專利名稱：一種降低微波通信系統(tǒng)中鄰頻干擾提高頻點復用率的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在通信系統(tǒng)中利用超導濾波器技術降低微波通訊過程中的鄰頻干擾，提高鄰頻載干比和頻點復用率的方法，屬于通信技術領域。
背景技術：
在微波通訊領域中，尤其是對于目前正在被普遍使用的GSM或CDMA移動通訊系統(tǒng)網(wǎng)絡，頻率資源是最重要的資源之一，如何降低網(wǎng)絡中鄰頻干擾，提高鄰頻載干比，提高頻點的復用效率是各個移動運營商普遍關心的問題。
以蜂窩網(wǎng)為例，分配頻率時，第k個小區(qū)的分配頻道為k，k+n，k+2n，k+3n，....例如，對于頻率復用模式為12的TACS蜂窩網(wǎng)，n＝12，每個頻點是25k，臨近頻率的最小間隔是300kHz，對于頻率復用模式為4×3的GSM系統(tǒng)，每個頻點為200kHz，小區(qū)內(nèi)相鄰頻道的最小間隔為2400kHz。上面的頻點分配和復用方法，是比較典型的，在頻率比較緊張的地區(qū)，也有采用復用率更高的頻率復用方案的，同頻和鄰頻載干比會嚴重下降，影響運營商的服務質量，這主要是因為鄰頻干擾造成的。假設臨近頻道的發(fā)射功率相同，可以考慮在收發(fā)信機的前端設置濾波器，但主要靠收發(fā)信機解調(diào)前濾波器陡峭的衰減特性，對鄰近頻道干擾提供足夠的帶阻衰減量。比如從移動通信的實際情況出發(fā)，當一個具有一定發(fā)射功率的移動臺靠近被干擾的鄰道收發(fā)信機時，發(fā)信機的鄰道輻射可能接近或超過收發(fā)信機的靈敏度，使得收發(fā)信機不能正常工作。但如果能夠利用超導濾波器技術極大的降低鄰頻干擾，提高收發(fā)信機的鄰道選擇性，提高鄰頻載干比，情況就大不相同了。
收發(fā)信機鄰道選擇性是指收發(fā)信機抑制鄰道干擾的能力，它主要由收發(fā)信機各路信號處理單元中的濾波器帶外抑制能力決定，如果收發(fā)信機具有良好的鄰道選擇性，能夠最大限度的衰減發(fā)信機邊帶擴展落到被干擾收發(fā)信機組大區(qū)域的干擾，則可以減輕鄰道干擾的影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服微波通信系統(tǒng)中鄰頻干擾大和頻點復用率低的問題，本發(fā)明提出了一種利用超導濾波器技術極大地降低鄰頻干擾，提高頻點復用率的方法。
本發(fā)明提供的降低微波通信系統(tǒng)中鄰頻干擾提高頻點復用率的方法，其特征在于，該方法通過如下步驟對微波通信系統(tǒng)的收發(fā)信機進行改造1)首先根據(jù)通信系統(tǒng)的工作頻率，選擇中心頻率相一致的超導濾波器組；2)再根據(jù)濾波器在收發(fā)信機中的不同位置，在中心頻率相一致的超導濾波器組中，進一步選擇與信道工作頻點和頻點通帶寬度相一致的超導濾波器；3)將設置在收信機各路信號處理單元中的本征振蕩器和后級放大器之間的非超導濾波器改換成第2)步確定的超導濾波器；4)將設置在發(fā)信機各路信號處理單元中的本征振蕩器和后級放大器之間的非超導濾波器改換成第2)步確定的超導濾波器；通信系統(tǒng)的合分路單元傳遞的上行信號經(jīng)過上述超導濾波器后，鄰道干擾噪聲被衰減，鄰頻載干比被提高，使得相鄰頻點的頻道間隔數(shù)減少，從而提高了頻點的復用效率。
為了進一步提高抗干擾能力，還可以根據(jù)通信系統(tǒng)的工作頻率、信道工作頻點和頻點通帶寬度選擇中心頻率相一致，通帶寬度能夠覆蓋通信系統(tǒng)收發(fā)信機所有頻點的多頻點超導濾波器；并用其替換通信系統(tǒng)合分路單元中的非超導濾波器，以進一步提高系統(tǒng)的載干比。
本發(fā)明所述的通信系統(tǒng)為利用微波進行通信的設備或基站，比如GSM基站、CDMA基站、通信雷達、航天設備、飛機導航設備或其他的微波通訊設施。
本發(fā)明所述的超導濾波器是指用超導材料做成的濾波器系統(tǒng)，具有極小的帶內(nèi)插損，極高的帶外抑制和帶邊陡峭度。
本發(fā)明所述的方法不僅能夠極大的改善通訊系統(tǒng)基站的鄰頻抗干擾能力，提高收發(fā)信機的鄰道選擇性，而且可以大大通訊系統(tǒng)基站的頻點復用間隔，為網(wǎng)絡優(yōu)化、提高頻點的復用提供了新的方法，對于優(yōu)化通訊網(wǎng)絡的結構，提高頻率資源的利用效率，降低運營商的運營成本具有重要意義。因此，本發(fā)明提出的超導濾波器和通信技術的結合，大大提高了頻率資源的使用效率，為無線通訊網(wǎng)絡的優(yōu)化和降低運營商的運營成本開辟了新的途徑，代表了未來通信技術的發(fā)展趨勢，有著巨大的市場價值。


