本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种消除单频干扰的方法及装置。
背景技术：
随着无线通信系统的发展，小基站是未来很重要的一种基站形式。为了提高小基站的集成度，通常在小基站的无线射频收发信机(transceiver，trx)的设计中，采用基于零中频技术的设计方案。
采用基于零中频技术的设计方案，存在本振泄露、直流偏置等问题，而这些问题的存在会对业务信号产生零频干扰。另外，集成度高的小基站中，射频链路与数字信号处理电路之间距离很近，故，射频链路中的射频信号与数字信号处理电路中的数字信号之间很容易发生干扰，尤其是数字信号处理电路中工作时钟的高次谐波很容易耦合到射频链路中，导致数字信号处理电路中的数字信号与射频信号之间产生耦合，进而导致耦合干扰。在设备之间的通信过程中，多个设备间发射的信号可能混杂在一起进行传输，若某设备传输的信号中混杂了其它设备产生的单一频率的信号，或由于自身信号的泄露而在传输的信号中产生一种单一频率的信号，这些单一频率的信号将会对设备之间传输的业务信号产生干扰，通常将该类型的干扰称为单频干扰，将引起单频干扰的单一频率的信号称为单频干扰信号。由于上述零频干扰和耦合干扰均是由单一频率的信号对业务信号产生的干扰，即采用基于零中频技术的设计方案中产生的零频干扰和耦合干扰均为单频干扰，这些零频干扰和耦合干扰通常都较稳定，基本长时间保持不变。在通信的过程中，采用基于零中频技术的设计方案中产生的这些单频干扰会导致业务信号接收的误码率增大、信噪比变差，干扰严重时，甚至无法正确接收业务信号。
目前，通常采用改进硬件设计的方式来消除基于零中频技术设计方案中的单频干扰，而采用该方式消除单频干扰的成本较高，且只能适度减小干扰，较难完全消除。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种消除单频干扰的方法及装置，以解决现有技术中通过采用改进硬件设计的方式消除单频干扰的成本较高，且只能适度减小干扰，较难完全消除干扰的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，提供一种消除单频干扰的方法，该方法中，通过获取包含有至少一种单频干扰信号的输入信号，对所述输入信号进行频谱搬移，以使频谱搬移后的输入信号中每一所述单频干扰信号的干扰频点所处频域位置位于零频位置处，根据干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，消除所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
其中，每种单频干扰信号对应一个干扰频点。
本发明实施例中，获取包含有至少一种单频干扰信号的输入信号，对所述输入信号进行频谱搬移，以使频谱搬移后的输入信号中每一所述单频干扰信号的干扰频点所处频域位置位于零频位置处，由于频点位于零频位置处的信号近似平稳随机信号，通过统计近似平稳随机信号的所述单频干扰信号的统计平均，能够得到所述单频干扰信号的强度，根据干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，消除所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
较佳的，所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度满足公式：
其中，pi为干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度；
n为用于统计所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度的统计点数，其中，n＝2m，m为正整数；
b(n)为频谱搬移后的输入信号，n为正整数。
较佳的，所述统计点数，采用如下方式确定：
确定所述输入信号在一帧信号长度内的采样点数，确定小于等于所述采样点数，且满足公式n＝2m的采样点数，作为所述统计点数。
本发明实施例中，统计点数满足公式n＝2m，故适应于采用二进制制式处理的器件，简化了统计的过程，且为了使得统计的单频干扰信号强度对有用的业务信号影响小，统计点数根据所述输入信号在一帧信号长度内的采样点数确定，将小于等于所述输入信号在一帧信号长度内的采样点数，作为所述统计点数。
较佳的，所述单频干扰信号强度是根据频谱搬移后的当前帧输入信号的前一帧输入信号统计的。
本发明实施例中，将根据频谱搬移后的当前帧输入信号的前一帧输入信号统计的所述单频干扰信号强度，用于当前帧输入信号的干扰消除，无需缓存当前帧输入信号用于干扰消除，节省了资源，提高了干扰消除的效率，并充分利用了所述单频干扰信号的稳定性。
较佳的，所述消除所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除了单频干扰信号的输出信号，包括：
