專(zhuān)利名稱(chēng)：保持存在窄帶干擾的寬帶系統(tǒng)的性能質(zhì)量的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明主要涉及無(wú)線(xiàn)通信，具體而言是使用陷波濾波器，將由窄帶干擾引起的對(duì)寬帶系統(tǒng)性能的不利影響減到最小。
背景描述全世界的無(wú)線(xiàn)電話(huà)業(yè)務(wù)市場(chǎng)正在經(jīng)歷著加速增長(zhǎng)。眾所周知，在電信業(yè)中服務(wù)的可靠性和性能是競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有的和新的800和1900MHz的碼分多址(CDMA)無(wú)線(xiàn)站點(diǎn)需要一個(gè)方案，用于解決窄帶干擾信號(hào)引起的問(wèn)題，例如那些由于存在在市內(nèi)和市外連續(xù)提供蜂窩覆蓋的模擬站點(diǎn)而產(chǎn)生的。
當(dāng)在一個(gè)傳統(tǒng)上分配為窄帶系統(tǒng)的頻譜內(nèi)配置一個(gè)CDMA通信系統(tǒng)時(shí)，例如模擬移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)(AMPS)或者全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)，在CDMA覆蓋的地域內(nèi)或周?chē)ǔＲ贡菴DMA頻譜帶寬稍寬的頻帶塊暢通，為了保護(hù)CDMA系統(tǒng)不受窄帶干擾，以此保證系統(tǒng)的性能質(zhì)量。然而，暢通所有的需要的頻譜不是總是行得通的或經(jīng)濟(jì)的，而且在某些情況下是不可能的。例如，在國(guó)家或州的邊界范圍內(nèi)這也許是不可能。CDMA通信系統(tǒng)中窄帶干擾引起的有害的影響包括增加了呼叫阻塞和斷線(xiàn)率，破壞了射頻功率控制系統(tǒng)，增加了移動(dòng)站平均功率消耗，降低了小區(qū)容量，而且收縮了小區(qū)站點(diǎn)覆蓋的面積。最壞的情況，一個(gè)高電平的干擾會(huì)阻塞整個(gè)小區(qū)或扇區(qū)，阻塞通常路經(jīng)該單元的整個(gè)CDMA通信系統(tǒng)。
在通信系統(tǒng)中使用自適應(yīng)陷波濾波器不是新鮮事。授予Baghdady的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3,911,366描述了一個(gè)頻率解調(diào)接收器，用于分開(kāi)強(qiáng)弱信號(hào)，消除不想要的信號(hào)。Baghdady的發(fā)明為了得到一個(gè)頻率變化的陷波濾波器，使用了一個(gè)第一混合器，一個(gè)帶有固定調(diào)諧陷波的帶通濾波器，和一個(gè)第二混合器。該濾波器和本發(fā)明中的頻率變化的陷波濾波器具有相似性，然而，Baghdady只描述了兩個(gè)FM信號(hào)，而沒(méi)有描述對(duì)寬帶信號(hào)掃描多個(gè)窄帶干擾，或是跟蹤這類(lèi)干擾并在捕獲這些干擾之后陷波過(guò)濾掉它們。
授予Gutleber的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4,027,264描述了一個(gè)系統(tǒng)，它掃描一個(gè)智能負(fù)載信號(hào)的頻譜范圍，并鎖住和跟蹤干擾信號(hào)。而且可以通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)制信號(hào)，并從智能負(fù)載信號(hào)中減去該復(fù)制信號(hào)，做到消除干擾信號(hào)。
授予Rich的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,307,517描述了一個(gè)改良的自適應(yīng)陷波慮波器，用于消除不需要的同波道FM干擾，和Baghdady所使用的非常類(lèi)似。輸入信號(hào)被頻率轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)，然后發(fā)送到一個(gè)高通濾波器。
授予Wade的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,263,048描述了一種方法，用于在一個(gè)擴(kuò)展頻譜信號(hào)中消除窄帶干擾。其中將輸入信號(hào)數(shù)字化且轉(zhuǎn)換到時(shí)域，然后丟棄該信號(hào)的振幅并用一個(gè)規(guī)一化的值替換它。
授予Schilling的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,703,874描述了一個(gè)擴(kuò)展頻譜的CDMA通信系統(tǒng)，用于在移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)占據(jù)的同一地域內(nèi)運(yùn)作，它的頻譜與移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)的操作頻率重疊。在該發(fā)明中，基站使用一個(gè)梳狀濾波器，用于削弱移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)中的預(yù)置的信道。它沒(méi)有尋找和削弱窄帶在任意頻率中的窄帶傳播和發(fā)生。
