CN112671500B - 一种同频干扰抑制方法及相应的通信终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同频干扰抑制方法及相应的通信终端。该方法用于通信终端，通信终端包括控制端和至少两个天线；该方法包括：步骤S1：控制端获得用户通信过程中的参考信号接收功率；步骤S2:根据所述参考信号接收功率，判断是否选择相应的天线进行切换。该方法不需要对现有网络进行改动，仅改变通信终端的结构，即可实现使得用户只通过一个定向天线与服务小区进行数据交换，而无法与非服务小区进行数据交换，保证了频谱利用率的同时有效抑制带状覆盖小区的同频干扰问题。

Description

一种同频干扰抑制方法及相应的通信终端

技术领域

本发明涉及一种同频干扰抑制方法，同时也涉及相应的通信终端，属于通信技术领域。

背景技术

所谓同频干扰，即当无用信号和有用信号使用相同的载频时，无用信号对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。针对小区制通信系统，为了提高频率的利用率，增加系统的容量，一般采用频率复用的方式实现数据传输。这就导致在供应商覆盖的服务区域内，存在着很多使用同一频率的小地理区域，因此小地理区域就被称为同频小区。而这些同频小区之间产生的干扰就被称为同频干扰。当前我国的通信系统一般都采用频率复用的技术，以增加频谱的效率。当小地理区域不断地分裂，使得基站的服务区不断被缩小，同频复用的系数不断增加，大量的同频干扰就会取代人为噪声及其它的干扰，成为对小区制通信系统最主要的约束。这时候，移动无线电环境就会由过去的噪声受限环境转变为干扰受限环境。

在铁路、公路、海岸等场景中，小区常常采用带状覆盖方式。如铁路场景中的LTE-R系统，该系统为带状覆盖，多采用同频组网模式，这是一种灵活的组网方式，不需要对频谱进行规划。同频组网的方式使频率复用系数为1或者接近于1，从而有效地提升了频谱利用率。然而，两个相邻小区之间的通信用户在与基站进行通信时使用相同的频谱资源，会让使用该频谱资源的用户受到严重的小区间干扰。因此，带状覆盖小区同频组网提升系统频谱利用率的同时也随之引入同频干扰问题也亟待解决。

目前，抑制LTE-R系统小区间同频干扰的办法主要为部分频率方案以及软频率复用方案，这两种方案具有部署灵活简单，抗干扰效果明显的优点，但都有频谱资源利用不充分的缺点。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种同频干扰抑制方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种通信终端。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种同频干扰抑制方法，应用于通信终端，所述通信终端包括控制端和至少两个天线；所述方法包括如下步骤：

步骤S1：所述控制端获得用户通信过程中的参考信号接收功率；

步骤S2:根据所述参考信号接收功率，判断是否选择相应的天线进行切换。

其中较优地，步骤S2中，将所述参考信号接收功率与预先设置的最大参考信号接收功率和最小参考信号接收功率进行比较，确定是否选择相应的天线进行切换。

其中较优地，当所述参考信号接收功率大于所述最大参考信号接收功率时，所述控制端控制将当前进行数据收发的天线切换至另一个天线进行数据收发，之后继续执行所述步骤S1。

其中较优地，当所述参考信号接收功率小于所述最大参考信号接收功率并且大于最小参考信号接收功率时，继续执行所述步骤S1。

其中较优地，当所述参考信号接收功率小于所述最小参考信号接收功率时，所述控制端控制将当前进行数据收发的天线切换至另一个天线进行数据收发，之后继续执行所述步骤S1。

根据本发明实施的第二方面，提供一种通信终端，包括控制端、两个天线及对应于每个天线分别设置的切换端；所述控制端分别与每个所述切换端连接，每个所述切换端与对应的天线连接；

所述控制端，用于获得用户通信过程中的参考信号接收功率，并根据所述参考信号接收功率，判断是否控制所述切换端，以选择相应的天线进行切换。

其中较优地，所述控制端采用软件无线电模块实现。

其中较优地，每一个所述天线采用定向天线实现。

其中较优地，所述定位天线设置在所述通信终端垂直方向上，并且两个所述定位天线互相垂直并且斜向上。

其中较优地，所述切换端采用可调衰减器实现，所述控制端控制所述可调衰减器调至最大，以关闭与所述可调衰减器连接的天线所在的通信通路，所述控制端控制可调衰减器调至最小，以使得用户通过与所述可调衰减器连接的天线实现数据的收发。

本发明所提供的同频干扰抑制方法及相应的通信终端不需要对现有网络进行改动，仅改变通信终端的结构，将原有的通信终端改变为两个定向天线以及用于控制它们的软件无线电模块及其可调衰减器，设备结构简单。另一方面，根据获得的用户通信过程中的参考信号接收功率，判断是否选择相应的天线进行切换，使得用户只通过一个定向天线与服务小区进行数据交换，而无法与非服务小区进行数据交换，保证了频谱利用率的同时有效抑制带状覆盖小区的同频干扰问题。