将频谱搬移后的输入信号的强度减去所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，得到消除了单频干扰信号的信号，将所述消除了单频干扰信号的信号进行反向频谱搬移，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
第二方面，提供一种消除单频干扰的装置，所述装置包括：
获取单元，用于获取包含有至少一种单频干扰信号的输入信号，其中，每种单频干扰信号对应一个干扰频点；
处理单元，用于对所述获取单元获取的所述输入信号进行频谱搬移，以使频谱搬移后的输入信号中每一所述单频干扰信号的干扰频点所处频域位置位于零频位置处，并根据干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，消除所述获取单元获取的所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
较佳的，所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度满足公式：
其中，pi为干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度；
n为用于统计所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度的统计点数，其中，n＝2m，m为正整数；
b(n)为频谱搬移后的输入信号，n为正整数。
较佳的，所述处理单元采用如下方式确定所述统计点数：
确定所述输入信号在一帧信号长度内的采样点数，确定小于等于所述采样点数，且满足公式n＝2m的采样点数，作为所述统计点数。
较佳的，所述单频干扰信号强度是根据频谱搬移后的当前帧输入信号的前一帧输入信号统计的。
较佳的，所述处理单元采用如下方式消除所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除了单频干扰信号的输出信号：
将频谱搬移后的输入信号的强度减去所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，得到消除了单频干扰信号的信号，将所述消除了单频干扰信号的信号进行反向频谱搬移，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种消除单频干扰的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种确定统计点数的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种消除输入信号中的单频干扰信号的方法流程图；
图4为本发明实施例提供的一种消除单频干扰的方法示意图；
图5为本发明实施例提供的一种消除单频干扰的装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中，通过采用改进硬件设计的方式消除单频干扰的成本较高，且只能适度减小干扰，较难完全消除干扰的问题，本发明实施例给出一种消除单频干扰的方法。
图1所示为本发明实施例提供的一种消除单频干扰的方法流程图，如图1所示，包括：
s101：获取包含有至少一种单频干扰信号的输入信号，其中，每种单频干扰信号对应一个干扰频点。
本发明实施例中，采用基于零中频技术的设计方案中，对于接收到的信号进行正交解调，得到正交解调后的i路和q路两路信号，并对正交解调后的信号进行模数转换，得到包含有至少一种单频干扰信号的输入信号。
s102：对所述输入信号进行频谱搬移，以使频谱搬移后的输入信号中每一所述单频干扰信号的干扰频点所处频域位置位于零频位置处。
s103：根据干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，消除所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
本发明实施例中，下面将以包含有一种单频干扰信号的输入信号为例，对上述消除单频干扰的方法进行详细的描述。
本发明实施例中，采用基于零中频技术的设计方案中，假设接收到的射频信号的干扰频率为firf，将接收到的射频信号进行正交解调并进行模数转换，得到输入信号，假设模数转换后的数字域干扰信号的干扰频率为fi，则接收到的射频信号的干扰频率的firf与模数转换后的数字域的干扰频率fi之间的关系为fi＝firf-flo，其中，flo为零中频正交解调的本振频率。
现假设所述输入信号为a(n)＝ia(n)+j*qa(n)，其中，n为正整数，ia(n)为正交解调后的i路信号，qa(n)为正交解调后的q路信号。