圖1是微波通信系統(tǒng)的射頻部分示意圖。
圖2是微波通信系統(tǒng)的合分路單元示意圖。
圖3是普通濾波器和超導濾波器的波形原理示意圖。
圖4是頻點復用示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步詳細說明本發(fā)明。
在微波通信系統(tǒng)中，以GSM和CDMA基站為例，基站的射頻部分主要包括室外天線、合分路單元(雙工器和濾波器等)、收發(fā)信機、電源和其他控制系統(tǒng)。
目前的通信系統(tǒng)中，主要是采用在收發(fā)信機和合分路單元中增加普通濾波器，比如金屬濾波器、晶體濾波器或其他的非超導濾波器，這些濾波器的帶邊陡峭度不高，大約在3～5dB/Mhz，為了滿足要求，只能夠采用增加頻點之間的間隔來降低鄰頻干擾噪聲，這樣只要保證基站的相鄰頻點之間的頻率間隔足夠大，就能夠達到減少鄰頻干擾的目的。但是這種方法，極大地限制了頻率資源的使用效率。比如當為蜂窩網(wǎng)分配頻率時，實際的分配方案之一為第k個小區(qū)的分配頻道為k，k+n，k+2n，k+3n，....例如，對于頻率復用模式為4×3的GSM系統(tǒng)，每個頻點為200kHz，小區(qū)內(nèi)相鄰頻道的最小間隔為2400kHz。所以，對于GSM系統(tǒng)，如果分配一個6MHZ的帶寬，每個頻點為200KHz，可以有30個可用頻點，但是，如果按照以上4×3復用分配，基站可能最多的頻點也只能夠是(2，2，3)，可見頻率的復用效率是比較低的。
本發(fā)明提供的降低微波通信系統(tǒng)中鄰頻干擾提高鄰頻載干比和頻點復用率的方法，通過如下步驟對微波通信系統(tǒng)的收發(fā)信機進行改造首先根據(jù)通信系統(tǒng)的工作頻率，選擇中心頻率相一致的超導濾波器組；再根據(jù)濾波器在收發(fā)信機中的不同位置，在中心頻率相一致的超導濾波器組中，進一步選擇與信道工作頻點和頻點通帶寬度相一致的超導濾波器；例如，對于中國移動的GSM系統(tǒng)，首先選擇工作頻率是1800Mhz還是900Mhz，再選擇具體的頻點編號和相應200Khz帶寬的超導濾波器。
然后，將設置在收信機各路信號處理單元中的本征振蕩器和后級放大器之間的非超導濾波器改換成上述確定的超導濾波器；并將設置在發(fā)信機各路信號處理單元中的本征振蕩器和后級放大器之間的非超導濾波器改換成上述確定的超導濾波器。
如圖1所示，通信基站的下行信號經(jīng)過發(fā)信機的IQ調(diào)制器調(diào)制后，通過第一級放大器，隨后的超導濾波器將帶外信號進行過濾，將比較干凈的調(diào)制信號經(jīng)過放大送入到合分路單元，并經(jīng)過塔頂放大器經(jīng)信號從室外天線發(fā)射出去；基站接收到的上行信號經(jīng)過合分路單元的初級放大后，被送到收信機單元，然后經(jīng)過再次放大，由超導濾波器將帶外的信號徹底過濾干凈，去除絕大部分的噪聲干擾，并將信號送到IQ解調(diào)器對信號進行解調(diào)。通信系統(tǒng)的合分路單元傳遞的上行信號經(jīng)過上述超導濾波器后，鄰道干擾噪聲被衰減，相鄰頻點的頻道間隔數(shù)減少，徹底改變通信系統(tǒng)的通帶邊沿特性，提高了系統(tǒng)抗鄰頻干擾能力，從而提高了頻點的復用效率。
如圖3所示，原系統(tǒng)中頻率復用的頻率間隔至少是A1和A2之間的頻率間隔，在使用超導濾波器后，頻率間隔變成了A1和B1之間的間隔就可以了。理想狀態(tài)下，如果超導濾波器的帶邊陡峭度提高一倍，則頻點的復用率就提高一倍，下面通過比較可以發(fā)現(xiàn)，超導濾波器的指標要遠遠好于普通濾波器，僅就帶邊陡峭度指標，可以從目前的3-5dB/MHz提高到50dB/MHz以上。
為了進一步提高抗干擾能力，還可以進一步選擇與通信系統(tǒng)的工作頻率、信道工作頻點和頻點通帶寬度相一致的多頻點超導濾波器；并用其替換通信系統(tǒng)合分路單元中的非超導濾波器，如圖2所示。