附图说明

图1为本发明所提供的同频干扰抑制方法的流程图；

图2为本发明所提供的通信终端与基站进行数据交互的示意图；

图3为本发明所提供的同频干扰抑制方法的具体实现过程示意图；

图4为本发明所提供的通信终端的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容做进一步的详细说明。

为了解决带状覆盖小区同频组网提升系统频谱利用率的同时随之引入的同频干扰问题，如图1所示，本发明提供一种同频干扰抑制方法，应用于如图2所示的通信终端10，其包括控制端11和两个天线12。该方法包括如下步骤：

步骤S1：控制端获得用户通信过程中的参考信号接收功率。

以铁路场景中的LTE-R系统为例，用户与某一服务小区进行数据交互时，通过通信终端10选择与该服务小区的基站对应的天线从基站获得下行信号，并对下行信号进行解调，得到基站端发送的数据，用户根据所接收的来自基站的数据，通过该天线向对应的基站发送上行信号，以便基站解调上行信号后，得到用户反馈的数据。

由于用户在与某一服务小区进行数据交互的过程中一直处于移动的状态，也就是说用户不是原地不动的站在一个位置上实现与某一服务小区进行数据交互。那么，用户与某一服务小区进行数据交互时，通信终端10选择与某一服务小区的基站对应的天线与基站实现数据交互，该天线与基站之间构成通信通路，随着用户的移动，处于该通信通路的参考信号接收功率(简称RSRP)的数值持续在变化。因此，在用户移动的过程中，可以通过控制端11对处于该通信通路的参考信号接收功率(简称RSRP)的数值进行实时监测，以获得用户通信过程中的参考信号接收功率。通过获得的用户通信过程中的参考信号接收功率，可以确定用户接收的基站发送的下行信号的强弱。其中，控制端11可以采用软件无线电模块(简称软件无线电)实现。

可选的，每一个天线12可以采用定向天线。该定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波特别强，而在其它方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。如图2所示，两个定位天线设置在通信终端10垂直方向上，并且两个定位天线互相垂直并且斜向上。这样，设置定位天线的好处是，在用户移动的过程中，保证每个定位天线仅向该天线方向的基站接收下行信号或发送上行信号。

步骤S2:根据参考信号接收功率，判断是否选择相应的天线进行切换。

将控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率与预先设置的最大参考信号接收功率和最小参考信号接收功率进行比较，确定是否选择相应的天线进行切换。具体的说，如图3所示，当控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率大于最大参考信号接收功率时，控制端控制将当前进行数据收发的天线切换至另一个天线进行数据收发，从而通过另一个天线与同一个服务小区进行数据交互。并且，将当前进行数据收发的天线切换至另一个天线后，继续执行步骤S1。因此，对于用户而言，只通过一个定向天线与服务小区进行数据交换，而无法与非服务小区(如相邻小区)进行数据交换，有效降低了来自非服务小区对用户的同频干扰。

在本发明的一个实施例中，假设预先设置的最大参考信号接收功率为-85dBm，最小参考信号接收功率为-105dBm；当控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率大于-85dBm，并且用户移动到正对当前服务小区的基站的中心位置时，此时用户接收的基站发送的下行信号的强度很高，由于天线距离基站越近，用户侧的通信终端接收到的下行信号的强度越高，随着用户的移动，当前进行数据收发的天线将远离基站，而另一个天线将慢慢靠近基站，因此，将当前即将远离基站的天线切换至另一个将要靠近基站的天线，可以保证用户接收到的来自基站发送的下行信号的强度不会衰弱。

如图3所示，当控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率小于最大参考信号接收功率并且大于最小参考信号接收功率时，即该参考信号接收功率小于-85dBm并且大于-105dBm时，说明用户未移动到小区的边缘，因此不需要从当前数据收发的天线切换至另一个天线，用户继续与当前服务小区进行数据交互，不需要进行越区切换。也就是说，用户不需要从当天服务小区切换至另一个服务小区进行数据交互，继续通过控制端获得用户通信过程中的参考信号接收功率(执行步骤S1)。该过程同样只通过一个定向天线与服务小区进行数据交换，而无法与非服务小区进行数据交换，有效降低了来自非服务小区对用户的同频干扰。

如图3所示，当控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率小于最小参考信号接收功率时，即该参考信号接收功率小于-105dBm并且大于-105dBm时，说明用户移动到小区边缘，需要进行越区切换，此时需要从当前数据收发的天线切换至另一个天线，以实现用户与下一个服务小区进行数据交互，并继续通过控制端获得用户通信过程中的参考信号接收功率(执行步骤S1)。该过程也保证了只通过一个定向天线与服务小区进行数据交换，而无法与非服务小区进行数据交换，有效降低了来自非服务小区对用户的同频干扰。

此外，如图4所示，本发明还提供了一种通信终端，包括控制端11、两个天线12及对应于每个天线12分别设置的切换端13；控制端11分别与每个切换端13连接，每个切换端13与对应的天线连接。

控制端11，用于获得用户通信过程中的参考信号接收功率，并根据参考信号接收功率，判断是否控制切换端13，以选择相应的天线进行切换。

具体的说，控制端11可以采用软件无线电模块(简称软件无线电)实现，通过软件无线电模块实现对处于该通信通路的参考信号接收功率的数值进行实时监测，以获得用户通信过程中的参考信号接收功率。

