专利名称：一种降低无线直放站天线隔离度要求的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种降低无线直放站天线隔离度要求的装置及方法，具体涉及一种消除 直放站重发天线反馈到施主天线的干扰，防止直放站自激的装置。
背景技术：
无线直放站作为直放站的基础产品，已经应用多年，价格便宜是其主要优势，但是 无线直放站存在的一些问题使得其优势大打折扣，如设备自激，此问题对直放站安装工 程要求极高。通常工程应用条件下，要求增益余量GM (隔离-增益)至少为15dB。
如果施主天线和覆盖天线安装于一个抱杆上，有限空间无法保证足够的物理隔离， 每个直放站有多个信号回馈路径，主要路径一般是施主天线和覆盖天线直接的回馈，周 边环境的变化使回馈路径变化，汽车和摇摆的树都会对回馈路径产生影响，很难通过改 变天线的方向而过滤掉回馈的信号。上述情况导致很难保证15 dB或者更好的增益余量 GM这样一个结果。这样通常只能通过采用物理方式增加隔离度，增大天线之间的距离， 采用两天线夹角(施主与重发己定用处不大)，采用隔离网、减小设备增益(不可取) 等方式解决。
综上所述，釆用传统方式的无线直放站，在应用场合和施工方面均有着难以克服的 困难，而且通常工程附加成本也比较高。为此需要研究采用数字处理技术提高无线直放 站增益的技术。
发明内容
为解决无线直放站隔离度要求的问题，本发明提出一种降低无线直放站隔离度要求 的装置，该装置包括模数转换单元ADC、数模转换单元DAC、数字上变频单元DUC、 数字下变频单元DDC、干扰消除处理单元以及自适应算法单元。直放站接收的射频信 号经前端模拟射频装置(低噪放大器及混频单元)变为中频模拟信号，中频模拟信号经 模数转换单元ADC及数字下变频单元DDC转换为数字基带信号，数字基带信号进入干 扰消除处理单元，对干扰信号的参考信号(输出信号的采样)以一定长度的复系数进行 滤波，得到干扰信号的估计信号。接收的数字基带信号减去干扰信号的估计信号得到输 出的数字基带信号，经过数字上变频单元DUC转换为中频数字信号，经数模转换单元 DAC转换后输出中频模拟信号到后端模拟射频装置(混频单元及功率放大器)。同时，本发明还提出一种一种降低无线直放站隔离度要求的方法，该方法包括-步骤l，直放站接收的射频信号经前端模拟射频装置变为中频模拟信号，含有干扰的中频模拟信号经模数变换单元ADC后得到中频数字信号，中频数字信号通过数字上变频单元DDC进行数字下变频后得到各频段的数字基带信号；步骤2，自适应数字信号处理，针对选中的频点所对应的数字基带信号，把输入的数字基带信号和输出的数字基带信号由干扰消除单元按一定的方式输入到自适应算法 单元，经过自适应算法处理后得到一定数量和长度的数字滤波器系数，自适应算法模块把得到的数字滤波器系数回传给干扰消除处理单元；步骤3，数字滤波，干扰消除处理单元利用得到的数字滤波器系数对干扰信号的参 考信号进行滤波，输出干扰信号的估计信号，干扰消除处理单元从输入信号中减去干扰 信号的估计信号，从而得到有用的输入信号输出；步骤4，信号转换和发送，从干扰消除处理单元输出的数字基带信号，经数字上变 频单元DUC变换为所设定频段的数字中频信号，然后由数模转换单元DAC进行数模转 换为中频模拟信号输出到模拟射频装置。本发明利用软件无线电原理，采用数字信号处理技术，能够大幅度地降低无线直放 工程安装对隔离度的要求，从而增大直放站增益，扩大无线直放站覆盖范围。
图1为本发明降低无线直放站天线隔离度要求的装置的构架图。 图2为本发明内部算法模块示意图。
具体实施方式
参见图l，图中示出了本发明所提出的降低无线直放站隔离度要求的装置，直放站 接收的射频信号经前端模拟射频装置(低噪放大器及混频单元)变为中频模拟信号，中 频模拟信号经模数转换单元ADC及数字下变频单元DDC转换为数字基带信号，数字基 带信号进入干扰消除处理单元，对干扰信号的参考信号(输出信号的采样)以一定长度 的复系数进行滤波，得到干扰信号的估计信号。接收的数字基带信号减去干扰信号的估 计信号得到输出信号，经过数字上变频单元DUC转换为中频数字信号，经数模转换单 元DAC转换后输出中频模拟信号到后端模拟射频装置(混频单元及功率放大器)。本发明装置降低隔离度要求的算法由干扰消除处理单元和自适应算法单元完成。在 不满足传统无线直放站隔离度要求的情况下，接收的射频信号中包含有直放站重发天线反馈到施主天线的信号。
本发明装置的工作流程如下
步骤l:信号获取和数据转换。直放站接收的射频信号经前端模拟射频装置变为中 频模拟信号，含有干扰的中频模拟信号经模数变换单元ADC后得到中频数字信号，中 频数字信号通过数字上变频单元DDC进行数字下变频后得到各频段的数字基带信号。 此后对于每一频段的数字基带信号，分别利用图2所示方法进行处理。
