CN202957841U - 一种噪声抑制设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种噪声抑制设备及系统，其主要内容为：所述上行基带处理设备，包括模数A/D转换设备、数字下变频设备DDC、载噪比判决电路、数字滤波设备、数字上变频设备DUC和数模D/A转换设备，其中：A/D转换设备与数字下变频设备DDC连接；DDC与载噪比判决电路连接；载噪比判决电路与数字滤波设备连接；数字滤波设备与DUC连接；DUC与D/A转换设备连接，从而实现只对上行有用信号进行放大，而对噪声进行抑制，有效地避免了抬升基站底噪的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种噪声抑制设备及系统。
背景技术
移动通信系统主要由三部分组成：移动台、无线接入网以及核心网。其中，无线接入网包括无线网络控制器和基站。其中，基站的主要作用在于向其网络覆盖范围内的各移动台发送移动通信信号，并接收各移动台发送的移动通信信号，将其转接至核心网。在实际的移动通信系统中，由于地理环境、天气变化或基站覆盖范围调整等原因，基站的网络覆盖范围中难免会存在信号弱覆盖区和信号覆盖盲区，这对于服务质量日益要求提高的移动通信系统是一个普遍的难题。为解决上述技术问题，现有技术提出可以在基站及移动台之间插入LTE数字无线中继覆盖系统，如图1所示。该些无线数字中继覆盖系统可以对基站发射的移动通信信号进行放大处理，从而扩大基站的网络覆盖范围，消除覆盖盲区。
但由于LTE数字无线中继覆盖系统只是对基站发射的移动通信信号进行放大处理，它无法区分有用信号和背景噪声（简称底噪），因此它在放大信号的同时也会抬升施主基站（即发送信号的基站）底噪，从而降低施主基站的上行接收灵敏度。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种噪声抑制设备及系统，用以解决现有技术中存在的LTE数字无线中继覆盖系统在放大信号的同时抬升基站底噪的问题。
本实用新型实施例采用以下技术方案：
一种上行基带处理设备，包括模数A/D转换设备、数字下变频设备DDC、数字上变频设备DUC和数模D/A转换设备，该上行基带处理设备应用于LTE数字无线中继覆盖系统，且该上行基带处理设备还包括：载噪比判决电路，其中：
A/D转换设备，与数字下变频设备DDC连接，对模拟下变频设备发送来的模拟中频信号执行模数A/D转换，将得到的多个数字子频带信号发送给DDC；
DDC，与载噪比判决电路连接，分别对各数字子频带信号执行数字下变频处理后，将得到的多个子频带基带信号作为所述载噪比判决电路的输入信号；
载噪比判决电路，与DUC连接，通过比较各子频带基带信号的载噪比与设定的载噪比阈值，将载噪比大于所述载噪比阈值的子频带基带信号发送给DUC，以及关断载噪比不大于所述载噪比阈值的子频带基带信号的发送时隙；
DUC，与D/A转换设备连接，对接收到的子频带基带信号执行数字上变频处理，将得到相应的数字射频信号作为所述D/A转换设备的输入信号；
D/A转换设备，对接收的数字射频信号执行数模D/A转换，获得模拟中频信号，并将所述模拟中频信号发送给模拟上变频设备。
一种LTE数字无线中继覆盖系统，包括上行传输子系统和下行传输子系统，该上行传输子系统包括：模拟下变频设备、上行基带处理设备和模拟上变频设备；其中：
模拟下变频设备，与上行基带处理设备连接，对上行低噪声放大设备发送来的上行射频信号执行模拟下变频处理，将得到的模拟中频信号发送给上行基带处理设备；
上行基带处理设备，与模拟上变频设备连接，对模拟下变频设备发送来的模拟中频信号依次执行模数A/D转换和数字下变频处理，得到多个子频带基带信号，分别比较各子频带基带信号的载噪比与设定的载噪比阈值，关断载噪比不大于所述载噪比阈值的子频带基带信号的发送时隙，对载噪比大于所述载噪比阈值的子频带基带信号依次执行数字上变频处理和数模D/A转换后获得的模拟中频信号发送给模拟上变频设备；
模拟上变频设备，将接收到的模拟中频信号进行上变频处理，得到模拟射频信号，并将所述模拟射频信号发送给上行放大设备。
本实用新型实施例的有益效果如下：
本实用新型实施例通过在LTE数字无线中继覆盖系统上行传输方向增加载噪比判决电路，对载噪比不大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号执行关断发送时隙的操作，只将载噪比大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号发送至数字上变频设备，使得该LTE数字无线中继覆盖系统只对上行有用信号进行放大，而对噪声进行抑制，有效地避免了抬升基站底噪的问题。