本发明实施例中，为了使得输入信号a(n)中所述单频干扰信号的干扰频点fi所处频域位置位于零频位置处，对所述输入信号a(n)进行频谱搬移，得到频谱搬移后的输入信号：b(n)＝a(n)*exp(-j*2*π*fi*n/fadc)＝ib(n)+j*qb(n)，其中，fadc为模数转换的采样频率，ib(n)为频谱搬移后的i路信号，qb(n)为频谱搬移后的q路信号。
本发明实施例中，由于频谱搬移后的输入信号中有用的业务信号近似于非平稳随机信号，且频谱搬移后的输入信号中，所述单频干扰信号的干扰频点fi所处频域位置位于零频位置处，即频谱搬移后的所述单频干扰信号近似于平稳随机信号，故，对频谱搬移后的输入信号求统计平均以后，输入信号中有用的业务信号强度为零，即通过统计频谱搬移后的所述输入信号的统计平均，可以得到所述单频干扰信号的强度。
本发明实施例中，确定所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号的强度，可采用如下公式：
其中，pi为干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，n为用于统计所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度的统计点数，其中，n＝2m，m为正整数；b(n)为频谱搬移后的输入信号，n为正整数。
本发明实施例中，由于频谱搬移后的输入信号b(n)可以表示如下：
b(n)＝ib(n)+j*qb(n)；
故，单频干扰信号的强度pi还可以表示如下：
其中，ipi和qpi分别表示单频干扰信号包括的i路信号和q路信号的强度。
本发明实施例中，为了适应采用二进制制式处理的器件，统计点数满足公式n＝2m。其中，m为正整数，由于m的取值越小，频谱搬移后的输入信号b(n)的幅度对单频干扰信号强度的统计的影响越大，为了降低这个影响，m的取值应该尽可能大，但是m的取值越大，对单频干扰信号强度的统计时长就越长，统计时长较长会使得单频干扰信号的频率准确性和稳定性影响统计结果，所以m的取值也不能太大。综合上述两个因素考虑，本发明采用图2所示的方式确定所述统计点数，如图2所示，包括：
s201：确定所述输入信号在一帧信号长度内的采样点数。
s202：确定小于等于所述采样点数，且满足公式n＝2m的采样点数，作为所述统计点数。
本发明实施例中，下面以一个实例对确定所述统计点数的方法进行详细描述。
例如，对于包括两个上行导频子帧和一个上行子帧的一个td-lte上行数据帧，一帧信号长度为1.14ms，采样频率为30.72msps，故可以确定所述输入信号在一帧信号长度内的采样点数为35104，为了使得n满足小于等于所述采样点数，且满足公式n＝2m，故取n＝32768，即m＝15。通过上述方法确定统计点数，简化了统计的过程。
本发明实施例中，所述单频干扰信号强度是根据频谱搬移后的当前帧输入信号的前一帧输入信号统计的。由于单频干扰信号是稳定的，故对干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号统计的单频干扰信号强度pi基本是稳定的，为了节省资源，提高干扰消除的效率，本发明充分利用了所述单频干扰信号的稳定性，将根据频谱搬移后的当前帧输入信号的前一帧输入信号统计的所述单频干扰信号强度，即当前单频干扰信号强度可以用上一次统计的单频干扰信号强度，不需要再次对当前信号缓存处理。对于lte信号，可以将信号当前帧的前一帧统计的单频干扰信号强度用于信号当前帧的处理，即每帧更新一次单频干扰信号强度即可。通过根据频谱搬移后的当前帧输入信号的前一帧输入信号统计的所述单频干扰信号强度，用于当前帧输入信号的干扰消除，无需缓存当前帧输入信号用于干扰消除，节省了资源，提高了干扰消除的效率，并充分利用了所述单频干扰信号的稳定性。
本发明实施例中，具体可采用如下方式消除所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除单频干扰信号的输出信号，如图3所示，包括：
s301：将频谱搬移后的输入信号的强度减去所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，得到消除了单频干扰信号的信号。
本发明实施例中，如上述举例中，频谱搬移后是输入信号为b(n)，所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度为：
故将b(n)减去pi，得到消除了单频干扰信号的信号c(n)：
c(n)＝b(n)-pi＝ib(n)-ipi+j*(qb(n)-qpi)＝ic(n)+j*qc(n)；
其中，ic(n)和qc(n)分别为消除了单频干扰信号后的i路信号和q路信号。
s302：将所述消除了单频干扰信号的信号进行反向频谱搬移，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
