专利名称：一种抑制无线系统间干扰的装置和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及有效抑制TDD(时分双工)频谱与FDD(频分双工)频谱之间的邻频干扰和TDD双工模式下不同扇区之间的同频干扰的方法和装置。
背景技术：
在同一个地理区域内，如何控制基站天线之间的干扰是移动通信领域内的一个基本问题。当不同系统的基站天线近距离布设时，工作在相邻频率或者相同频率的发射天线和接收天线之间的隔离度必须得到保障。
需要天线间保持高隔离度的应用场合有1)在TDD系统与FDD系统共站址时，TDD基站天线的发射功率形成的带外泄漏会对FDD的上行接收产生干扰，尤其是TDD系统工作于1880～1920MHz频段时，会在FDD系统上行频段1920～1980MHz内产生严重的干扰；2)当TDD系统采取多扇区布设时，共站址的不同扇区天线之间会因收发同步不一致产生同频干扰；3)当同一个基站综合使用FDD和TDD频谱时(为了便于控制TDD模式的发射对FDD模式中的接收产生干扰，TDD模式和FDD模式需要各自采用其适合的天线)，TDD模式采用的天线和FDD模式采用的天线之间也会产生邻频干扰，如果综合使用FDD和TDD频谱的基站天线采取多扇区布设时，共站址的不同扇区的TDD天线之间会因收发同步不一致而产生同频干扰。
降低不同系统之间，或者同一个系统的子系统之间干扰的基本技术途径有1)阻止干扰进入系统，也就是保证系统天线间的隔离度；2)一类是对进入系统的干扰进行对消。实际应用中，一般是采用阻止进入和干扰对消来达到预期的效果。
现有技术在阻止干扰进入系统方面采取的天线收发隔离常用措施包括
1)增大收发天线间的距离，距离的增大对降低收发天线间的耦合有显著效果，但是，同一套系统中的天线间的距离受实际安装平台的限制，不可以任意增加，如，车载和机载平台上天线间的距离受承载平台的限制，移动通信系统中天线之间的距离要受安装平台，楼顶等空间体大小的限制；2)减小收发天线的侧向增益。也就是天线采取减小旁瓣设计。为了降低旁瓣，还可以在天线口面加圆筒和吸收材料，这种措施可以降低单个天线的旁瓣10dB，从而使隔离度增加20dB；3)减小极化系数，增大极化隔离，这种方法的隔离效果不是很显著，一般在5～10dB；4)天线间加吸收性隔离屏对侧向辐射进行吸收。这种隔离措施使两个天线间的电磁波不能直视传输，因而隔离效果十分显著，可以增加20dB的隔离度。
上述方法对收发天线间的直接耦合具有比较显著的效果，但是，除了天线间的直接耦合，还有天线间的环境耦合，由于环境耦合的路径比较复杂，消除环境耦合的方法也是随应用场合变化的，典型的抑制环境耦合的方法有采取特定的天线安装方式，如采用上下安装的方式、前后安装方式、水平安装方式、利用平台立面遮挡等都是常用的消除环境耦合的方式，如果在天线支撑体附近铺设吸收材料，也可以显著降低环境耦合，一般可以使隔离度增加20dB。
直放站收发天线的隔离是典型的同频收发隔离应用。直放站安装时准确地利用天线旁瓣的凹陷位置对提高施主天线与服务天线的隔离度有着十分重要的意义。在正常安装时，服务天线位置较高，施主天线放置在服务天线下部。在直放站应用中，当安装间距大于15米时，隔离度可以达到90～95dB；当间距为1米时，隔离度有65～70dB。为了进一步提高收发天线隔离度，直放站还使用吸波材料专用于解决天线上波瓣抑制问题，消除天线旁瓣和后瓣，目前商用吸波材料可以在频带10MHz-3000MHz范围内，达到吸收衰减20db。
现有技术中，利用物体进行隔离的专利有US20040150580，名称为“一种提高安装在结构物体上的天线隔离度的方法(Method for improvingisolation of an antenna mounted on a structure)”，该专利提出使用天线所安装的物体，如机壳，的物理形状来提高收发天线的隔离度。
现有技术中利用极化实现收发隔离的专利申请有US20030210194，名称为“通过天线极化分离提供信号隔离(Antenna polarization separation toprovide signal isolation)”。
在一些特殊应用领域，如军事领域，为了阻止干扰进入系统还可以通过天线处进行场的叠加对消。如美国波音公司研制的机载主动干扰对消系统，该系统包括控制器、大量的射频处理器和延迟装置，以及与其他机载电子系统的接口，可识别有效的通信信号和无效的电子干扰信号。其工作原理是，机身下部的通信天线监控飞机发出的干扰信号，在与自身的UHF通信匹配后，主动干扰对消系统产生一个对消信号，通过对消信号与干扰机发射的干扰信号的空闲叠加，保护上部通信天线，实现对敌方干扰和己方通信地同时进行。这种干扰对消系统除了保护UHF通信外，还可保护数据链和射频通信。
现有技术在干扰对消方面也有很多积累，在通信领域广为熟悉的多用户检测就是一个典型的例子。
多用户检测使用的干扰对消检测器常用的有两种串行干扰对消和并行干扰对消。串行干扰对消(SIC)检测器首先根据接收到的各用户信号功率进行排序，然后按功率从高到低的次序对各个用户进行对消和估计，即先解调出最强信号功率的用户，然后从总的接收信号中减去此用户的信号，每个用户只对消一次。这种方法结构简单，计算复杂度下降，解调出来的信号相对比较准确。但是加大了延时，并且一旦用户的信号功率发生变化，还要重新排序。并行干扰对消(PIC)检测器并行估计并减去所有用户的MAI(多址干扰)。