附图说明
图1为背景技术提供的一种基站、LTE数字无线中继覆盖系统与移动台的组网示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种上行基带处理设备的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种噪声抑制方法的方法流程图；
图4为本实用新型实施例提供的用于LTE-FDD系统（也称FDD-LTE系统）或LTE-FDD Advance系统（也称FDD-LTE Advance系统）的LTE数字无线中继覆盖系统的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的用于LTE-TDD系统（也称TDD-LTE系统、TD-LTE系统）或LTE-TDD Advance系统（也称TDD-LTE Advance系统、TD-LTEAdvance系统）的LTE数字无线中继覆盖系统的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的LTE数字无线中继覆盖系统在放大信号的同时抬升基站底噪的问题，本实用新型实施例提供了一种LTE数字无线中继覆盖系统及上行基带处理设备。通过在LTE数字无线中继覆盖系统上行传输方向增加载噪比判决电路，对载噪比不大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号执行关断发送时隙的操作，只将载噪比大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号发送至数字上变频设备，使得该LTE数字无线中继覆盖系统只对上行有用信号进行放大，而对噪声进行抑制，有效地避免了抬升基站底噪的问题。
需要说明的是，本实用新型各实施例的方案是以OFDMA（OrthogonalFrequency Division Multiple Access正交频分多址）和SC-FDMA（Single-carrierFrequency-Division Multiple Access，单载波分频多工）多址接入技术为基础进行处理的。
以下结合说明书附图对本实用新型的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施列中的特征可以互相结合。
如图2所示，为本实用新型实施例提供的一种上行基带处理设备的内部结构示意图，其包括：模数A/D转换设备31、数字下变频设备（Digital DownConverter，DDC）32、载噪比判决电路33、数字上变频设备（Digital UpConverter，DUC）34以及数模D/A转换设备35。其中，
A/D转换设备31，与DDC 32连接，对模拟下变频设备发送来的模拟中频信号执行模数A/D转换，将得到的多个数字子频带信号发送给DDC 32；
DDC 32，与载噪比判决电路33连接，分别对各数字子频带信号执行数字下变频处理后，将得到的多个子频带基带信号作为载噪比判决电路33的输入信号；
载噪比判决电路33，与DUC 34连接，通过比较各子频带基带信号的载噪比与设定的载噪比阈值，将载噪比大于载噪比阈值的子频带基带信号发送给DUC 34，以及关断载噪比不大于载噪比阈值的子频带基带信号的发送时隙；
DUC 34，与D/A转换设备35连接，对接收到的子频带基带信号执行数字上变频处理，将得到相应的数字射频信号作为D/A转换设备35的输入信号；
D/A转换设备35，对接收的数字射频信号执行数模D/A转换，获得模拟中频信号，并将所述模拟中频信号发送给模拟上变频设备。
可选的，该上行基带处理设备还可以包括：数字滤波设备36，连接载噪比判决电路33与DUC 34，对载噪比大于载噪比阈值的子频带基带信号中的噪声进行过滤，并将得到的滤噪后的子频带基带信号发送给DUC 34。
本实用新型实施例中通过在对载噪比大于载噪比阈值的子频带基带信号执行数字上变频处理之前，对其进行噪声过滤，可以有效的对在载噪比判决电路33中产生的额外的噪声进行抑制，进一步减少基站底噪。
需要说明的是，载噪比判决电路可以包括一个比较电路和一个选择电路，其中，比较电路用于将确定的每一个子频带基带信号的载噪比与设定的载噪比阈值进行比较；选择电路，用于根据比较结果触发触发不同的设备。比较电路与选择电路的具体结构不做限制，只要能够分别实现比较与选择功能即可，这里不做具体限定。