授予Long et al.的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,640,385描述了一個(gè)可用于寬帶窄帶同步通信的系統(tǒng)，其中在基站的發(fā)送電路中窄帶FM信號(hào)嵌在寬帶信號(hào)中。接收電路中使用陷波濾波器且支持窄帶寬帶無(wú)線(xiàn)同步通信，也就是窄帶和寬帶信號(hào)都可以恢復(fù)。Long et al.描述了一個(gè)在重疊的頻譜中使用寬帶和窄帶信號(hào)的系統(tǒng)。特別是，該系統(tǒng)將窄帶信號(hào)嵌在寬帶頻帶中，形成一個(gè)合成帶寬信號(hào)，重要的是窄帶和寬帶載波從一個(gè)公共的發(fā)送裝置發(fā)送；該系統(tǒng)中的接收裝置接收該合成信號(hào)，將它數(shù)字化、變換以及頻率濾波，為了將合成信號(hào)分割成獨(dú)立的窄帶和寬帶信號(hào)。該發(fā)明提供了使用該合成信號(hào)優(yōu)化系統(tǒng)容量的方法。然而，Long et al.沒(méi)有描述系統(tǒng)的沖突問(wèn)題，其中寬帶系統(tǒng)面臨來(lái)自窄帶信號(hào)的干擾，該窄帶信號(hào)來(lái)自于在寬帶系統(tǒng)中隨機(jī)產(chǎn)生的其它系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是降低窄帶干擾引起的對(duì)寬帶通信系統(tǒng)的不利影響，通過(guò)使用一個(gè)自適應(yīng)陷波慮波器，以及在無(wú)線(xiàn)通信應(yīng)用中，恢復(fù)呼叫阻塞和斷線(xiàn)率、減少或消除RF功率控制系統(tǒng)的破壞、避免移動(dòng)站平均功率消耗的增長(zhǎng)、保持小區(qū)容量以及小區(qū)站點(diǎn)的覆蓋面積。
本發(fā)明的另一目的是防止高電平干擾阻塞整個(gè)小區(qū)或扇區(qū)，防止阻塞通常路經(jīng)該單元的整個(gè)通信系統(tǒng)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種更方便、更簡(jiǎn)單和更經(jīng)濟(jì)的用于克服窄帶干擾的方法。
本發(fā)明提供了一種裝置，用于在寬帶通信系統(tǒng)中抑制窄帶干擾。提供的方法用于，根據(jù)在一特定的窄頻帶中的信號(hào)功率電平快速分析寬頻帶，和檢測(cè)在特定波段中接收到的窄帶信號(hào)功率電平。這里表明了如何從特定窄帶中的信號(hào)功率電平推導(dǎo)出一個(gè)復(fù)合寬帶的平均功率電平，以及然后如何使用這些信號(hào)功率電平推導(dǎo)出一個(gè)用于識(shí)別窄帶干擾的自適應(yīng)的門(mén)限。最后，提供了設(shè)定一個(gè)或多個(gè)用于抑制識(shí)別出的窄帶干擾信號(hào)的陷波濾波器的方法。
根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用于寬帶COMA系統(tǒng)，頻率掃描寬帶CDMA信號(hào)使用的頻譜(例如2288MHz的波段)，找出窄帶模擬AMPS信號(hào)(例如30KHz的波段)。然后將被識(shí)別出的頻帶分配到一個(gè)陷波濾波器并抑制它。陷波濾波器最好不是作為可調(diào)濾波器，最好是作為中心頻率在一個(gè)固定中頻(IF)的窄帶陷波器。通過(guò)可調(diào)本機(jī)振蕩器(LO)輸入的寬帶射頻(RF)信號(hào)頻移，將檢測(cè)到的干擾信號(hào)放在陷波帶寬中。因此通過(guò)調(diào)諧LO可設(shè)置陷波的有效中心頻率。
此外，干擾檢測(cè)功能也可以用掃描FM接收器完成，其中載波頻率和干擾信號(hào)的帶寬事先已經(jīng)知道。例如，如果假設(shè)干擾信號(hào)是AMPS蜂窩電話(huà)，眾所周知從824MHz到849MHz隔30KHz掃描信道。
本發(fā)明的一個(gè)顯著的特點(diǎn)是這個(gè)過(guò)程很快一與一般的要很長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生效果的濾波方法相反一對(duì)一個(gè)電信用戶(hù)來(lái)說(shuō)接收的時(shí)候只需要一按，而且它消除干擾很快，能阻止或大大的降低由于干擾引起的發(fā)生阻塞或中斷呼叫的概率。
本發(fā)明的另一個(gè)顯著的特點(diǎn)是增加額外的陷波濾波器允許多個(gè)干擾信號(hào)移去。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，在干擾信號(hào)多于陷波濾波器的環(huán)境中，具有最大振幅的干擾信號(hào)被分配到陷波濾波器。
