制幅度S_filter的最小值对应的频点f_max，并f_max＝f_low+x_max+f_{IF_SCAN}-f_{IF_RX}确定接收中频信号和扫频中频信号的频率差f_{IF_SCAN}-f_{IF_RX}，f_{IF_RX}为接收中频，f_{IF_SCAN}为扫频中频，f_low为射频工作带宽的最低频点，x_max为腔体滤波器的带宽。