专利名称：一种降低微波通信系统中邻频干扰提高频点复用率的方法
技术领域：
本发明涉及在通信系统中利用超导滤波器技术降低微波通讯过程中的邻频干扰，提高邻频载干比和频点复用率的方法，属于通信技术领域。
背景技术：
在微波通讯领域中，尤其是对于目前正在被普遍使用的GSM或CDMA移动通讯系统网络，频率资源是最重要的资源之一，如何降低网络中邻频干扰，提高邻频载干比，提高频点的复用效率是各个移动运营商普遍关心的问题。
以蜂窝网为例，分配频率时，第k个小区的分配频道为k，k+n，k+2n，k+3n，....例如，对于频率复用模式为12的TACS蜂窝网，n＝12，每个频点是25k，临近频率的最小间隔是300kHz，对于频率复用模式为4×3的GSM系统，每个频点为200kHz，小区内相邻频道的最小间隔为2400kHz。上面的频点分配和复用方法，是比较典型的，在频率比较紧张的地区，也有采用复用率更高的频率复用方案的，同频和邻频载干比会严重下降，影响运营商的服务质量，这主要是因为邻频干扰造成的。假设临近频道的发射功率相同，可以考虑在收发信机的前端设置滤波器，但主要靠收发信机解调前滤波器陡峭的衰减特性，对邻近频道干扰提供足够的带阻衰减量。比如从移动通信的实际情况出发，当一个具有一定发射功率的移动台靠近被干扰的邻道收发信机时，发信机的邻道辐射可能接近或超过收发信机的灵敏度，使得收发信机不能正常工作。但如果能够利用超导滤波器技术极大的降低邻频干扰，提高收发信机的邻道选择性，提高邻频载干比，情况就大不相同了。
收发信机邻道选择性是指收发信机抑制邻道干扰的能力，它主要由收发信机各路信号处理单元中的滤波器带外抑制能力决定，如果收发信机具有良好的邻道选择性，能够最大限度的衰减发信机边带扩展落到被干扰收发信机组大区域的干扰，则可以减轻邻道干扰的影响。
发明内容
为了克服微波通信系统中邻频干扰大和频点复用率低的问题，本发明提出了一种利用超导滤波器技术极大地降低邻频干扰，提高频点复用率的方法。
本发明提供的降低微波通信系统中邻频干扰提高频点复用率的方法，其特征在于，该方法通过如下步骤对微波通信系统的收发信机进行改造1)首先根据通信系统的工作频率，选择中心频率相一致的超导滤波器组；2)再根据滤波器在收发信机中的不同位置，在中心频率相一致的超导滤波器组中，进一步选择与信道工作频点和频点通带宽度相一致的超导滤波器；3)将设置在收信机各路信号处理单元中的本征振荡器和后级放大器之间的非超导滤波器改换成第2)步确定的超导滤波器；4)将设置在发信机各路信号处理单元中的本征振荡器和后级放大器之间的非超导滤波器改换成第2)步确定的超导滤波器；通信系统的合分路单元传递的上行信号经过上述超导滤波器后，邻道干扰噪声被衰减，邻频载干比被提高，使得相邻频点的频道间隔数减少，从而提高了频点的复用效率。
为了进一步提高抗干扰能力，还可以根据通信系统的工作频率、信道工作频点和频点通带宽度选择中心频率相一致，通带宽度能够覆盖通信系统收发信机所有频点的多频点超导滤波器；并用其替换通信系统合分路单元中的非超导滤波器，以进一步提高系统的载干比。
本发明所述的通信系统为利用微波进行通信的设备或基站，比如GSM基站、CDMA基站、通信雷达、航天设备、飞机导航设备或其他的微波通讯设施。
本发明所述的超导滤波器是指用超导材料做成的滤波器系统，具有极小的带内插损，极高的带外抑制和带边陡峭度。
本发明所述的方法不仅能够极大的改善通讯系统基站的邻频抗干扰能力，提高收发信机的邻道选择性，而且可以大大通讯系统基站的频点复用间隔，为网络优化、提高频点的复用提供了新的方法，对于优化通讯网络的结构，提高频率资源的利用效率，降低运营商的运营成本具有重要意义。因此，本发明提出的超导滤波器和通信技术的结合，大大提高了频率资源的使用效率，为无线通讯网络的优化和降低运营商的运营成本开辟了新的途径，代表了未来通信技术的发展趋势，有着巨大的市场价值。