本發(fā)明用一種比其它方法更經(jīng)濟(jì)和更有效的方式解決了或減輕了窄帶干擾問(wèn)題，而且在某些方面能彌補(bǔ)其它方法。最普通的別的方法是在基站或移動(dòng)站點(diǎn)中使用自適應(yīng)天線(xiàn)陣。這些系統(tǒng)昂貴復(fù)雜，而且還需要安裝塔頂天線(xiàn)和其它設(shè)備。
本發(fā)明只需要最小的改變基站設(shè)備和軟件。安裝簡(jiǎn)便省時(shí)，而且可能不需要熟練人員因?yàn)樗恍枰诮邮掌鱎F信號(hào)通道中連接一個(gè)裝置，最好是在低噪聲天線(xiàn)(LNA)之后。本發(fā)明用足夠的速度和保真度動(dòng)態(tài)檢測(cè)、跟蹤和過(guò)濾干擾信號(hào)，以在CDMA通信線(xiàn)路中排除或大大的降低窄帶干擾信號(hào)的有害影響。
解決方法需要在每個(gè)小區(qū)站點(diǎn)的至少一個(gè)CDMA接收裝置上安裝一個(gè)自適應(yīng)陷波濾波器(ANF)單元。當(dāng)在射頻信號(hào)通道中插入一個(gè)ANF檢測(cè)在CDMA信號(hào)中超過(guò)門(mén)限水平的窄帶干擾，然后自動(dòng)獲得和抑制干擾信號(hào)。通過(guò)在干擾頻帶處用電子方式安放一個(gè)帶阻陷波可以得到上述效果?；谠O(shè)備中安裝的陷波濾波器模塊個(gè)數(shù)，多個(gè)干擾信號(hào)可被同時(shí)抑制。
本發(fā)明可以連續(xù)的掃描預(yù)置的分割波段，檢測(cè)干擾信號(hào)。在沒(méi)有干擾的情況下，選擇旁路模式，允許射頻信號(hào)繞過(guò)陷波。在檢測(cè)時(shí)，得到干擾信號(hào)，根據(jù)本發(fā)明開(kāi)關(guān)打到抑制模式，使干擾信號(hào)通過(guò)第一個(gè)陷波部分并受到抑制。多個(gè)干擾信號(hào)按電平分類(lèi)，根據(jù)串聯(lián)的陷波濾波器數(shù)，選出最高電平的干擾信號(hào)并加以抑制。此外，外部控制線(xiàn)路可用于選擇旁路模式，這樣就允許信號(hào)通過(guò)陷波部分，而不管干擾部分。
本發(fā)明實(shí)施一個(gè)快速功能測(cè)試，它具有充分的工作警報(bào)和度量，允許操作者本地或者遠(yuǎn)程地通過(guò)RS232接口，確定干擾信號(hào)的特性和接收到的合成CDMA的平均功率電平。本發(fā)明的另一方面是單元結(jié)構(gòu)，它允許快速移動(dòng)和替換功能電路單元，也就是功率調(diào)節(jié)器、掃描器、陷波濾波器以及工作警報(bào)和度量模塊。本發(fā)明包括所有四個(gè)模塊，還可以通過(guò)增加陷波濾波器模塊很容易的擴(kuò)展。當(dāng)然在實(shí)踐水平，如果存在大量的干擾信號(hào)且它們都被過(guò)濾了，那就有一個(gè)問(wèn)題，剩下沒(méi)有足夠的能量對(duì)理想的信號(hào)進(jìn)行解碼。這里揭示的方法尤其適用于基站干擾控制，它也適用于移動(dòng)單元。
此外，本發(fā)明適用于各種環(huán)境，其中為了保證寬帶系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，寬帶系統(tǒng)將窄帶信號(hào)看作必須消除的干擾信號(hào)。這里的描述用高級(jí)移動(dòng)電話(huà)業(yè)務(wù)(AMPS)做窄帶信號(hào)源，但是本發(fā)明適用于同類(lèi)的其它類(lèi)似窄帶源，例如全向接入通信系統(tǒng)(TACS)、北歐移動(dòng)電話(huà)(NMT)或GSM(歐洲全球移動(dòng)通信系統(tǒng))。
此外，本發(fā)明可以適用于各種寬帶信令部件。雖然這里詳細(xì)描述的系統(tǒng)使用CDMA作為在蜂窩通信系統(tǒng)中的寬帶信令格式，但是使用其它擴(kuò)展頻譜載波類(lèi)型的系統(tǒng)，例如無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(W-LANs)中使用的直接序列和跳頻信號(hào)，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或多點(diǎn)傳送載波如本地多點(diǎn)分布服務(wù)(LMDS)系統(tǒng)也可從本發(fā)明的實(shí)施中得益。
附圖概述結(jié)合附圖，通過(guò)以下對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述中，上述的和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將更明顯，附圖中

圖1是擴(kuò)展頻譜信號(hào)的頻譜的圖示。
圖2圖示了一個(gè)加了窄帶干擾信號(hào)的擴(kuò)展頻譜信號(hào)。
圖3圖示了一個(gè)消除了干擾信號(hào)后的擴(kuò)展頻譜信號(hào)。
圖4是表示陷波濾波器工作的框圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的陷波濾波器模塊的框圖。
