抑制底噪信号抬升的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种宽带系统中抑制底噪信号抬升的方法和装置。所述方法包括：对来自移动终端或者基站侧的射频信号进行混频和模数转换后的数字信号进行数字下变频（DDC，Digital?Down?Convertor），具体包括：将数字信号的中心频率移到零中频，将零中频的信号分成两个支路，对两个支路进行第一半带滤波，对第一半带滤波后的信号进行N倍抽取滤波；对N倍抽取后的信号进行底噪抑制处理；对底噪抑制处理后的信号进行数字上变频（DUC，Digital?Up?Convertor）处理，具体包括：对底噪抑制处理后的信号进行N倍插值滤波，对N倍插值后的信号进行第二半带滤波，对所述第二半带滤波后的信号进行混频并合路，恢复所述合路信号的频谱结构。本发明改善了网络质量、降低了系统时延、提高了系统效率。
【专利说明】抑制底噪信号抬升的方法和装置
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，更具体地，涉及一种抑制底噪信号抬升的方法及应用该方法的装置。该抑制底噪信号抬升的方法尤其适用于宽带系统中。
【【背景技术】】
[0002]无线网络的覆盖是网络建设的重要组成部分，随着覆盖环境的多元化，传统的基站覆盖已经不能满足现代网络建设的需要。为了能够扩大基站的覆盖范围，加强基站的覆盖效果，运营商在无线覆盖环境中引入了直放站。直放站一般由接入端和远端组成，可直接耦合基站端射频信号，利用网线、光纤等完成信号的传输，并通过远端设备完成信号的延伸覆盖。目前较为常用是数字光纤直放站。
[0003]直放站的加入着实能够改善网络覆盖效果，扩大网络覆盖范围，但由于多级设备的级联使用，导致了系统底噪的累加，造成底噪抬升。过高的底噪会降低基站接收灵敏度，并使得覆盖区域内上下行信号严重不平衡，通信过程中出现掉话等问题。所以抑制底噪抬升是保证网络覆盖性能的关键步骤。
[0004]因此，亟需抑制底噪抬升的方案。
【
【发明内容】
】
[0005]本发明的目的是提供一种有效的射频信号处理方法，在宽带通信系统中能够有效的抑制底噪信号抬升，从而提高信号的信噪比。
[0006]为此，本发明提供一种抑制底噪信号抬升的方法，该方法包括:
[0007]对数字信号进行数字下变频处理，具体包括:将所述数字信号的中心频率移到零中频，将所述零中频的信号分成两个支路，对所述两个支路进行第一半带滤波，对所述第一半带滤波后的信号进行N倍抽取滤波，N为大于1的自然数；
[0008]对所述N倍抽取后的信号进行底噪抑制处理；
[0009]对所述底噪抑制处理后的信号进行数字上变频处理，具体包括:对所述底噪抑制处理后的信号进行N倍插值滤波，对所述N倍插值后的信号进行第二半带滤波，对所述第二半带滤波后的信号进行混频并合路，恢复所述合路信号的频谱结构。
[0010]作为本发明的一种改进方案:所述数字下变频处理循环两级或者两级以上，前一级数字下变频处理的输出作为后一级数字下变频处理的输入；所述数字上变频的循环级数与所述数字下变频处理的循环级数相同，前一级数字上变频处理的输出作为后一级数字上变频处理的输入。
[0011]作为本发明的一种改进方案:所述信号数字下变频中两支路信号进行N倍抽取滤波后，信号采样率和信号速率变为抽取前的N分之一。相应的，所述信号在数字上变频处理中，两支路信号进行N倍插值后，信号采样率和信号速率变为插值前的N倍。
[0012]作为本发明的一种改进方案，所述N倍抽取为2倍抽取，所述N倍插值为2倍插值。 [0013]作为本发明的一种改进方案:所述数字下变频和数字上变频处理过程中，对数字信号的处理并非仅限于2倍抽取或者2倍插值，可根据系统需要设置抽取或插值的倍数。
[0014]作为本发明的一种改进方案，所述底噪抑制处理中，根据最后一级N倍抽取输出的功率值进行阈值检测来区分噪音信号和载波信号。
[0015]作为本发明的一种改进方案，所述数字下变频过程中，数控震荡器函数为./k‘ = cxp(i2;r/*?)，其中，η为整数，j为复函数。 [0016]作为本发明的一种改进方案，将所述零中频的信号分成两个支路的步骤具体是:通过数控振荡器本振信号的正弦分量和余弦分量分别与所述零中频的信号相乘；对所述第二半带滤波后的信号进行混频并合路的步骤中，通过加法实现支路信号合路。
[0017]作为本发明的一种改进方案，所述数字下变频过程中，数控震荡的频率为信号采样频率的1/4。
[0018]作为本发明的一种改进方案，所述信号数字下变频、数字上变频处理可在现场可编程门阵列中实现。所述数字下变频模块，数字下变频模块在系统中成对出现，并可以在不同的现场可编程门阵列中实现。
[0019]本发明的第二方面，还提供一种抑制信号底噪抬升的装置，该装置包括:用于将数字信号的中心频率移到零中频并将所述零中频的信号分成两个支路的第一数控振荡器；用于对所述两个支路进行第一半带滤波的第一半带滤波器；用于对所述第一半带滤波后的信号进行N倍抽取滤波的N倍抽取滤波器，N为大于I的自然数；用于对所述N倍抽取后的信号进行底噪抑制处理的底噪抑制模块；用于对所述底噪抑制处理后的信号进行N倍插值滤波的N倍插值滤波器；用于对所述N倍插值后的信号进行第二半带滤波的第二半带滤波器；用于对所述第二半带滤波后的信号进行混频并合路，并恢复所述合路信号的频谱结构的第二数控振荡器。