要保证天线邻近安装情况下通信系统的正常工，系统间的隔离度要在60～100dB左右，目前单独使用任何一项现有技术都无法在实际系统中达到这个指标，因此，天线邻近安装情况下通信系统的干扰抑制需要综合使用这些技术来解决。比如，在多用户监测技术中出现的干扰对消技术，必须在接收机不被阻塞的情况下才可以使用，并且，在CDMA系统中产生的干扰对消技术无法直接应用于任何系统间的干扰对消，因此，需要把阻止干扰进入的天线隔离技术和系统内的干扰对消技术结合起来，并根据系统实际应用的特点进行综合设计。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可以有效地抑制无线系统间干扰的装置和方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抑制无线系统间干扰的方法，包括以下步骤(a)确定一个无线帧内接收通道所属系统可能需要对消天线间干扰的时间区间，并将其划分为一个或多个子时间区间，使每一子时间区间内可能对该接收通道产生干扰的发射通道相同；(b)在一个子时间区间内，从可能产生干扰的各发射通道的基带处理单元读取发射数据；(c)以时隙为单位，使用读取的各组发射数据对各个发射通道分别进行信道估计，得到各发射通道干扰信号的信道特性，并进行干扰估计；(d)根据估计的各个发射通道产生的干扰判断是否产生阻塞，如果是，中止对消处理，结束，否则执行下一步；(e)利用各个发射通道干扰信号的信道特性进行干扰信号再生，然后从所述接收通道的接收信号中减去这些再生干扰信号，进行干扰对消；(f)判断时间区间是否结束，如果结束，返回步骤(a)对下一无线帧进行处理，如果没有结束，获取下一子时间区间对应的发射通道，返回步骤(b)对下一子时间区间进行对消处理。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述天线系统是恒定波束天线系统，在所述步骤(b)～(e)中，在一个子时间区间内只需根据一个时隙的发射数据进行该子时间区间内的对消处理。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(c)进行的干扰估计是指对干扰功率或幅度的估计，所述步骤(e)之前还包括步骤(d1)判断各个发射通道产生的干扰功率或幅度是否全部低于预定门限ThrL，如果是，获取下一子时间区间对应的发射通道，返回步骤(b)，否则，执行步骤(e)，且在步骤(e)中只对干扰功率或幅度大于所述预定门限的发射通道进行干扰信号的再生。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述天线系统是变波束天线系统，在所述步骤(e)之后，执行步骤(e1)判断当前子时间区间是否结束，如果没有结束，返回步骤(b)或步骤(c)再对该子时间区间的下一个时隙进行对消处理，如果已结束，则执行步骤(f)。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(c)进行的干扰估计是指对干扰功率或幅度的估计，步骤(e)之前还包括步骤(d1)判断各个发射通道产生的干扰功率或幅度是否全部低于预定门限ThrL，如果否，执行步骤(e)，且在步骤(e)中只对干扰功率或幅度大于所述预设门限的发射通道进行干扰信号的再生；如果各个发射通道产生的干扰功率或幅度全部低于预定门限ThrL，则执行步骤(e1)。
进一步地，上述方法还可具有以下特点该方法应用于TDD系统与FDD系统共站址布设或者同一个系统的基站综合使用TDD频谱和FDD频谱的场合，所述天线间的干扰指以下干扰中的一种或任意组合A，同频TDD天线阵列之间的同频干扰；B，TDD系统天线与FDD系统上行频谱上工作的天线之间的邻频干扰；C，综合使用TDD频谱和FDD频谱的系统中不同扇区之间的同步干扰；D，综合使用TDD频谱和FDD频谱的系统中临近的采用TDD频谱的天线与采用FDD频谱的天线之间的干扰。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(a)确定所述时间区间时，首先从网络中的无线资源管理单元获取各个天线或者天线对应的系统的收发时隙关系，将所述接收通道用于接收的时隙作为可能需要对消天线间干扰的时间区间，并在该时间区间内，将可能对该接收通道产生干扰的发射通道相同的一个或多个连续时隙划分为到一个子时间区间。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(b)中读取的所述发射数据是指基带处理模块送往数模转换器的数据的全部或一部分，以及用于信道估计和干扰对消的同步信息，读取时一次读取一个时隙的发射数据或者一次读取一个子时间区间的发射数据。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(c)还使用读取的各组发射数据对各个发射通道分别进行参数测量和上报，所述测量包括干扰强度和/或不同天线产生的干扰的到达时间差的测量。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(d)根据各个发射通道产生的干扰判断是否产生阻塞时，是判断各个发射通道估计出的干扰功率或幅度是否大于设定的阻塞门限，如果有一个通道的干扰功率或幅度高于该门限，则表示发生阻塞。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(e)中每个发射通道的干扰信号再生是通过将发射通道的基带数据与该通道的信道特性进行卷积得到的。