圖6是圖5的修改，根據(jù)本發(fā)明在AMPS信號(hào)是CDMA信號(hào)的干擾信號(hào)處，使用多個(gè)陷波濾波器。
本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述雖然在CDMA通信系統(tǒng)中使用陷波濾波器的概念不是新的，但本發(fā)明使用一個(gè)具有多個(gè)陷波濾波器的干擾跟蹤系統(tǒng)。本發(fā)明的檢測(cè)和跟蹤功能適合提供許多進(jìn)步性的特征和屬性。第一，本發(fā)明使用一個(gè)單個(gè)的快速反應(yīng)掃描器和檢測(cè)器，它檢測(cè)和記錄所有在CDMA頻譜中接收到窄帶信道的信號(hào)電平，然后得到合成CDMA的平均功率。使用這種功率測(cè)量，可得到一個(gè)自適應(yīng)門(mén)限，用于檢測(cè)存在的窄帶干擾。該門(mén)限根據(jù)接收到的合成CDMA功率變化而變化。這樣一個(gè)自適應(yīng)門(mén)限比固定的門(mén)限要優(yōu)越，因?yàn)樵诮邮盏降暮铣蒀DMA功率比較高時(shí)，固定門(mén)限可能造成對(duì)干擾的虛假檢測(cè)。
第二，識(shí)別出電平超過(guò)自適應(yīng)門(mén)限的最大的N個(gè)信道，用于安置串聯(lián)的N個(gè)陷波濾波器。在ON門(mén)限高于OFF門(mén)限處，檢測(cè)器表現(xiàn)出遲滯的現(xiàn)象。這就減小了陷波濾波器開(kāi)關(guān)功能的開(kāi)/關(guān)震顫程度。接收到移動(dòng)干擾信號(hào)的信號(hào)電平會(huì)由于多路徑而產(chǎn)生波動(dòng)，因此，為了避免有關(guān)陷波濾波器的不需要的開(kāi)和關(guān)，對(duì)信號(hào)低于OFF門(mén)限的連續(xù)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，只有在超過(guò)預(yù)定的次數(shù)時(shí)，關(guān)掉陷波濾波器。第三，掃描、識(shí)別干擾信號(hào)和放置陷波濾波器的整個(gè)過(guò)程在小于一個(gè)IS-95 CDMA數(shù)據(jù)幀周期(20ms)的時(shí)間內(nèi)完成。通過(guò)在克服干擾的嘗試中，限制移動(dòng)功率的增大，將對(duì)功率控制系統(tǒng)的破壞減到了最小，以及消除或大大的減小了因?yàn)楦蓴_呼叫而阻塞或掉線(xiàn)的可能性。本發(fā)明在該時(shí)間段內(nèi)的工作能力部分歸因于眾所周知在特定的窄頻帶中產(chǎn)生的窄帶干擾，也就是與AMPS關(guān)聯(lián)的波段，因此它可以被離散的分配到陷波濾波器。
本發(fā)明可以隨意地為蜂窩系統(tǒng)管理者提供以下的有用信息發(fā)生的時(shí)間、頻率和干擾信號(hào)存在的持續(xù)時(shí)間。此外，可以對(duì)接收到的合成CDMA功率電平作用期性記錄。而且，手提電腦和個(gè)人電腦可以收集并處理陷波濾波器系統(tǒng)發(fā)送的信道電平數(shù)據(jù)，以及為基站服務(wù)人員和工程師顯示CDMA和保護(hù)帶頻譜的圖形。
此外，掃描器和檢測(cè)器可以設(shè)計(jì)成檢測(cè)跳頻GSM信號(hào)的存在而且同時(shí)挑出多個(gè)GSM干擾信號(hào)，并發(fā)送相應(yīng)的跳頻序列到各個(gè)陷波濾波器。
本發(fā)明的陷波濾波功能適合提供幾個(gè)有利的性能屬性。第一，若干個(gè)陷波濾波器可串聯(lián)起來(lái)處理經(jīng)歷的干擾程度。取得和過(guò)濾干擾信號(hào)的時(shí)間不是直接和干擾信號(hào)數(shù)成比例，事實(shí)上干擾信號(hào)數(shù)的增加是可以忽略的。
第二，每個(gè)陷波濾波器模塊包括第一混合器、本機(jī)振蕩器(LO)、帶通濾波器、中頻陷波濾波器和第二混合器。陷波頻率的有效中心頻率通過(guò)調(diào)諧LO設(shè)置。
第三，每個(gè)陷波濾波器模塊也可以起RF旁路開(kāi)關(guān)的作用，當(dāng)不需要陷波時(shí)繞過(guò)RF信號(hào)，而且陷波濾波器系統(tǒng)有一個(gè)可靠的旁路RF開(kāi)關(guān)，用于在功率損失和其它系統(tǒng)失敗操作時(shí)旁路系統(tǒng)。
第四，每個(gè)陷波濾波器模塊提供均一增益和自適應(yīng)陷波慮波器系統(tǒng)的總增益是一致的。這促進(jìn)了系統(tǒng)的模塊化，因?yàn)橄莶V波器模塊可以安裝和移去，或者可接進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)或脫開(kāi)到系統(tǒng)外，或者整個(gè)自適應(yīng)陷波濾波器系統(tǒng)可被旁通、移去或重新安裝，而不需要改變接收器RF增益。通過(guò)設(shè)定與陷波模塊延遲基本等價(jià)的旁路延遲使模塊化更容易。