图1是微波通信系统的射频部分示意图。
图2是微波通信系统的合分路单元示意图。
图3是普通滤波器和超导滤波器的波形原理示意图。
图4是频点复用示意图。
具体实施例方式
下面结合附图进一步详细说明本发明。
在微波通信系统中，以GSM和CDMA基站为例，基站的射频部分主要包括室外天线、合分路单元(双工器和滤波器等)、收发信机、电源和其他控制系统。
目前的通信系统中，主要是采用在收发信机和合分路单元中增加普通滤波器，比如金属滤波器、晶体滤波器或其他的非超导滤波器，这些滤波器的带边陡峭度不高，大约在3～5dB/Mhz，为了满足要求，只能够采用增加频点之间的间隔来降低邻频干扰噪声，这样只要保证基站的相邻频点之间的频率间隔足够大，就能够达到减少邻频干扰的目的。但是这种方法，极大地限制了频率资源的使用效率。比如当为蜂窝网分配频率时，实际的分配方案之一为第k个小区的分配频道为k，k+n，k+2n，k+3n，....例如，对于频率复用模式为4×3的GSM系统，每个频点为200kHz，小区内相邻频道的最小间隔为2400kHz。所以，对于GSM系统，如果分配一个6MHZ的带宽，每个频点为200KHz，可以有30个可用频点，但是，如果按照以上4×3复用分配，基站可能最多的频点也只能够是(2，2，3)，可见频率的复用效率是比较低的。
本发明提供的降低微波通信系统中邻频干扰提高邻频载干比和频点复用率的方法，通过如下步骤对微波通信系统的收发信机进行改造首先根据通信系统的工作频率，选择中心频率相一致的超导滤波器组；再根据滤波器在收发信机中的不同位置，在中心频率相一致的超导滤波器组中，进一步选择与信道工作频点和频点通带宽度相一致的超导滤波器；例如，对于中国移动的GSM系统，首先选择工作频率是1800Mhz还是900Mhz，再选择具体的频点编号和相应200Khz带宽的超导滤波器。
然后，将设置在收信机各路信号处理单元中的本征振荡器和后级放大器之间的非超导滤波器改换成上述确定的超导滤波器；并将设置在发信机各路信号处理单元中的本征振荡器和后级放大器之间的非超导滤波器改换成上述确定的超导滤波器。
如图1所示，通信基站的下行信号经过发信机的IQ调制器调制后，通过第一级放大器，随后的超导滤波器将带外信号进行过滤，将比较干净的调制信号经过放大送入到合分路单元，并经过塔顶放大器经信号从室外天线发射出去；基站接收到的上行信号经过合分路单元的初级放大后，被送到收信机单元，然后经过再次放大，由超导滤波器将带外的信号彻底过滤干净，去除绝大部分的噪声干扰，并将信号送到IQ解调器对信号进行解调。通信系统的合分路单元传递的上行信号经过上述超导滤波器后，邻道干扰噪声被衰减，相邻频点的频道间隔数减少，彻底改变通信系统的通带边沿特性，提高了系统抗邻频干扰能力，从而提高了频点的复用效率。
如图3所示，原系统中频率复用的频率间隔至少是A1和A2之间的频率间隔，在使用超导滤波器后，频率间隔变成了A1和B1之间的间隔就可以了。理想状态下，如果超导滤波器的带边陡峭度提高一倍，则频点的复用率就提高一倍，下面通过比较可以发现，超导滤波器的指标要远远好于普通滤波器，仅就带边陡峭度指标，可以从目前的3-5dB/MHz提高到50dB/MHz以上。
为了进一步提高抗干扰能力，还可以进一步选择与通信系统的工作频率、信道工作频点和频点通带宽度相一致的多频点超导滤波器；并用其替换通信系统合分路单元中的非超导滤波器，如图2所示。
超导滤波器是利用超导材料设计制造成的滤波器系统，因为超导材料在超导状态下具有特殊的物理性质，因此，用薄膜超导材料制成的超导滤波器具有带外抑制大，带内插损小，和边沿陡峭度高的特点。在实际的应用中，可以选择从国外进口的超导滤波器，也可以选择国产的超导滤波器系统，比如美国STI公司的Superfilter超导滤波器。超导滤波器和目前普遍使用的金属滤波器的参数比较表1表1