为了解决上述技术问题，本发明又提供了一种抑制无线系统间干扰的装置，用于对接收通道的接收信号进行干扰对消，输出对消后的基带信号，其特征在于，包括干扰对消控制单元、信道估计单元、干扰信号再生单元、对消判决单元、对消单元以及一个或多个发射用基带处理模块上为干扰对消设置的干扰对消接口，其中所述干扰对消控制单元用于按照信道估计单元的工作模式通过干扰对消接口从可能对该接收通道产生干扰的一个或多个发射通道的基带处理模块获取信道估计和干扰对消所需的发射数据；所述信道估计单元用于根据干扰对消控制单元获取的所述发射数据对相应发射通道的干扰信号进行信道估计，包括对干扰功率或幅度的估计；所述干扰信号再生单元用于利用获得的所述发射通道干扰信号的信道特性进行干扰信号再生；所述对消判决单元用于根据估计出的发射通道的功率或幅度判断是否发生阻塞，如果是，控制对消单元中止对消，否则，允许对消单元进行对消；所述对消单元把再生的干扰总信号从接收通道总的接收信号中减去，完成对消操作。
进一步地，上述装置还可具有以下特点还包括一个参数测量单元，用于根据干扰对消控制单元获取的所述发射数据对相应发射通道的干扰信号进行参数测量和上报，包括对干扰强度和不同天线产生的干扰的到达时间差的测量。
进一步地，上述装置还可具有以下特点所述干扰对消控制单元获取的所述发射数据是指基带处理模块送往数模转换器的数据的全部或一部分，以及用于信道估计和干扰对消的同步信息。
进一步地，上述装置还可具有以下特点所述干扰信号再生单元是通过将发射通道的基带数据与该通道的信道特性进行卷积得到的该通道的再生干扰信号。
进一步地，上述装置还可具有以下特点所述对消判决单元还判断估计出的发射通道的功率或幅度是否有大于一设定门限，如有，则允许所述对消单元执行对消操作，否则，不允许对消单元进行对消操作。
进一步地，上述装置还可具有以下特点所述干扰对消控制单元在读取数据前，首先从网络中的无线资源管理单元获取各个天线或者天线对应的系统的收发时隙关系，将所述接收天线或天线接收通道用于接收的时隙作为可能需要对消天线间干扰的时间区间，并将该时间区间划分为一个或多个子时间区间，划分时，将可能对该接收天线或天线接收通道产生干扰的发射通道相同的一个或多个连续时隙划分为到一个子时间区间，在每一子时间区间，从可能对该接收通道产生干扰的发射通道的基带处理模块读取所述发射数据。
进一步地，上述装置还可具有以下特点所述干扰对消控制单元在一个子时间区间内只根据第一个时隙上的数据进行对消处理，或者在一个子时间区间内根据每个时隙上的数据分别进行对消处理。
由上可知，本发明把阻止干扰进入的天线隔离技术和系统内的干扰对消技术结合起来，通过系统内或系统间的数据共享，实现对进入系统的干扰有效地对消。本发明所述装置和方法可以有效抑制TDD系统对FDD系统产生的邻频干扰，可以有效抑制综合使用TDD频谱和FDD频谱的系统中临近的TDD频谱与FDD频谱之间的干扰，也可以抑制同站址多扇区布设的TDD系统、综合使用TDD频谱和FDD频谱的系统中，不同扇区之间的同频干扰。
采用本发明所述装置和方法的通信系统，不但可以解决不同双工模式的天线共站址安装时的共存问题，使综合使用TDD频谱和FDD频谱的系统实用化，而且，通过把干扰对消和其他天线隔离技术的综合使用，可以使共站址情况下同频和邻频干扰小于异址安装情况下同频和邻频干扰。
采用本发明所述装置和方法的通信系统，不但可以抑制移动通信系统共站址天线之间引入的干扰，也可以用于移动通信基站对消来自地面数字广播或模拟广播发射机的邻频干扰。
图1是同频段、邻频段干扰环境示意图。
图2是本发明抑制两个系统间干扰的对消装置结构图。
图3是本发明抑制多个系统间干扰的对消装置结构图。
图4是本发明抑制变波束系统间干扰的方法。
图5是本发明抑制恒定波束系统间干扰的方法。
图6是本发明使用TDD和FDD频谱的基站中干扰对消模块结构图。
图7是本发明一个实例中多个天线之间收发时间关系的示意图。
具体实施例方式
在未来蜂窝移动通信系统的布设中，不同无线系统的天线共站址布设将越来越普遍，本发明讨论的系统环境和干扰环境是一种TDD系统与FDD系统共站址布设，或者同一个系统的基站综合使用TDD频谱和FDD频谱，系统共站址布设，或者同一个系统的基站综合使用TDD频谱和FDD频谱，这种系统布局如图1所示。
图1中的TDD系统的机柜103上通过一组馈缆116引出三个同频天线阵列(102a、102b、102c)，这三个天线阵列工作在1880～1920MHz范围内，分别覆盖120度的方位角度，以三扇区的形式覆盖一个区域。图中的FDD系统机柜104上通过一组馈缆117引出三个天线(101a、101b、101c)，这三个天线上行工作在1920～1980MHz范围内、下行工作2110～2170MHz范围内，这三个天线分别覆盖120度的方位角度，以三扇区的形式覆盖一个区域。进一步地，图3中的TDD系统机柜103与FDD系统机柜104可以综合设计，合并为一个可以综合使用TDD频谱和FDD频谱的系统，见图6。