[0020]实施本发明的优选实施例，具有以下有益效果:运算量少，提高了底噪抑制的效率，提高了运行效率，降低了时延，改善了网络质量。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0021]图1信号处理过程示意图；
[0022]图2数字下变频处理单元结构示意图；
[0023]图3数字上变频处理单元结构示意图；
[0024]图4数控振荡器(NCO)特征函数示意图
[0025]图5数控振荡器NCO混频分路原理
[0026]图6多次应用DDC和DUC的实施案例；
[0027]图7低噪抑制处理过程
【【具体实施方式】】
[0028]下面将结合图示对本发明的进行说明。应当意识到，本发明抑制底噪信号抬升的方法、应用场景不限于直放站及室分系统中。
[0029]参考图1，在下行链路中，来自基站或者从射频拉远单元(RRU)耦合过来的射频信号通过第一下变频模块10和第一模数转换器11处理之后变成数字信号，数字信号经过信号处理单元12中的数字下变频器121完成分路、半带滤波、抽取及低噪抑制等处理后，在信号处理单元13中的数字上变频器131完成插值、半带滤波及频率合成恢复频谱结构后，在第一数模转换器14中转换成模拟信号，经过第一上混频器15混频后通过天线发射出去。
[0030]在上行链路中，天线接收到的射频信号经第二下混频器16混频后形成中频信号，中频信号经第二模数转换器17转换成数字信号，数字信号经过信号处理单元13中的数字下变频器132完成分路，半带滤波、数倍抽取及低噪抑制过程后通过光纤传输至位于接入端元的信号处理单元12中数字上变频器122，在数字上变频器122中，数字信号通过插值滤波，半带滤波及频率合成恢复信号频谱结构后通过第二数模转换器18转换成模拟信号，并通过第二上混频器19混频后形成射频信号传送到基站或者RRU.[0031]图2和图3分别为数字上变频器和数字下变频器的结构，值得注意的是，数字上变频器121和132具有相同的信号处理过程；数字下变频器131和122具有相同的信号处理过程。
[0032]下面结合图1至图7对数字信号在数字上变频器(121和132)和数字下变频器(122和131)中具体的处理过程进行描述。
[0033]步骤一:利用第一数控振荡器(NC0)混频，利用NC0中sin和cos函数将信号分成两个支路(如图5所示)，并通过混频分别将两支路的中心频率移动到零中频；
[0034]NC0的特征函数为/
【权利要求】
1.一种抑制底噪信号抬升的方法，包括: 对数字信号进行数字下变频处理，具体包括:将所述数字信号的中心频率移到零中频，将所述零中频的信号分成两个支路，对所述两个支路进行第一半带滤波，对所述第一半带滤波后的信号进行N倍抽取滤波，N为大于I的自然数； 对所述N倍抽取后的信号进行底噪抑制处理； 对所述底噪抑制处理后的信号进行数字上变频处理，具体包括:对所述底噪抑制处理后的信号进行N倍插值滤波，对所述N倍插值后的信号进行第二半带滤波，对所述第二半带滤波后的信号进行混频并合路，恢复所述合路信号的频谱结构。
2.如权利要求1所述的抑制底噪信号抬升的方法，其特征在于: 所述数字下变频处理循环两级或者两级以上，前一级数字下变频处理的输出作为后一级数字下变频处理的输入； 所述数字下变频处理的循环级数与所述数字上变频处理的循环级数相同，前一级数字上变频处理的输出作为后一级数字上变频处理的输入。
3.如权利要求1所述的抑制底噪信号抬升的方法，其特征在于，所述信号数字下变频、数字上变频处理集成在同一现场可编程门阵列中。
4.如权利要求1所述的抑制底噪信号抬升的方法，其特征在于，所述数字信号下变频模块、数字上变频模块分别集成到不同的现场可编程门阵列中。
5.如权利要求3或4所述的抑制底噪信号抬升的方法，其特征在于，所述数字信号下变频模块、数字上变频模块在同一系统中成对出现。
6.如权利要求1所述的抑制底噪信号抬升的方法，其特征在于，所述底噪抑制处理中，根据最后一级N倍抽取输出的功率值进行阈值检测来区分噪音信号和载波信号。
7.如权利要求1所述的抑制底噪信号抬升的方法，其特征在于，所述数字下变频过程中,数控震荡函数为
8.如权利要求1所述抑制底噪信号抬升的方法，其特征在于: 将所述零中频的信号分成两个支路的步骤具体是:通过数控振荡器本振信号的正弦分量和余弦分量分别与所述零中频的信号相乘；对所述第二半带滤波后的信号进行混频并合路的步骤中，通过算法实现信号合路。
9.如权利要求1所述的抑制底噪信号抬升的方法，其特征在于，所述数字下变频过程中，数控震荡的频率为信号采样频率的1/4。
10.一种抑制底噪信号抬升的装置，其特征在于，包括: 用于将数字信号的中心频率移到零中频并将所述零中频的信号分成两个支路的第一数控振荡器； 用于对所述两个支路进行第一半带滤波的第一半带滤波器； 用于对所述第一半带滤波后的信号进行N倍抽取滤波的N倍抽取滤波器，N为大于I的自然数； 用于对所述N倍抽取后的信号进行底噪抑制处理的底噪抑制模块； 用于对所述底噪抑制处理后的信号进行N倍插值滤波的N倍插值滤波器； 用于对所述N倍插值后的 信号进行第二半带滤波的第二半带滤波器；用于对所述第二半带滤波后的信号进行混频并合路，并恢复所述合路信号的频谱结构的第二数控振荡器。`
【文档编号】H04L25/03GK103634250SQ201310689919
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】徐雅静, 孔明明, 周国勇 申请人:深圳国人通信股份有限公司