可选的，该上行基带处理设备可以采用现场可编程门阵列芯片（Field-Programmable Gate Array，FPGA）、复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，CPLD)或数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)来实现。
在上述实施例的同一构思下的一种噪声抑制方法，如图3所示，具体包括：
步骤11，通过对模拟下变频设备发送来的模拟中频信号执行模数A/D转换，得到多个数字子频带信号；
步骤12，通过分别对各数字子频带信号执行数字下变频处理，得到多个子频带基带信号；
需要说明的是，得到的子频带基带信号的子载波数量将根据基站配置和实际网络情况进行确定，这里不限定子频带基带信号的子载波数量。
步骤13，分别比较各子频带基带信号的载噪比与设定的载噪比阈值；在比较出子频带基带信号的载噪比大于载噪比阈值时，执行步骤14；在比较出子频带基带信号的载噪比小于载噪比阈值时，执行步骤15；
考虑算法误差和留有余量，该设定的载噪比阈值的取值范围为1～20dB。
较优地，该设定的载噪比阈值可以为9dB。
需要说明的是，该设定的载噪比阈值可以根据LTE标准的演化进行修改，也可以根据实际需要进行设置，这里不做具体限定。
步骤14，执行数字上变频处理，得到相应的数字射频信号，并将该数字射频信号执行数模D/A转换后获得的模拟中频信号发送给模拟上变频设备；
可选的，由于在步骤13比较各子频带基带信号的载噪比与设定的载噪比阈值的过程中，可能会产生一些杂散的噪声信号，因此在执行步骤14之前，还可以进行噪声过滤处理，再对滤噪后的子频带基带信号执行数字上变频处理，得到相应的数字射频信号，并将该数字射频信号执行数模D/A转换后获得的模拟中频信号发送给模拟上变频设备。
步骤15，关断载噪比不大于载噪比阈值的子频带基带信号的发送时隙。
综上所述，本实用新型实施例通过在LTE数字无线中继覆盖系统的上行传输方向增加对OFDMA和SC-FDMA多址接入子频带基带信号载噪比的判断过程，对载噪比不大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号执行关断发送时隙的操作，而只对载噪比大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号执行数字上变频处理，使得该LTE数字无线中继覆盖系统只对上行有用信号进行放大，而对噪声进行抑制，有效地避免了抬升基站底噪的问题。
基于上述的上行基带处理设备，本实用新型实施例还提供一种LTE数字无线中继覆盖系统，该LTE数字无线中继覆盖系统可以应用于频分双工长期演进系统（Long Term Evolution-Frequency Division Duplexing，LTE-FDD或FDD-LTE）、高级频分双工长期演进系统系统(Long Term Evolution-FrequencyDivision Duplexing Advance，LTE-FDD Advance或FDD-LTE Advance)、时分双工长期演进系统（Long Term Evolution-Temp Division Duplexing，LTE-TDD或TDD-LTE或TD-LTE），高级时分双工长期演进系统(Long Term Evolution-TempDivision Duplexing Advance，LTE-TDD Advance或TDD-LTE Advance或TD-LTE Advance)。
如图4所示，为用于LTE-FDD系统（也称FDD-LTE系统）、LTE-FDDAdvance系统（也称FDD-LTE Advance系统）的LTE数字无线中继覆盖系统的结构示意图。其中，该LTE数字中继覆盖系统包括上行传输子系统和下行传输子系统。
进一步地，该下行传输子系统可以包括：依次连接的DT端双工设备、下行低噪声放大设备、模拟下变频设备、下行基带处理设备、模拟上变频设备、下行放大设备和MT端双工设备。其中，DT端双工设备通过天线与基站连接，MT端双工设备通过天线与移动台（例如移动终端）连接。该上行传输子系统可以包括：依次连接的MT端双工设备、上行低噪声放大设备、模拟下变频设备、上行基带处理设备、模拟上变频设备、上行放大设备和DT端双工设备。其中，上行基带处理设备包括依次连接的模数A/D转换设备、数字下变频设备DDC、载噪比判决电路、数字滤波设备、数字上变频设备DUC和数模D/A转换设备。
具体地，上述图4所示的LTE数字无线中继覆盖系统上行传输子系统中包含的各器件的功能如下：
MT端双工设备通过覆盖天线接收移动终端的上行射频信号，并滤除其中的无用信号后，发送给上行低噪声放大设备；