在上述天线布设下，存在多种形式的干扰，本发明只分析如下潜在干扰的抑制1)三个同频TDD天线阵列(102a、102b、102c)之间的同频干扰。
天线阵列102a与天线阵列102b之间的一对同频干扰113，这些干扰中包含天线间直接耦合分量和环境耦合分量；天线阵列102a与天线阵列102c之间的一对同频干扰115，这些干扰中包含天线间直接耦合分量和环境耦合分量；天线阵列102b与天线阵列102c之间的一对同频干扰114，这些干扰中包含天线间直接耦合分量和环境耦合分量，一种环境耦合分量的形成过程是天线阵列102c发射的信号106由于受物体105反射，形成反射信号107到达天线102b。
2)三个同频TDD天线阵列(102a、102b、102c)与三个在FDD系统上行频谱上工作的天线(101a、101b、101c)之间的邻频干扰。三个在FDD系统上行频谱上工作的天线(101a、101b、101c)可以是只做接收，也可以在FDD系统上行频谱上按照TDD的方式收发。
天线阵列102a受到的邻频干扰包括与天线101a之间的邻频干扰112，以及与天线101b、101c之间潜在的干扰。天线阵列102a受到的总的邻频干扰，不考虑相邻小区干扰的情况下，包括天线阵列102a与天线101a之间的邻频干扰112，以及天线阵列102a与天线101b、101c之间潜在的干扰。这些干扰中包含天线间直接耦合分量和环境耦合分量；天线阵列102b受到的邻频干扰包括与天线101b之间的邻频干扰111，以及与天线101a、101c之间潜在的干扰。天线阵列102b受到的总的邻频干扰，不考虑相邻小区干扰的情况下，包括天线阵列102b与天线101b之间的邻频干扰111，以及天线阵列102b与天线101a、101c之间潜在的干扰。这些干扰中包含天线间直接耦合分量和环境耦合分量；天线阵列102c受到的邻频干扰包括与天线101c之间的邻频干扰110，以及与天线101a、101b之间潜在的干扰。天线阵列102c受到的总的邻频干扰，不考虑邻小区干扰的情况下，包括天线阵列102c与天线101a之间的邻频干扰110，以及天线阵列102c与天线101a、101b之间潜在的干扰。这些干扰中包含天线间直接耦合分量和环境耦合分量。一种环境耦合分量的形成过程是天线阵列102c发射的信号108由于受物体105反射，形成反射信号109到达天线101c；其他形式的干扰，如，三个在FDD系统频谱上工作的天线(101a、101b、101c)之间的同频干扰，可以按照与抑制三个同频TDD天线阵列(102a、102b、102c)之间的同频干扰相同的方法解决。
图2示出了本发明一个实施例的抑制两个系统间干扰或抑制采用TDD和FDD频谱的同一系统不同天线之间的干扰的对消装置结构，该对消装置与发射天线发射通道中的D/A(数模转换器)前的调制器输出端(通过发射用基带处理模块上为干扰对消设置的干扰对消接口202)以及可能与该发射天线间产生邻频或同频干扰的接收天线接收通道后的A/D(模数转换器)的输出端相连接，用于对消该发射天线的发射功率对该接收天线产生的邻频或同频干扰，然后输出对消后的基带信号。
如图所示，该干扰对消装置包括参数测量和干扰对消控制单元201、发射用基带处理模块上为干扰对消设置的干扰对消接口202、信道估计单元203、干扰信号再生单元204、对消判决单元205和对消单元206。
参数测量和干扰对消控制单元201用于根据网络内的无线资源管理单元发来的“对消控制和测量上报信号”确定信道估计单元203的工作模式，并且按照信道估计单元203的工作模式，通过干扰对消接口202，让发射用基带处理模块提供实现信道估计和干扰对消所需要的信息，如，基带处理模块送往D/A(数模转换器)的数据207a的全部或一部分数据207b，以及用于信道估计和干扰对消的同步信息208。参数测量并不直接用于干扰对消，而是为了上报相应的管理模块，以便监测系统的工作、同步状态。
信道估计单元203利用参数测量和干扰对消控制单元201送来的D/A前的数据207a的全部数据或一部分时间内的全部数据207b，进行信道估计(还包括了干扰功率估计、时延估计，用于门限比较和上报)和参数测量(如，测量干扰强度，测量不同天线产生的干扰的到达时间差(TDOA))。
干扰信号再生单元204利用信道估计单元203获得的干扰信号的信道特性进行干扰信号再生。也就是经参数测量和干扰对消控制单元211输出到干扰信号再生单元204的D/A前的基带数据211与信道估计单元203获得的信道特性进行卷积，从而得到接收端的干扰信号。
对消判决单元205对是否进行对消做出判决，将估计出的发射通道的干扰功率(或幅度)与设定的门限ThrD(此门限可以是绝对数值，也可以是接收总功率的比例)相比较，只有该干扰功率(或幅度)大于门限ThrD且小于阻塞门限ThrH时才会执行对消操作。
对消单元206执行减法操作，把再生的干扰总信号从总的接收信号中减去r(t)new＝r(t)-r(t)generate在本发明另一实施例中，当有多个天线的发射功率对一个接收天线产生干扰时，则须将邻频、同频干扰对消装置与该多个天线发射通道前的D/A以及该接收天线接收通道后的A/D相连。如图3所示，本实施例的邻频、同频干扰对消装置包括参数测量和干扰对消控制单元201，多个发射用基带处理模块上为干扰对消设计的干扰对消接口，如干扰对消接口202，301、302，信道估计单元203，干扰信号再生单元204，对消判决单元205和对消单元206。