步骤2:自适应数字信号处理。针对任何一个选中的频点对应的数字基带信号，把 输入的数字基带信号和输出的数字基带信号由干扰消除单元按一定的方式(如输入的数
字基带信号I、 Q两路和输出的数字信号I、 Q两路交织)输入到自适应算法单元，经过
自适应算法处理后得到一定数量和长度的数字滤波器系数。自适应算法单元把得到的滤 波器系数回传给干扰消除处理单元。凭借此数字滤波器系数，干扰消除处理单元在内部 生成数字滤波器对信号进行处理。
步骤3:数字滤波。干扰消除处理单元利用前一步骤得到的数字滤波器系数对干扰
信号的参考信号进行滤波。实际设计中釆用可编程器件PLD进行数字滤波，由于PLD 的可实时编程特性，干扰消除处理单元可以实时的处理多种类型的信号。对于扰消除处 理单元而言，参考信号取自于输出信号的采样信号。滤波器的输出为干扰信号的估计信
号。干扰消除处理单元从输入信号中减去干扰信号的估计信号，从而得到输出的数字基 带信号
步骤4:信号转换和发送。从干扰消除处理单元输出的数字基带信号，经数字上变
频单元DUC变换为所设定频段的中频数字信号，然后由DAC进行数模转换变换后输出 到本发明装置后的模拟射频装置。
其他频段的信号处理方式与上述过程相同。对于各频段的信号，其干扰对消处理单 元是并行处理的。各频段基带数据采用分时复用方式进入自适应算法单元。各频段的经 自适应算法得到的滤波器系数也是采用分时复用方式传入干扰消除处理单元。
对于频分双工方式制式的直放站，上下行信号同时处理。数据和系数也是采取上述 时分复用方式。
权利要求
1、一种降低无线直放站隔离度要求的装置，其特征在于，该装置包括模数转换单元ADC、数模转换单元DAC、数字上变频单元DUC、数字下变频单元DDC、干扰消除处理单元以及自适应算法单元；直放站接收的射频信号经前端模拟射频装置变为中频模拟信号，中频模拟信号经模数转换单元ADC及数字下变频单元DDC转换为数字基带信号，数字基带信号进入干扰消除处理单元，对干扰信号的参考信号以一定长度的复系数进行滤波，得到干扰信号的估计信号；接收的数字基带信号减去干扰信号的估计信号得到输出的数字基带信号，经过数字上变频单元DUC转换为中频数字信号，经数模转换单元DAC转换后输出中频模拟信号到后端模拟射频装置。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的直放站接收的射频信号包括直 放站重发天线反馈到施主天线的信号。
3、 一种降低无线直放站隔离度要求的方法，其特征在于该方法包括步骤l，直放站接收的射频信号经前端模拟射频装置变为中频模拟信号，含有干扰 的中频模拟信号经模数变换单元ADC后得到中频数字信号，中频数字信号通过数字上 变频单元DDC进行数字下变频后得到各频段的数字基带信号；步骤2，自适应数字信号处理，针对选中的频点所对应的数字基带信号，把输入的 数字基带信号和输出的数字基带信号由干扰消除单元按一定的方式输入到自适应算法 单元，经过自适应算法处理后得到一定数量和长度的数字滤波器系数，自适应算法模块 把得到的数字滤波器系数回传给干扰消除处理单元；步骤3，数字滤波，干扰消除处理单元利用得到的数字滤波器系数对干扰信号的参 考信号进行滤波，输出干扰信号的估计信号，干扰消除处理单元从输入信号中减去干扰 信号的估计信号，从而得到输出的数字基带信号；步骤4，信号转换和发送，从干扰消除处理单元输出的数字基带信号，经数字上变 频单元DUC变换为所设定频段的数字中频信号，然后由数模转换单元DAC进行数模转 换为中频模拟信号输出到模拟射频装置。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，数字基带信号采用分时复用方式进 入自适应算法单元。
5、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，经自适应算法单元得到的滤波器系 数采用分时复用方式输入到干扰消除处理单元。
全文摘要
本发明涉及一种降低无线直放站隔离度要求的装置，包括ADC、DAC、DUC、DDC、干扰消除处理单元以及自适应算法单元；直放站接收的射频信号转变为中频模拟信号后经ADC及DDC转换为数字基带信号，数字基带信号进入干扰消除处理单元，对干扰信号的参考信号以一定长度的复系数进行滤波，得到干扰信号的估计信号；接收的数字基带信号减去干扰信号的估计信号得到输出的数字基带信号，经过DUC转换为中频数字信号，经DAC转换后输出。本发明还提出一种降低无线直放站隔离度要求的方法。本发明利用软件无线电原理，采用数字信号处理技术，能大幅度降低无线直放工程安装对隔离度的要求，从而增大直放站增益，扩大无线直放站覆盖范围。
文档编号H04B7/155GK101409581SQ20081017241
公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日
发明者刘永飘, 鸣 雷, 涛 黄 申请人:武汉虹信通信技术有限责任公司