上行低噪声放大设备接收上行射频信号后，将其的信号幅度放大，发送给模拟下变频设备；
模拟下变频设备对接收到的上行射频信号进行下变频处理，得到模拟中频信号，并将该模拟中频信号发送至上行基带处理设备的A/D转换设备；
上行基带处理设备的A/D转换设备对模拟下变频设备发送来的模拟中频信号执行模数A/D转换，将得到的多个数字子频带信号（由多个子载波组合而成，子载波的数量可以根据基站配置和实际网络情况进行调整）发送给DDC；DDC分别对各数字子频带信号执行数字下变频处理后，将得到的多个子频带基带信号作为载噪比判决电路的输入信号；载噪比判决电路通过比较各子频带基带信号的载噪比与设定的载噪比阈值，将载噪比大于载噪比阈值的子频带基带信号发送给数字滤波设备，以及关断载噪比不大于载噪比阈值的子频带基带信号的发送时隙；数字滤波设备对载噪比大于载噪比阈值的子频带基带信号中的噪声进行过滤，并将得到的滤噪后的子频带基带信号发送给DUC；DUC对接收到的子频带基带信号执行数字上变频处理，将得到相应的数字射频信号发送至D/A转换设备；D/A转换设备对接收的数字射频信号执行数模D/A转换，并将获得的模拟中频信号发送给模拟上变频设备；
模拟上变频设备将接收到的模拟中频信号信号进行上变频处理，得到模拟射频信号，并将所述模拟射频信号发送给上行放大设备；
上行放大设备将接收到的模拟射频信号的信号幅度放大后，发送至DT端双工设备；
DT端双工设备将接收的放大后的模拟射频信号进行滤波，并将滤波后的模拟射频信号通过天线发送至基站。
综上所述，本实用新型实施例提供的LTE数字无线中继覆盖系统通过执行对子频带基带信号的载噪比判断，对载噪比不大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号执行关断发送时隙的操作，而只对载噪比大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号执行数字上变频处理，使得该LTE数字无线中继覆盖系统只对上行有用信号进行放大，而对噪声进行抑制，最终使得基站上行接入噪声电平可以低于-123dBm/100KHz。
如图5所示，为用于LTE-TDD系统（也称TDD-LTE系统、TD-LTE系统）LTE-TDD Advance系统（也称TDD-LTE Advance系统、TD-LTE Advance系统）的LTE数字无线中继覆盖系统的结构示意图。该LTE数字无线中继覆盖系统也包括上行传输子系统和下行传输子系统。相比于图4所示的LTE数字无线中继覆盖系统，图5中的MT端滤波设备和MT端环形设备替代了图4中的MT端双工设备，图5中的DT端滤波设备和DT端环形设备替代了图4中的DT端双工设备。
具体地，在上行传输子系统中，MT端滤波设备与MT端环形设备连接，将通过覆盖天线接收到的上行射频信号滤波后，发送给MT端环形设备；MT端环形设备，与上行低噪声放大设备连接，将接收到的上行射频信号发送给上行低噪声放大设备。DT端环形设备与上行放大设备连接，将接收到的模拟射频信号发送给DT端滤波设备；DT端滤波设备，与DT端环形设备连接，对接收到的模拟射频信号滤波处理，将滤波后的模拟射频信号通过天线发送至基站。由于图5所示的LTE数字无线中继覆盖系统中除MT端滤波设备、MT端环形设备、DT端滤波设备和DT端环形设备之外的其他器件的结构和功能均与图4所示的LTE数字无线中继覆盖系统相同，这里不再赘述。
综上所述，本实用新型实施例通过在LTE数字无线中继覆盖系统的上行传输方向增加对子频带基带信号载噪比的判断过程，对载噪比不大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号执行关断发送时隙的操作，而只对载噪比大于设定的载噪比阈值的子频带基带信号执行数字上变频处理，使得该LTE数字无线中继覆盖系统只对上行有用信号进行放大，而对噪声进行抑制，有效地避免了抬升基站底噪的问题。
另外，本实用新型实施例中的LTE数字无线中继覆盖系统与其他LTE数字无线中继覆盖系统相比，还具有以下优点：
1、有效地避免了为降低底噪对基站的干扰而人为的降低上行增益，从而使得网络覆盖上下行不平衡的缺陷。
2、基于该LTE数字无线中继覆盖系统的上行噪声抑制功能，在同一个基站下可以并联多台LTE数字无线中继覆盖系统而不抬升基站的底噪，能够极大的改善基站的上行接收灵敏度，并极大的降低网络建设成本。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种上行基带处理设备，包括模数A/D转换设备、数字下变频设备DDC、数字上变频设备DUC和数模D/A转换设备，其特征在于，该上行基带处理设备应用于LTE数字无线中继覆盖系统，且该上行基带处理设备还包括：载噪比判决电路，其中：