天线213和天线307、308都是天线212潜在的干扰源，为了对消天线213、天线307和天线308从天线212引入的干扰，干扰对消接口301、302把各自对应D/A前的数据207a的全部数据或部分时间内的全部数据207b、数据303a的全部数据或部分时间内的全部数据303b、数据304a的全部数据或部分时间内的全部数据304b，以及同步信息208、305、306送到参数测量和干扰对消控制单元201，这些数据和同步信息用于对消天线213和天线307、308从天线212引入的干扰。
对于该装置各单元的具体功能，将在以下方法的描述介绍。
在相互干扰的天线之间，当发射天线或者接收天线中的一个或者全部采用变波束技术时，如使用智能天线技术或者动态电调天线技术，就会导致发射天线和接收天线之间的信道变化。
设图3中的天线212和213、307、308之间采用图7所示的收发时间关系天线212的一个无线帧701中的时隙0用于发射，时隙1～7用于接收；天线213一个无线帧702中的时隙0～3用于发射，时隙4～7用于接收；天线307一个无线帧703中的时隙0～5用于发射，时隙6～7用于接收；天线308一个无线帧704中的时隙0用于发射，时隙1～7空闲。在这种情况下，天线212在时隙1～3潜在的干扰源是天线213、307，天线212在时隙4～5潜在的干扰源是天线307，天线212在时隙6～7没有潜在的干扰源。
当天线212和213、307、308中部分或全部由智能天线构成时，认为一个时隙内天线的波束是不变的，每个时隙间波束的方向和宽度都在变化。这就导致对天线212的干扰在每个时隙都可能发生变化。另外，一个无线帧包含的上行和下行时隙也可能会变化，比如从上行3个时隙变为上行4个时隙。
下面将介绍变波束或固定波束天线之间邻频、同频干扰对消的方法，这两种方法都可以适用于一个或多个发射天线引起的干扰，即图2和图3的装置都可以使用这两种方法。
本发明一个实施例的变波束天线之间邻频、同频干扰对消的方法的流程，如图4所示，包括以下步骤步骤401，确定一个无线帧内接收天线所属系统可能需要进行邻频干扰对消的时间区间Tsection和可能产生干扰的发射通道N，N为零或大于零的整数，并将该时间区间按时隙进一步划分为一个或多个子时间区间，使得每一子时间区间内可能对该接收天线所属系统产生干扰的一个或多个发射通道相同；具体方法是，参数测量和干扰对消控制单元201首先从网络中的无线资源管理单元获取各个天线(或者天线对应的系统)的收发时隙关系，比如，从网络中的无线资源管理单元获取各个天线(或者天线对应的系统)的收发时隙关系如图7所示，在这种各个天线的收发关系下，天线212所属系统可能需要进行干扰对消处理的时间区间Tsection为时隙1～7。其中，需要进行干扰对消处理的时间区间Tsection进一步划分为若干个子区间Tsection1～TsectionΩ。
比如，在图7所示的收发关系下，Tsection1为时隙1～3，Tsection2为时隙4～5。在时隙1～3时间区间内可能对天线212所属系统产生干扰的天线是天线213和天线307，此时可能对天线212所属系统产生干扰的发射通道数N＝2；在时隙4～5时间区间内可能对天线212所属系统产生干扰的天线是天线307，此时可能对天线212所属系统产生干扰的发射通道数N＝1；在时隙6～7时间区间内，没有可能对天线212所属系统产生干扰的天线，此时可能对天线212所属系统产生干扰的发射通道数N＝0。
步骤402，在一个子时间区间内以时隙为单位，从可能产生干扰的发射通道{Chi，。。。CHn；i+...+n＝N}的基带处理单元以分组方式读取发射数据{TDi，。。TDn；；i+...+n＝N}，当然本发明在读取时也可以子时间区间为单位，但处理时要区分时隙；以图3所示装置为一实例，参数测量和干扰对消控制单元201完成以上两个步骤的处理，这里不再重复，以子时间区间Tsection1中的处理为例，按照一个时隙内的传输数据为单位，每次应从发射数据中读取数据时，应从发射数据207a、303a中读取若干个时隙的发射数据207b、303b。
步骤403，以时隙为单位，使用发射数据{TDi，。。TDn；i+...+n＝N}对各个发射通道分别进行信道估计和参数测量，包括干扰功率估计、时延估计、干扰强度测量、不同天线产生的干扰的到达时间差测量等，测量的参数用于上报，以便监测系统的工作、同步状态；相应地，信道估计单元203使用发射数据207b、303b进行信道估计，信道估计以时隙为单位进行，如，在无线帧701的时隙1、时隙2、时隙3都分别进行信道估计和参数测量。
记数据207b为S(t)，本天线接收的总基带信号为r(t)，搜索窗长为Wchips，W对应CDMA制式，包括WCDMA，TDSCDMA等，对于其它调制方式，如GSM，OFDM，搜索窗长W中的chips为信息符号持续时间Ts，下面都以CDMA为例。