如图4所示，第一曲线10为超导滤波器的滤波特性曲线，第二曲线20为目前使用的普通金属滤波器或其他滤波器的特性曲线，D3是相应频点的通带区域，D1和D2是对通带的噪声干扰区域，可见在D1和D2区由于普通滤波器的带边陡峭度太小，给系统带来大量的干扰，滤波器的带边陡峭度越大，D1和D2的面积就越小，干扰就越小，比较可见超导滤波器的干扰是非常小的。
在使用非超导滤波器的情况下，它的带边陡峭度比较小(一般在3DB/MHZ左右)，需要较大频点间隔，对于GSM系统一般要求间隔在12个频点以上，即频点复用之间至少相隔2400KHZ，否则将造成严重邻频干扰。超导滤波器的带边陡峭度比较高，目前技术上可以做到50DB/MHZ以上，按照同样的设计要求，频点复用之间的间隔只需要相隔2个频点就可以，同样以上面数据为例对于6MHZ的GSM系统，如果频点为200KHZ，基站可获得的最大频点分配理论上可以达到(10，10，10)，基站的频点复用率提高了近5倍，大大提高了频率资源的使用效率，给运营上带来巨大的效益。
权利要求
1.一种降低微波通信系统中邻频干扰提高频点复用率的方法，其特征在于，该方法通过如下步骤对微波通信系统的收发信机进行改造1)首先根据通信系统的工作频率，选择中心频率相一致的超导滤波器组；2)再根据滤波器在收发信机中的不同位置，在中心频率相一致的超导滤波器组中，进一步选择与信道工作频点和频点通带宽度相一致的超导滤波器；3)将设置在收信机各路信号处理单元中的本征振荡器和后级放大器之间的非超导滤波器改换成第2)步确定的超导滤波器；4)将设置在发信机各路信号处理单元中的本征振荡器和后级放大器之间的非超导滤波器改换成第2)步确定的超导滤波器；通信系统的合分路单元传递的上行信号经过上述超导滤波器后，邻道干扰噪声被衰减，邻频载干比被提高，使得相邻频点的频道间隔数减少，从而提高了频点的复用效率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于根据通信系统的工作频率、信道工作频点和频点通带宽度选择中心频率相一致，通带宽度能够覆盖通信系统收发信机所有频点的多频点超导滤波器；并用其替换通信系统合分路单元中的非超导滤波器，以进一步提高系统的载干比。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的通信系统为GSM基站、CDMA基站或通信雷达。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的通信系统为航天设备或飞机导航设备。
全文摘要
一种降低微波通信系统中邻频干扰提高频点复用率的方法，属于通信技术领域。为了克服通信系统中邻频干扰大和频点复用率低的问题，本发明公开的方法包括如下步骤首先根据通信系统的工作频率，选择中心频率相一致的超导滤波器组；再根据滤波器在收发信机中的不同位置，在中心频率相一致的超导滤波器组中，进一步选择与信道工作频点和频点通带宽度相一致的超导滤波器；将设置在收信机和发信机各路信号处理单元中的本征振荡器和后级放大器之间的非超导滤波器改换成上述超导滤波器；通信系统的合分路单元传递的上行信号经过上述超导滤波器后，邻道干扰噪声被衰减，邻频载干比被提高，使得相邻频点的频道间隔数减少，从而提高了频点的复用效率。
文档编号H04B15/00GK1588829SQ20041007449
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者吉朋松 申请人:北京奥信通科技发展有限公司