第五，控制模塊通過(guò)感察陷波模塊的存在及工作的數(shù)目和位置，相應(yīng)的調(diào)整控制算法。
第六，串聯(lián)陷波濾波器通路中的總的絕對(duì)延遲被限制一個(gè)值，它不會(huì)因?yàn)橐苿?dòng)站點(diǎn)到基站距離估計(jì)的有關(guān)增長(zhǎng)，而導(dǎo)致未預(yù)料到的越區(qū)轉(zhuǎn)接。
陷波模塊可以隨意地解調(diào)窄帶FM干擾信號(hào)，和使用該信號(hào)調(diào)制陷波模塊LO，以此跟蹤干擾信號(hào)。該技術(shù)可用于降低陷波濾波器設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，或者避免對(duì)CDMA信號(hào)的過(guò)分地濾波，因?yàn)橛行У臑V波器帶寬要適應(yīng)干擾信號(hào)的頻譜寬度。允許使用比干擾信號(hào)頻譜更窄波段的陷波濾波器。該技術(shù)應(yīng)用于重疊在GSM上的CDMA，因?yàn)镚SM信道比AMPS信道寬很多(200kHz對(duì)30kHz)。
一個(gè)擴(kuò)展頻譜信號(hào)10的頻譜如圖1所示。陷波濾波器要解決的基本問(wèn)題是該寬帶或擴(kuò)展頻譜信號(hào)10和窄帶干擾信號(hào)21占據(jù)同樣的波段，如圖2所示。如果窄帶干擾21的強(qiáng)度超過(guò)擴(kuò)展頻譜信號(hào)10的信號(hào)/干擾比，那它可以惡化或消除在擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)中建立的通信。
另一方面，如果圖2中迭加的信號(hào)通過(guò)一個(gè)位于窄帶信號(hào)21頻率處的陷波濾波器(帶有如圖3所示的結(jié)果陷波31)，通信就恢復(fù)了，雖然會(huì)有與陷波濾波器從擴(kuò)頻信號(hào)中移走的能量成一定比例的通信失真。該能量移去是一個(gè)未能被陷波濾波器消除的剩余干擾。
顯而易見(jiàn)的，干擾可以在擴(kuò)展頻譜(SS)波段的任何地方產(chǎn)生，因而希望陷波濾波器可調(diào)，也就是陷波濾波器可以位于有干擾信號(hào)波段上的任何頻率處。當(dāng)保持一致的衰減性能時(shí)，在寬帶上可調(diào)的陷波濾波器如果不是不可能，也是很難實(shí)現(xiàn)。因而，寧愿在一固定的頻率處用高品質(zhì)因數(shù)Q的元件(Xtals、SAWS、HELICALFILTERS等)設(shè)計(jì)窄帶陷波濾波器更可行。
陷波濾波器的形狀要匹配以預(yù)計(jì)干擾的互補(bǔ)。例如，如果預(yù)計(jì)的干擾是一個(gè)AMPS信號(hào)，實(shí)現(xiàn)的濾波器要具有與AMPS標(biāo)準(zhǔn)定義的FM調(diào)制相匹配的振幅響應(yīng)特征。
現(xiàn)在翻到圖4，可以通過(guò)把擴(kuò)展頻譜信號(hào)掃描經(jīng)過(guò)固定陷波和隨后檢測(cè)到干擾信號(hào)后停止掃描以得到所需的調(diào)諧作用。該掃描作用通過(guò)使用壓控本機(jī)振蕩器41和下變頻器42得到。SS信號(hào)位于能方便經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)陷波濾波器43的中頻處。用陷波濾波器移走干擾信號(hào)后，“清理過(guò)的”SS信號(hào)通過(guò)使用LO41的上變頻器返回到它的原始頻率。
加入中心在IF，帶寬略大于VCO41的掃描范圍和SS信號(hào)帶寬的帶通濾波器44，用于選擇下變頻處理的低邊帶。類(lèi)似的，另一帶通濾波器46用于在上變頻器的輸出處再次選擇混合處理的低邊帶。顯而易見(jiàn)，相應(yīng)變頻的上邊帶也可以被選擇，可以選擇FVCO＜FC相有相同的效果。FVCO＞FC的特殊選擇能方便實(shí)現(xiàn)濾波的需要。
過(guò)程中遺漏的部分當(dāng)然是在將干擾信號(hào)放到陷波濾波器中的適當(dāng)?shù)念l率處VCO掃描停止的方法。通過(guò)采用如圖5所示的信號(hào)掃描或搜索接收器57提供該功能。該掃描接收器包括一個(gè)帶有接收信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)53的窄帶信號(hào)變換FM檢測(cè)器。FM檢測(cè)器用于在與陷波濾波器頻率一樣的頻率處接收窄帶信號(hào)。因此，當(dāng)存在一個(gè)干擾信號(hào)，檢測(cè)它并且通過(guò)RSSI電壓確定它的振幅電平。然后，將RSSI電壓53與一些預(yù)置的門(mén)限54作比較。結(jié)果比較器輸出52用于中止驅(qū)動(dòng)VCO41的掃描。簡(jiǎn)單的采樣及保存電路55鉗位鋸齒波產(chǎn)生器56的DC值，鋸齒波產(chǎn)生器56掃描VCO 41以及將VCO 41相應(yīng)地放置在適當(dāng)?shù)念l率處以接收干擾信號(hào)；因此為了從SS信號(hào)中消除干擾信號(hào)，VCO 41設(shè)置有效的陷波濾波器。掃描器輸出中包括的鑒別器57允許AFC(自動(dòng)頻率控制)回路閉合，包括VCO41。這樣在干擾存在時(shí)，保持了陷波的位置。適當(dāng)選擇的回路參數(shù)也允許陷波作用跟蹤FM信號(hào)的偏移。