信道估计的基本步骤是对干扰信号进行相关搜索Rcorr=|∫0WTr(t)*S*(t-τ)dt|2]]>从搜索窗内相关运算得到的一组干扰功率估计值Rcorr中，从最大的Rcorr两侧各取若干个Rcorr值进行二次曲线拟合，取拟合曲线最大值点对应的时间作为天线213发射信号的到达时间TOA。当有多个天线的干扰存在时，这些干扰的TOA之差就是干扰信号的到达时间差TDOA。
步骤404，判断各个发射通道{Chi，。。。CHn；i+...+n＝N}产生的干扰功率是否高于阻塞门限ThrH，如果是，执行步骤409，否则执行步骤405；如果相关运算得到的Rcorr的值(或均值)大于某个门限ThrH，就认为通过天线212引入的天线213或天线307的功率太强，系统处于阻塞状态，在此情况下，应执行步骤409向无线资源管理单元上报阻塞信息，中止对消处理。
步骤405，判断各个发射通道{Chi，。。。CHn；i+...+n＝N}产生的干扰功率是否全部低于预定门限ThrL，如果是，执行步骤407，否则，执行步骤406；如果相关运算得到的Rcorr的值(或均值)全部小于某个门限ThrL，就认为通过天线212引入的天线213和307的功率太弱，无需使用干扰对消，在此情况下，执行步骤402，对下一个时隙的数据进行处理；如果相关运算得到的Rcorr的值(或均值)大于门限ThrL，并且小于门限ThrH，就认为通过天线212引入的天线213的功率较强，需要使用干扰对消，在此情况下，进入步骤406；对消判决单元205对是否进行对消做出选择，即执行步骤404和步骤405的判断。
步骤406，利用强度处于预设门限范围内的干扰信号的信道特性进行相应发射信道的干扰信号再生，然后从接收信号中减去各发射信道的再生干扰信号，得到对消后的基带信号输出；相应地，干扰信号再生单元204利用信道估计单元203获得的发射通道干扰信号的信道特性，进行干扰信号再生。如用D/A前的基带数据207b与信道估计单元203获得的信道特性进行卷积，从而得到对应发射通道在接收端的干扰信号。而干扰对消是由对消单元206完成的。
步骤407，判断干扰对消的时间区间Tsection的子时间区间Tsectionγ是否结束，如果子区间Tsectionγ没有结束，就返回步骤402，对该子时间区间的下一个时隙的数据进行处理；如果子区间Tsectionγ已经结束，执行下一步；步骤408，判断时间区间Tsection是否结束，如果结束，返回步骤401对下一无线帧进行处理，否则，先找出下一子时间区间Tsection(γ+1)对应的发射通道，返回步骤402对下一个子时间区间进行对消处理。
本发明另一实施例提供了一种恒定波束(或称不变波束)天线之间邻频、同频干扰对消的方法。
恒定波束天线之间邻频、同频干扰对消的方法的流程如图5所示，包括如下步骤步骤401，确定接收天线所属系统可能需要进行邻频干扰对消的时间区间Tsection和可能产生干扰的发射通道N，N为零或大于零的整数，并将该时间区间按时隙进一步划分为一个或多个子时间区间，使得每一子时间区间内可能对该接收天线所属系统产生干扰的发射通道相同；步骤402，在每一个子时间区间内，从可能产生干扰的发射通道{Chi，。。。CHn；i+...+n＝N}的基带处理单元以分组方式读取发射数据{TDi，。。TDn；；i+...+n＝N}，只需读取一个时隙的发射数据；步骤403，以时隙为单位，使用发射数据{TDi，。。TDn；i+...+n＝N}对各个发射通道分别进行信道估计和参数测量；步骤404，判断各个发射通道{Chi，。。。CHn；i+...+n＝N}产生的干扰功率是否高于阻塞门限ThrH，如果是，执行步骤409，否则，执行步骤501；以上步骤401～步骤404以及步骤409与变波束天线之间邻频、同频干扰对消的方法中的相应步骤相同，不再详细描述。
步骤501，判断各发射通道{Chi，。。。CHn；i+...+n＝N}产生的干扰功率是否全部低于预定门限ThrL，如果是，执行步骤504；否则，执行下一步；仍以上一方法中的实例为例，如果相关运算得到的Rcorr的值(或均值)小于某个门限ThrL，就认为通过天线212引入的天线213的功率太弱，无需使用干扰对消，在此情况下，返回步骤401，对下一个时间区间Tsection的子区间Tsectionγ的数据进行处理；如果相关运算得到的Rcorr的值(或均值)大于门限ThrL，并且小于门限ThrH，就认为通过天线212引入的天线的功率较强，需要使用干扰对消，在此情况下，进入步骤502；步骤502，在一个子时间区间内，利用步骤501得到的强度处于预设门限范围内的干扰信号的信道特性进行相应发射信道的干扰信号再生，然后从总的接收信号中减去这些发射通道的再生干扰信号，得到对消后的基带信号输出；步骤503，判断时间区间Tsection是否结束，如果结束，返回步骤401对下一无线帧进行处理，否则，执行步骤504；步骤504，找出下一子时间区间Tsection(γ+1)对应的发射通道，返回步骤402对下一个子时间区间Tsection(γ+1)进行对消处理。
从上面的流程可以看出，不变波束和变波束的方法的不同之处，在于对不变波束系统进行干扰对消时，在一个子时间区间内只要根据第一个时隙上的数据进行对消处理就可以了，不必象应用于不变波束天线时需读取每一个时隙数据分别进行对消处理。