A/D转换设备，与数字下变频设备DDC连接，对模拟下变频设备发送来的模拟中频信号执行模数A/D转换，将得到的多个数字子频带信号发送给DDC；
DDC，与载噪比判决电路连接，分别对各数字子频带信号执行数字下变频处理后，将得到的多个子频带基带信号作为所述载噪比判决电路的输入信号；
载噪比判决电路，与DUC连接，通过比较各子频带基带信号的载噪比与设定的载噪比阈值，将载噪比大于所述载噪比阈值的子频带基带信号发送给DUC，以及关断载噪比不大于所述载噪比阈值的子频带基带信号的发送时隙；
DUC，与D/A转换设备连接，对接收到的子频带基带信号执行数字上变频处理，将得到相应的数字射频信号作为所述D/A转换设备的输入信号；
D/A转换设备，对接收的数字射频信号执行数模D/A转换，获得模拟中频信号，并将所述模拟中频信号发送给模拟上变频设备。
2.如权利要求1所述的上行基带处理设备，其特征在于，还包括：
数字滤波设备，连接载噪比判决电路与DUC，对载噪比大于所述载噪比阈值的子频带基带信号中的噪声进行过滤，并将得到的滤噪后的子频带基带信号发送给DUC。
3.如权利要求1或2所述的上行基带处理设备，其特征在于，所述上行基带处理设备采用现场可编程门阵列芯片FPGA、复杂可编程逻辑器件CPLD或数字信号处理器DSP实现。
4.一种LTE数字无线中继覆盖系统，包括上行传输子系统和下行传输子系统，所述上行传输子系统包括：模拟下变频设备、上行基带处理设备和模拟上变频设备，其特征在于，其中:
模拟下变频设备，与上行基带处理设备连接，对上行低噪声放大设备发送来的上行射频信号执行模拟下变频处理，将得到的模拟中频信号发送给上行基带处理设备；
上行基带处理设备，与模拟上变频设备连接，对模拟下变频设备发送来的模拟中频信号依次执行模数A/D转换和数字下变频处理，得到多个子频带基带信号，分别比较各子频带基带信号的载噪比与设定的载噪比阈值，关断载噪比不大于所述载噪比阈值的子频带基带信号的发送时隙，对载噪比大于所述载噪比阈值的子频带基带信号依次执行数字上变频处理和数模D/A转换后获得的模拟中频信号发送给模拟上变频设备；
模拟上变频设备，将接收到的模拟中频信号进行上变频处理，得到模拟射频信号，并将所述模拟射频信号发送给上行放大设备。
5.如权利要求4所述的LTE数字无线中继覆盖系统，其特征在于，所述上行传输子系统还包括：MT端双工设备、上行低噪声放大设备，上行放大设备和DT端双工设备，其中：
MT端双工设备，与上行低噪声放大设备连接，将通过覆盖天线接收到的上行射频信号滤波后，发送给上行低噪声放大设备；
上行低噪声放大设备，与模拟下变频设备连接，将接收到的上行射频信号的信号幅度放大后，发送给模拟下变频设备；
上行放大设备，与模拟上变频设备连接，将接收到的模拟射频信号的信号幅度放大后，发送至DT端双工设备；
DT端双工设备，与上行放大设备连接，将接收到的模拟射频信号滤波后，通过天线发送至基站。
6.如权利要求4所述的LTE数字无线中继覆盖系统，其特征在于，所述上行传输子系统还包括：MT端环形设备、MT端滤波设备、上行低噪声放大设备，上行放大设备、DT端环形设备和DT端滤波设备，其中，
MT端滤波设备，与MT端环形设备连接，将通过覆盖天线接收到的上行射频信号滤波后，发送给MT端环形设备；
MT端环形设备，与上行低噪声放大设备连接，将接收到的上行射频信号发送给上行低噪声放大设备；
上行低噪声放大设备，与模拟下变频设备连接，将接收到的上行射频信号的信号幅度放大后，发送给模拟下变频设备；
上行放大设备，与模拟上变频设备连接，将接收到的模拟射频信号的信号幅度放大后，发送至DT端环形设备；
DT端环形设备，与上行放大设备连接，将接收到的模拟射频信号发送给DT端滤波设备；
DT端滤波设备，与DT端环形设备连接，对接收到的模拟射频信号进行滤波处理，将滤波后的模拟射频信号通过天线发送至基站。
7.如权利要求4~6任一项所述的LTE数字无线中继覆盖系统，其特征在于，所述LTE数字无线中继覆盖系统应用于频分双工长期演进系统LTE-FDD系统、FDD-LTE系统、高级频分双工长期演进系统LTE-FDD Advance系统、FDD-LTE Advance系统、时分双工长期演进系统LTE-TDD系统、TDD-LTE系统、TD-LTE系统、高级时分双工长期演进系统LTE-TDD Advance系统、TDD-LTE Advance系统或TD-LTE Advance系统。
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