圖5顯示了總電路的實(shí)現(xiàn)，可以認(rèn)為它是一個(gè)移走窄帶干擾信號(hào)的模塊。注意到增加了旁路開(kāi)關(guān)51用于在不存在干擾時(shí)，防止任何信號(hào)失真。這由觸發(fā)比較器52的反相狀態(tài)控制的。根據(jù)合理的觀點(diǎn)，這些模塊能串聯(lián)起來(lái)移走許多干擾信號(hào)。該合理的觀點(diǎn)涉及陷波濾波器的帶寬(也就是從擴(kuò)展頻譜中移走的信號(hào)能量數(shù)量隨陷波的增加而增加)和隨著大量干擾信號(hào)產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物的實(shí)際問(wèn)題。
圖6是圖5的修正，打算用于位于在CDMA信號(hào)波段中接收和重疊AMPS信號(hào)范圍內(nèi)的蜂窩基站。個(gè)別陷波模塊61起如上所述的同樣作用，然而它們不包含F(xiàn)M接收器或掃描VCO。這里檢測(cè)功能由掃描FM接收器62操縱。注意到從每個(gè)陷波模塊中移去接收器就不能獲得頻率跟蹤功能。然而，眾所周知因?yàn)闈撛诟蓴_(AMPS)的參數(shù)在頻率和帶寬方面均已知，所以就不需要該功能。
在圖6中，直接數(shù)字合成器(DDS)本機(jī)振蕩器63重復(fù)調(diào)諧窄帶FM接收器62，該窄帶FM接收器62通過(guò)CDMA波段以及在AMPS信道階梯中(也就是從824到849MHz每30KHz一階)，通過(guò)從微控制器發(fā)到DDS的數(shù)字字產(chǎn)生每一階。FM接收器的RSSI輸出65提供與每個(gè)信號(hào)信道的功率(dB)成比例的電壓。模擬到數(shù)字的RSSI電壓轉(zhuǎn)換(在A/D轉(zhuǎn)換器模塊66中)并存儲(chǔ)，用于在微控制器64中進(jìn)行處理。RSSI電平和陷波濾波器ON門(mén)限比較，如果超過(guò)它，陷波濾波器就被分配到一個(gè)信道，如果它是空的。如果所有的陷波濾波器都在使用，RSSI電平就和陷波干擾信號(hào)中最低的電平比較，如果它超過(guò)該值，該陷波的頻率就轉(zhuǎn)換到新的信道。通過(guò)發(fā)送一個(gè)控制字到在每個(gè)陷波模塊中為上和下變頻器設(shè)置合適LO頻率的鎖相環(huán)(PLL)67以改變陷波濾波器的中心頻率。由PLL67產(chǎn)生的LO通過(guò)從微處理器64來(lái)的信息，將陷波放在適當(dāng)?shù)念l率處，用于消除AMPS信道。
門(mén)限設(shè)置54(陷波濾波器ON門(mén)限)可能是由調(diào)節(jié)通過(guò)CDMA波段的窄帶FM接收器的結(jié)果確定的自適應(yīng)門(mén)限。具體而言，已存儲(chǔ)的RSSI電壓可由微控制器64處理，確定擴(kuò)展頻譜信號(hào)10的平均合成功率電平。該合成估計(jì)電平然后作為一個(gè)確定門(mén)限設(shè)置的參考，例如加一個(gè)恒定的10或15dB的增量以計(jì)算平均信號(hào)電平。對(duì)擴(kuò)展頻譜信號(hào)合成信號(hào)電平的估計(jì)可以改進(jìn)，例如在計(jì)算中不要計(jì)入最強(qiáng)的三個(gè)RSSI。
微控制器64軟件中的優(yōu)先功能是選出那些最強(qiáng)和對(duì)合成CDMA信號(hào)破壞最大的信號(hào)讓陷波模塊61消除它。雖然可用的陷波模塊61數(shù)只受實(shí)際經(jīng)濟(jì)條件和信號(hào)路徑失真的限制，但是該數(shù)目要和統(tǒng)計(jì)的潛在威脅相配合。沒(méi)有被陷波的較弱的信號(hào)，如果它們不包括在CDMA信號(hào)的干擾邊緣中，通過(guò)基站和移動(dòng)站點(diǎn)之間的功率控制鏈路可以改善它。
這里，基站電路確定接收信號(hào)差錯(cuò)有增長(zhǎng)，就發(fā)送一個(gè)命令信號(hào)到移動(dòng)發(fā)射機(jī)以增加它的功率。
除了陷波作用以外，微處理器64還能感察到設(shè)備錯(cuò)誤地使用旁路模式而產(chǎn)生錯(cuò)誤。而且，它提供的是機(jī)內(nèi)測(cè)試設(shè)備(BITE)功能和平均整個(gè)CDMA頻譜上的RSSI輸出用于估計(jì)以后接收的功率電平的方法。以此得到的數(shù)據(jù)用于風(fēng)險(xiǎn)分析、信號(hào)分析和內(nèi)務(wù)處理功能。以上這些可以在本地基站和遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)。
雖然根據(jù)一個(gè)較佳實(shí)施例描述了本發(fā)明，在本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)可，在以下的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明的實(shí)施也可以變化。