图6是一个采用了本发明所述邻频同频干扰对消装置和方法的综合使用TDD频谱和FDD频谱的移动通信基站。该基站包括工作在TDD频谱(如1880～1920MHz范围内)的天线612a，天线612a的发射和接收信号通过滤波器614与发射通道616和接收通道617相连，开关615在发射通道616和接收通道617之间切换实现TDD双工；工作在FDD频谱(如上行工作在1920～1980MHz范围内、下行工作2110～2170MHz范围内)的天线613a，滤波器619工作在上行频谱1920～1980MHz范围内，滤波器620工作在下行频谱2110～2170MHz范围内，天线613a接收到的信号经过接收通道621和A/D转换器608送到干扰对消处理器601；天线612a接收到的信号经过通道617和A/D转换器607送到干扰对消处理器601，天线613a接收到的信号和天线612a接收到的信号经过干扰对消处理器601的处理后送到接收用基带处理模块609。发射用基带处理单元602对天线612a和天线613a发射的信号进行处理，分别经过D/A变换618、发射通道616送到发射天线613a和经过D/A变换623、发射通道622送到发射天线613a。
干扰对消处理器601从发射通道616、发射通道622读取发射数据，并从接收通道617、接收通道621接收信号。干扰对消处理器601对接收通道621实施邻频干扰对消，消除TDD频谱1880～1920MHz范围内发射的信号对FDD接收频带1920～1980MHz范围内产生的干扰；干扰对消处理器601对接收通道617实施同频干扰对消，消除同站址的不同扇区的TDD同频发射信号产生的TDD天线之间的干扰。
干扰对消处理器601的结构和工作过程与图2和图3的干扰对消装置是相同的，可以使用其中的信道估计单元获得干扰信号参数的测量信息，包括功率强度、不同干扰之间的到达时间差TDOA信息，这些不同干扰之间的到达时间差TDOA信息可以用于不同发射机之间的同步调整。
权利要求
1.一种抑制无线系统间干扰的方法，包括以下步骤(a)确定一个无线帧内接收通道所属系统可能需要对消天线间干扰的时间区间，并将其划分为一个或多个子时间区间，使每一子时间区间内可能对该接收通道产生干扰的发射通道相同；(b)在一个子时间区间内，从可能产生干扰的各发射通道的基带处理单元读取发射数据；(c)以时隙为单位，使用读取的各组发射数据对各个发射通道分别进行信道估计，得到各发射通道干扰信号的信道特性，并进行干扰估计；(d)根据估计的各个发射通道产生的干扰判断是否产生阻塞，如果是，中止对消处理，结束，否则执行下一步；(e)利用各个发射通道干扰信号的信道特性进行干扰信号再生，然后从所述接收通道的接收信号中减去这些再生干扰信号，进行干扰对消；(f)判断时间区间是否结束，如果结束，返回步骤(a)对下一无线帧进行处理，如果没有结束，获取下一子时间区间对应的发射通道，返回步骤(b)对下一子时间区间进行对消处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述天线系统是恒定波束天线系统，在所述步骤(b)～(e)中，在一个子时间区间内只需根据一个时隙的发射数据进行该子时间区间内的对消处理。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)进行的干扰估计是指对干扰功率或幅度的估计，所述步骤(e)之前还包括步骤(d1)判断各个发射通道产生的干扰功率或幅度是否全部低于预定门限ThrL，如果是，获取下一子时间区间对应的发射通道，返回步骤(b)，否则，执行步骤(e)，且在步骤(e)中只对干扰功率或幅度大于所述预定门限的发射通道进行干扰信号的再生。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述天线系统是变波束天线系统，在所述步骤(e)之后，执行步骤(e1)判断当前子时间区间是否结束，如果没有结束，返回步骤(b)或步骤(c)再对该子时间区间的下一个时隙进行对消处理，如果已结束，则执行步骤(f)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)进行的干扰估计是指对干扰功率或幅度的估计，步骤(e)之前还包括步骤(d1)判断各个发射通道产生的干扰功率或幅度是否全部低于预定门限ThrL，如果否，执行步骤(e)，且在步骤(e)中只对干扰功率或幅度大于所述预设门限的发射通道进行干扰信号的再生；如果各个发射通道产生的干扰功率或幅度全部低于预定门限ThrL，则执行步骤(e1)。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，该方法应用于TDD系统与FDD系统共站址布设或者同一个系统的基站综合使用TDD频谱和FDD频谱的场合，所述天线间的干扰指以下干扰中的一种或任意组合A，同频TDD天线阵列之间的同频干扰；B，TDD系统天线与FDD系统上行频谱上工作的天线之间的邻频干扰；C，综合使用TDD频谱和FDD频谱的系统中不同扇区之间的同步干扰；D，综合使用TDD频谱和FDD频谱的系统中临近的采用TDD频谱的天线与采用FDD频谱的天线之间的干扰。
7.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)确定所述时间区间时，首先从网络中的无线资源管理单元获取各个天线或者天线对应的系统的收发时隙关系，将所述接收通道用于接收的时隙作为可能需要对消天线间干扰的时间区间，并在该时间区间内，将可能对该接收通道产生干扰的发射通道相同的一个或多个连续时隙划分为到一个子时间区间。