可选的，每一个天线12可以采用定向天线。如图2所示，两个定位天线12设置在通信终端10垂直方向上，并且两个定位天线12互相垂直并且斜向上。这样，设置定位天线12的好处是，在用户移动的过程中，保证每个定位天线12仅向该天线方向的基站接收下行信号或发送上行信号。

同样将控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率与预先设置的最大参考信号接收功率和最小参考信号接收功率进行比较，确定是否选择相应的天线进行切换。当控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率大于最大参考信号接收功率时，控制端控制与当前天线12连接的切换端13，以关闭当前通信通路，并控制与另一个天线12连接的切换端13，以使得用户通过另一个天线与同一个服务小区进行数据交互。其中，切换端13可以采用可调衰减器实现，通过控制端控制可调衰减器13调至最大，以关闭与该可调衰减器13连接的天线所在的通信通路，控制端控制可调衰减器13调至最小，以使得用户通过与该可调衰减器13连接的天线实现数据的收发。

当控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率小于最大参考信号接收功率并且大于最小参考信号接收功率时，说明用户未移动到小区的边缘，用户继续与当前服务小区进行数据交互，不需要进行越区切换，继续通过控制端获得用户通信过程中的参考信号接收功率。

当控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率小于最小参考信号接收功率时，说明用户移动到小区边缘，需要进行越区切换，此时需要从当前数据收发的天线切换至另一个天线，以实现用户与下一个服务小区进行数据交互，并继续通过控制端获得用户通信过程中的参考信号接收功率。同样，通过控制端控制与当前天线连接的可调衰减器13调至最大，以关闭当前天线所在的通信通路，控制端控制与另一个天线连接的可调衰减器13调至最小，以使得用户通过另一个天线实现数据的收发。

本发明所提供的同频干扰抑制方法及相应的通信终端不需要对现有网络进行改动，仅改变通信终端的结构，将原有的通信终端改变为两个定向天线以及用于控制它们的软件无线电模块及其可调衰减器，设备结构简单。另一方面，根据获得的用户通信过程中的参考信号接收功率，判断是否选择相应的天线进行切换，使得用户只通过一个定向天线与服务小区进行数据交换，而无法与非服务小区进行数据交换，保证了频谱利用率的同时有效抑制带状覆盖小区的同频干扰问题。

以上对本发明所提供的同频干扰抑制方法及相应的通信终端进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将属于本发明专利权的保护范围。

Claims (2)

1.一种通信终端，其特征在于包括控制端、两个天线及对应于每个天线分别设置的切换端；所述控制端分别与每个所述切换端连接，每个所述切换端与对应的天线连接；

所述控制端，用于获得用户通信过程中的参考信号接收功率，并根据所述参考信号接收功率，判断是否控制所述切换端，以选择相应的天线进行切换；

所述控制端采用软件无线电模块实现；

每一个所述天线采用定位天线实现，所述定位天线仅向位于所述定位天线的天线方向上的基站接收下行信号或发送上行信号；

所述切换端采用可调衰减器实现，所述控制端控制所述可调衰减器调至最大，以关闭与所述可调衰减器连接的天线所在的通信通路，所述控制端控制可调衰减器调至最小，以使得用户通过与所述可调衰减器连接的天线实现数据的收发；

所述定位天线设置在所述通信终端垂直方向上，并且两个所述定位天线互相垂直并且斜向上，两个所述定位天线被设计为满足：当所述控制端获得的用户通信过程中的参考信号接收功率大于最大参考信号接收功率时，所述控制端控制将当前进行数据收发的定位天线切换至另一个定位天线进行数据收发；当所述参考信号接收功率小于所述最大参考信号接收功率并且大于最小参考信号接收功率时，继续获得用户通信过程中的参考信号接收功率；当所述参考信号接收功率小于所述最小参考信号接收功率时，所述控制端控制将当前进行数据收发的定位天线切换至另一个定位天线进行数据收发。

2.一种同频干扰抑制方法，基于权利要求1所述的通信终端实现，其中所述通信终端包括控制端和两个天线；其特征在于包括如下步骤：

步骤S1.所述控制端获得用户通信过程中的参考信号接收功率；

步骤S2.根据所述参考信号接收功率，判断是否选择相应的天线进行切换；其中，将所述参考信号接收功率与预先设置的最大参考信号接收功率和最小参考信号接收功率进行比较，确定是否选择相应的天线进行切换，当所述参考信号接收功率大于所述最大参考信号接收功率时，所述控制端控制将当前进行数据收发的天线切换至另一个天线进行数据收发，继续执行所述步骤S1；当所述参考信号接收功率小于所述最大参考信号接收功率并且大于最小参考信号接收功率时，继续执行所述步骤S1；当所述参考信号接收功率小于所述最小参考信号接收功率时，所述控制端控制将当前进行数据收发的天线切换至另一个天线进行数据收发，继续执行所述步骤S1。