權(quán)利要求
1.一種在寬帶通信系統(tǒng)中抑制窄帶干擾的裝置，所述系統(tǒng)在寬頻帶中工作，其特征在于所述裝置包括一種裝置，用于快速地分析關(guān)于在特定窄頻帶中信號(hào)功率電平的所述寬頻帶，以及檢測(cè)在所述的特定波段中接收到的所述的窄帶信號(hào)功率電平；一種裝置，用于從所述的窄帶信號(hào)功率電平中得到一個(gè)平均合成寬帶功率電平；一種裝置，用于用所述的信號(hào)功率電平得到一個(gè)自適應(yīng)門(mén)限，以識(shí)別所述的窄帶干擾；和一種裝置，用于放置一個(gè)或多個(gè)陷波濾波器，以抑制所述識(shí)別到的窄帶干擾。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述寬帶系統(tǒng)是CDMA系統(tǒng)，所述特定的頻帶由AMPS系統(tǒng)決定。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述分析裝置、所述獲得裝置、所述識(shí)別裝置和所述放置裝置都在一個(gè)CDMA數(shù)據(jù)幀周期內(nèi)完成。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述檢測(cè)裝置適用于檢測(cè)存在跳頻的GSM信號(hào)，和同時(shí)通過(guò)發(fā)送合適的跳頻序列到各個(gè)所述陷波濾波器將多個(gè)GSM干擾信號(hào)去跳頻。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述陷波濾波器包括第一混合器；壓控振蕩器；窄帶固定頻率濾波器；和第二混合器，其中所述第一混合器和所述壓控振蕩器將一個(gè)射頻信號(hào)外差成一個(gè)中頻信號(hào)，然后所述中頻信號(hào)被陷波濾波和帶通濾波，其中所述第二混合器將所述濾波信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述射頻。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于在沒(méi)有檢測(cè)到干擾信號(hào)時(shí)，用一個(gè)射頻開(kāi)關(guān)電路旁路所述的陷波濾波器，其中所述的開(kāi)關(guān)電路有一個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)限，該門(mén)限在接入陷波濾波器時(shí)的值高于它旁路陷波濾波器時(shí)的值。
7.一種在寬帶通信系統(tǒng)中抑制窄帶干擾的方法，所述系統(tǒng)在一寬頻帶內(nèi)工作，其特征在于，該方法包括以下步驟快速分析關(guān)于特定窄頻帶信號(hào)功率電平的所述寬頻帶，以及檢測(cè)在所述的特定波段中接收到的所述窄帶信號(hào)功率電平；從所述的窄帶信號(hào)功率電平中得到一個(gè)平均合成帶寬功率電平；用所述的平均合成寬帶功率電平得到一個(gè)門(mén)限，用于識(shí)別所述的窄帶干擾；和設(shè)置一個(gè)陷波濾波器，用于抑制所述的已識(shí)別的窄帶干擾。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的系統(tǒng)是CDMA系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的分析步驟和所述的設(shè)置步驟是在一個(gè)CDMA最大允許幀延遲周期內(nèi)完成的。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的寬帶系統(tǒng)是擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的寬帶系統(tǒng)是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述的寬帶系統(tǒng)是本地多點(diǎn)分布服務(wù)類(lèi)型系統(tǒng)。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的特定頻帶由一個(gè)AMPS系統(tǒng)確定。
14.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的特定頻帶由一個(gè)TACS系統(tǒng)確定。
15.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的檢測(cè)步驟包括附加步驟選擇性地檢測(cè)存在的跳頻GSM信號(hào)，以及同時(shí)將多個(gè)GSM干擾信號(hào)去跳頻，并發(fā)送適當(dāng)頻率的跳頻序列到所述陷波濾波器。
16.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于用于得到平均合成寬帶功率電平的步驟包括以下附加步驟選擇預(yù)定數(shù)量的最強(qiáng)的窄帶信號(hào)功率電平；和在導(dǎo)出的平均合成寬帶功率電平中不包括所述預(yù)定數(shù)量的最強(qiáng)的窄帶信號(hào)功率電平。