本发明实施例中，将所述消除了单频干扰信号的信号c(n)，进行反向频谱搬移，反向频谱搬移的输出为：
d(n)＝c(n)*exp(j*2*π*fi*n/fadc)＝id(n)+j*qd(n)；
其中，id(n)和qd(n)分别为反向频谱搬移后的i路信号和q路信号。
对消除了单频干扰信号的信号，进行反向频谱搬移，得到消除了单频干扰信号的输出信号，所述输出信号即为有用的业务信号。即如上述举例中，该输出信号的d(n)为对输入信号a(n)消除频率为fi的单频干扰信号后的信号。
综合上述消除单频干扰的步骤，本发明实施例提供的消除单频干扰的方法示意图，如图4所示，包括：
s401：频率搬移。
本发明实施例中，该步骤对包含有至少一种单频干扰信号的输入信号进行频谱搬移，使得频谱搬移后的输入信号中每一所述单频干扰信号的干扰频点所处频域位置位于零频位置处。
s402：干扰强度统计。
本发明实施例中，该步骤对频谱搬移后的输入信号进行干扰强度统计，得到所述单频干扰信号的强度。
s403：干扰消除。
本发明实施例中，该步骤根据频谱搬移后的信号以及确定的所述单频干扰信号的强度，对单频干扰进行消除。
s404：反向频率搬移。
本发明实施例中，该步骤将消除干扰的信号进行反向频率搬移，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
本发明实施例中，需要说明的是，对于采用零中频技术的设计方案中，直流泄漏产生的零频干扰信号可以不需要先后两个频谱搬移步骤，也可以在先后两个频谱搬移过程中，将干扰频点fi设置为0。
本发明实施例中，对于包含有两种以及两种以上单频干扰信号的输入信号的干扰消除，与对只包含有一种单频干扰信号的输入信号的干扰消除方法类似，只是将多个单频干扰信号分别按一个单频干扰信号的消除方法进行并行处理，故本发明对包含有两种以及两种以上单频干扰信号的输入信号的干扰消除不再赘述。
本发明实施例中还提供一种消除单频干扰的装置，下面将详细描述该装置的组成及用途。
图5为本发明实施例提供的一种消除单频干扰的装置示意图，如图5所示，该装置包括获取单元101和处理单元102，其中：
获取单元101，用于获取包含有至少一种单频干扰信号的输入信号，其中，每种单频干扰信号对应一个干扰频点；
处理单元102，用于对所述获取单元101获取的所述输入信号进行频谱搬移，以使频谱搬移后的输入信号中每一所述单频干扰信号的干扰频点所处频域位置位于零频位置处，并根据干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，消除所述获取单元101获取的所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
本发明实施例中，所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度满足公式：
其中，pi为干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度；
n为用于统计所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度的统计点数，其中，n＝2m，m为正整数；
b(n)为频谱搬移后的输入信号，n为正整数。
本发明实施例中，所述处理单元102采用如下方式确定所述统计点数：
确定所述输入信号在一帧信号长度内的采样点数，确定小于等于所述采样点数，且满足公式n＝2m的采样点数，作为所述统计点数。
本发明实施例中，所述单频干扰信号强度是根据频谱搬移后的当前帧输入信号的前一帧输入信号统计的。
本发明实施例中，所述处理单元102采用如下方式消除所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除了单频干扰信号的输出信号：
将频谱搬移后的输入信号的强度减去所述干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，得到消除了单频干扰信号的信号，将所述消除了单频干扰信号的信号进行反向频谱搬移，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
本发明实施例中，获取包含有至少一种单频干扰信号的输入信号，对所述输入信号进行频谱搬移，以使频谱搬移后的输入信号中每一所述单频干扰信号的干扰频点所处频域位置位于零频位置处，由于频点位于零频位置处的信号近似平稳随机信号，通过统计近似平稳随机信号的所述单频干扰信号的统计平均，能够得到所述单频干扰信号的强度，根据干扰频点所处频域位置位于零频位置处的单频干扰信号强度，消除所述输入信号中的单频干扰信号，得到消除了单频干扰信号的输出信号。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。