超導濾波器是利用超導材料設計制造成的濾波器系統(tǒng)，因為超導材料在超導狀態(tài)下具有特殊的物理性質，因此，用薄膜超導材料制成的超導濾波器具有帶外抑制大，帶內(nèi)插損小，和邊沿陡峭度高的特點。在實際的應用中，可以選擇從國外進口的超導濾波器，也可以選擇國產(chǎn)的超導濾波器系統(tǒng)，比如美國STI公司的Superfilter超導濾波器。超導濾波器和目前普遍使用的金屬濾波器的參數(shù)比較表1表1

如圖4所示，第一曲線10為超導濾波器的濾波特性曲線，第二曲線20為目前使用的普通金屬濾波器或其他濾波器的特性曲線，D3是相應頻點的通帶區(qū)域，D1和D2是對通帶的噪聲干擾區(qū)域，可見在D1和D2區(qū)由于普通濾波器的帶邊陡峭度太小，給系統(tǒng)帶來大量的干擾，濾波器的帶邊陡峭度越大，D1和D2的面積就越小，干擾就越小，比較可見超導濾波器的干擾是非常小的。
在使用非超導濾波器的情況下，它的帶邊陡峭度比較小(一般在3DB/MHZ左右)，需要較大頻點間隔，對于GSM系統(tǒng)一般要求間隔在12個頻點以上，即頻點復用之間至少相隔2400KHZ，否則將造成嚴重鄰頻干擾。超導濾波器的帶邊陡峭度比較高，目前技術上可以做到50DB/MHZ以上，按照同樣的設計要求，頻點復用之間的間隔只需要相隔2個頻點就可以，同樣以上面數(shù)據(jù)為例對于6MHZ的GSM系統(tǒng)，如果頻點為200KHZ，基站可獲得的最大頻點分配理論上可以達到(10，10，10)，基站的頻點復用率提高了近5倍，大大提高了頻率資源的使用效率，給運營上帶來巨大的效益。
權利要求
1.一種降低微波通信系統(tǒng)中鄰頻干擾提高頻點復用率的方法，其特征在于，該方法通過如下步驟對微波通信系統(tǒng)的收發(fā)信機進行改造1)首先根據(jù)通信系統(tǒng)的工作頻率，選擇中心頻率相一致的超導濾波器組；2)再根據(jù)濾波器在收發(fā)信機中的不同位置，在中心頻率相一致的超導濾波器組中，進一步選擇與信道工作頻點和頻點通帶寬度相一致的超導濾波器；3)將設置在收信機各路信號處理單元中的本征振蕩器和后級放大器之間的非超導濾波器改換成第2)步確定的超導濾波器；4)將設置在發(fā)信機各路信號處理單元中的本征振蕩器和后級放大器之間的非超導濾波器改換成第2)步確定的超導濾波器；通信系統(tǒng)的合分路單元傳遞的上行信號經(jīng)過上述超導濾波器后，鄰道干擾噪聲被衰減，鄰頻載干比被提高，使得相鄰頻點的頻道間隔數(shù)減少，從而提高了頻點的復用效率。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)通信系統(tǒng)的工作頻率、信道工作頻點和頻點通帶寬度選擇中心頻率相一致，通帶寬度能夠覆蓋通信系統(tǒng)收發(fā)信機所有頻點的多頻點超導濾波器；并用其替換通信系統(tǒng)合分路單元中的非超導濾波器，以進一步提高系統(tǒng)的載干比。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的通信系統(tǒng)為GSM基站、CDMA基站或通信雷達。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于所述的通信系統(tǒng)為航天設備或飛機導航設備。
全文摘要
一種降低微波通信系統(tǒng)中鄰頻干擾提高頻點復用率的方法，屬于通信技術領域。為了克服通信系統(tǒng)中鄰頻干擾大和頻點復用率低的問題，本發(fā)明公開的方法包括如下步驟首先根據(jù)通信系統(tǒng)的工作頻率，選擇中心頻率相一致的超導濾波器組；再根據(jù)濾波器在收發(fā)信機中的不同位置，在中心頻率相一致的超導濾波器組中，進一步選擇與信道工作頻點和頻點通帶寬度相一致的超導濾波器；將設置在收信機和發(fā)信機各路信號處理單元中的本征振蕩器和后級放大器之間的非超導濾波器改換成上述超導濾波器；通信系統(tǒng)的合分路單元傳遞的上行信號經(jīng)過上述超導濾波器后，鄰道干擾噪聲被衰減，鄰頻載干比被提高，使得相鄰頻點的頻道間隔數(shù)減少，從而提高了頻點的復用效率。
文檔編號H04B15/00GK1588829SQ20041007449
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月17日 優(yōu)先權日2004年9月17日
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