8.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中读取的所述发射数据是指基带处理模块送往数模转换器的数据的全部或一部分，以及用于信道估计和干扰对消的同步信息，读取时一次读取一个时隙的发射数据或者一次读取一个子时间区间的发射数据。
9.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)还使用读取的各组发射数据对各个发射通道分别进行参数测量和上报，所述测量包括干扰强度和/或不同天线产生的干扰的到达时间差的测量。
10.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)根据各个发射通道产生的干扰判断是否产生阻塞时，是判断各个发射通道估计出的干扰功率或幅度是否大于设定的阻塞门限，如果有一个通道的干扰功率或幅度高于该门限，则表示发生阻塞。
11.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤(e)中每个发射通道的干扰信号再生是通过将发射通道的基带数据与该通道的信道特性进行卷积得到的。
12.一种抑制无线系统间干扰的装置，用于对接收通道的接收信号进行干扰对消，输出对消后的基带信号，其特征在于，包括干扰对消控制单元、信道估计单元、干扰信号再生单元、对消判决单元、对消单元以及一个或多个发射用基带处理模块上为干扰对消设置的干扰对消接口，其中所述干扰对消控制单元用于按照信道估计单元的工作模式通过干扰对消接口从可能对该接收通道产生干扰的一个或多个发射通道的基带处理模块获取信道估计和干扰对消所需的发射数据；所述信道估计单元用于根据干扰对消控制单元获取的所述发射数据对相应发射通道的干扰信号进行信道估计，包括对干扰功率或幅度的估计；所述干扰信号再生单元用于利用获得的所述发射通道干扰信号的信道特性进行干扰信号再生；所述对消判决单元用于根据估计出的发射通道的功率或幅度判断是否发生阻塞，如果是，控制对消单元中止对消，否则，允许对消单元进行对消；所述对消单元把再生的干扰总信号从接收通道总的接收信号中减去，完成对消操作。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括一个参数测量单元，用于根据干扰对消控制单元获取的所述发射数据对相应发射通道的干扰信号进行参数测量和上报，包括对干扰强度和不同天线产生的干扰的到达时间差的测量。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述干扰对消控制单元获取的所述发射数据是指基带处理模块送往数模转换器的数据的全部或一部分，以及用于信道估计和干扰对消的同步信息。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述干扰信号再生单元是通过将发射通道的基带数据与该通道的信道特性进行卷积得到的该通道的再生干扰信号。
16.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述对消判决单元还判断估计出的发射通道的功率或幅度是否有大于一设定门限，如有，则允许所述对消单元执行对消操作，否则，不允许对消单元进行对消操作。
17.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述干扰对消控制单元在读取数据前，首先从网络中的无线资源管理单元获取各个天线或者天线对应的系统的收发时隙关系，将所述接收天线或天线接收通道用于接收的时隙作为可能需要对消天线间干扰的时间区间，并将该时间区间划分为一个或多个子时间区间，划分时，将可能对该接收天线或天线接收通道产生干扰的发射通道相同的一个或多个连续时隙划分为到一个子时间区间，在每一子时间区间，从可能对该接收通道产生干扰的发射通道的基带处理模块读取所述发射数据。
18.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述干扰对消控制单元在一个子时间区间内只根据第一个时隙上的数据进行对消处理，或者在一个子时间区间内根据每个时隙上的数据分别进行对消处理。
全文摘要
一种抑制无线系统间干扰的方法和装置，对消装置在每一个无线帧内，先确定接收通道所属系统可能需要对消天线间干扰的时间区间，并将其划分为一个或多个子时间区间，使每一子时间区间内可能对该接收通道产生干扰的发射通道相同；在一个子时间区间内，从可能产生干扰的各发射通道的基带处理单元读取发射数据；以时隙为单位，使用读取的各组发射数据对各个发射通道分别进行信道估计，得到各发射通道干扰信号的信道特性；根据估计的各个发射通道产生的干扰判断是否产生阻塞，如没有，利用各个发射通道干扰信号的信道特性进行干扰信号再生，然后从所述接收通道的接收信号中减去这些再生干扰信号，进行干扰对消。本发明可以有效地抑制无线系统间干扰。
文档编号H04B1/52GK101031129SQ20061005830
公开日2007年9月5日 申请日期2006年3月1日 优先权日2006年3月1日
发明者刁心玺, 陈冠 申请人:中兴通讯股份有限公司