17.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于用所述的平均合成寬帶功率電平得到一個(gè)門(mén)限的步驟包括下述附加步驟向平均合成寬帶功率電平加一個(gè)預(yù)定的偏移量，得到門(mén)限。
18.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于快速分析所述寬頻帶的步驟包括下述附加步驟在與多個(gè)信道頻率中的每個(gè)都關(guān)聯(lián)的頻率增量處，將通過(guò)寬頻帶的窄帶接收器分段，信道頻率與希望其在寬頻帶內(nèi)工作的窄帶發(fā)射機(jī)關(guān)聯(lián)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于期望的窄帶發(fā)射機(jī)是AMPS蜂窩電話(huà)以及頻率增量為30KHz。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于窄帶接收器為窄帶信道提供至少一個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度指示器(RSSI)輸出，RSSI用于確定窄帶信號(hào)功率電平。
21.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于陷波濾波器有一振幅響應(yīng)特征，它與窄帶干擾的預(yù)計(jì)振幅特征相匹配。
22.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于設(shè)置陷波濾波器的步驟包括下述步驟將包括寬頻帶的射頻信號(hào)下變頻成中頻(IF)信號(hào)，下變頻的頻率偏移依賴(lài)于所述窄帶干擾的射頻；用窄帶固定頻率陷波濾波器對(duì)所述的IF信號(hào)濾波以產(chǎn)生經(jīng)過(guò)陷波濾波器的IF信號(hào)；和將所述陷波濾波的IF信號(hào)上變頻，產(chǎn)生一個(gè)輸出RF信號(hào)，上變頻的頻率偏移依賴(lài)于所述窄帶干擾的所述頻率，輸出RF信號(hào)又回到符合所述寬頻帶之所述原始射頻的射頻。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述窄帶固定頻率陷波濾波器有一個(gè)陷波寬度，對(duì)應(yīng)于與期望的引起窄帶干擾的窄帶發(fā)射機(jī)的帶寬。
24.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于寬頻帶至少有窄帶干擾的大約二分之一寬。
25.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于包括下述步驟以級(jí)聯(lián)方式設(shè)置多個(gè)陷波濾波器，級(jí)聯(lián)中一個(gè)給定陷波濾波器的輸出作為級(jí)聯(lián)中下一個(gè)陷波濾波器的輸入，調(diào)諧多個(gè)陷波濾波器中的每個(gè)陷波濾波器，以抑制給定的多個(gè)窄帶干擾中的一個(gè)。
全文摘要
一種方法和裝置,用足夠的速度(也就是在一個(gè)IS－95 CDMA數(shù)據(jù)幀周期內(nèi),或者20ms)和保真度動(dòng)態(tài)地檢測(cè)、追蹤、過(guò)濾干擾信號(hào),為了在CDMA通信線(xiàn)路中排除或大大的降低窄帶干擾信號(hào)的有害影響。在射頻信號(hào)通道中插入一個(gè)自適應(yīng)陷波濾波器(ANF)檢測(cè)在CDMA信號(hào)中超過(guò)門(mén)限水平的窄帶干擾。通過(guò)連續(xù)的掃描預(yù)先分割的波段,如一個(gè)特定的與AMPS系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的窄帶而完成檢測(cè)。然后自動(dòng)獲得和抑制檢測(cè)到的干擾信號(hào)。通過(guò)在干擾頻帶處用電子方式安放一個(gè)帶阻陷波可以得到上述效果?？捎枚鄠€(gè)陷波濾波器同時(shí)抑制多個(gè)干擾信號(hào)。在沒(méi)有干擾的情況下,選擇旁路模式,允許射頻信號(hào)旁通陷波。檢測(cè)到干擾信號(hào)后,開(kāi)關(guān)打到抑制模式,使干擾信號(hào)通過(guò)第一個(gè)陷波模塊并受到抑制。另一種方式,外部控制線(xiàn)路可用于選擇旁路模式,這樣就允許信號(hào)不管干擾信號(hào)而通過(guò)陷波部分。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1339198SQ00803299
公開(kāi)日2002年3月6日 申請(qǐng)日期2000年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月2日
發(fā)明者C·E·賈格爾, M·N·威利茨, M·托比亞 申請(qǐng)人:伊利諾伊超導(dǎo)加拿大股份有限公司