TDD系統中反向自激幹擾檢測及消除裝置的製作方法
2023-09-22 17:02:15 2
本發明屬於寬帶時分雙工(Time Division Duplexing，TDD)收發信機單頻點幹擾濾除技術領域，具體涉及一種TDD系統中反向自激幹擾檢測及消除裝置，該裝置利用自適應數字陷波器，配合通信鏈路上的TDD開關控制，檢測並消除了反向自激幹擾，提升了反向鏈路的信號質量。
背景技術：
通信收發信機模擬鏈路上使用非線性器件，不可避免的存在自激現象，這種自激導致的幹擾通常是單頻點的窄帶幹擾，並且自激幹擾的頻點和幅度都會隨著時間、環境等因素而變化。如果幹擾頻點落在基帶信號帶寬範圍內，就會對反向信號的解算帶來影響，降低接收機的性能，甚至會導致接收機無法正常工作。
技術實現要素：
(一)要解決的技術問題
本發明要解決的技術問題是：如何提供一種TDD系統中反向自激幹擾檢測及消除裝置。
(二)技術方案
為解決上述技術問題，本發明提供一種TDD系統中反向自激幹擾檢測及消除裝置，該裝置包括：TDD系統參數配置模塊、使能模塊、控制開關SW-A、信號檢測模塊、陷波器；
所述TDD系統參數配置模塊，其用於在TDD系統上電，配置好系統參數；所述系統參數包括：頻點參數、帶寬參數；
所述使能模塊，其用於在TDD系統參數配置模塊配置好系統參數後，使能TDD控制信號；
所述控制開關SW-A，其用於在接收TDD控制信號時隙內，按照約定的檢測周期，在檢測時間到時，關斷射頻鏈路反向接收TDD控制信號；
所述信號檢測模塊，其用於在關斷的上行幀TDD控制信號時隙內，完成對TDD系統中反向自激幹擾頻點的檢測，查找出反向自激幹擾頻點；
所述陷波器用於根據所述反向自激幹擾頻點對上行幀信號進行濾波處理，從而消除反向自激幹擾。
其中，所述信號檢測模塊包括：FFT變換單元、幅度判斷單元、頻點位置比較及陷波器係數更新單元；
所述FFT變換單元用於對上行幀信號進行FFT變換；
所述幅度判斷單元用於對FFT變換後的信號，找到幅度最大的頻點，並且判斷此頻點幅度是否大於預設的門限值；如果頻點幅度大於預設門限值，就可以認定反向自激幹擾頻點存在；如果頻點幅度不大於預設門限值，就判定TDD系統中不存在反向自激幹擾頻點，則旁路陷波器模塊，將上行幀信號直接送給基帶處理模塊；
所述頻點位置比較及陷波器係數更新單元用於在反向自激幹擾頻點存在的情況下，比較當前反向自激幹擾頻點和上一次反向自激幹擾頻點位置是否相同，如相同則保持陷波器係數不變，如不同，則按照TDD系統當前反向自激幹擾頻點更新陷波器係數，從而獲得最新的陷波器係數表；
與之相匹配地，
所述陷波器用於在信號檢測模塊的頻點位置比較及陷波器係數更新單元完成陷波器係數配置，獲得最新的陷波器係數表後，在下一個上行幀信號中，根據幅度判斷單元找出的反向自激幹擾頻點查找陷波器係數表獲得該頻點對應的陷波器係數，陷波器以該陷波器係數對上行幀信號進行濾波處理，從而消除反向自激幹擾。
其中，所述陷波器係數表為：針對不同帶寬的基帶信號，TDD系統中預先存儲了所有可能的幹擾頻點對應的陷波器係數，從而構成陷波器係數表。
其中，所述陷波器為一階Notch濾波器。
其中，所述一階Notch濾波器的時域表達式為：
y(n)＝α1y(n-1)+β0x(n)+β1x(n-1)；其中α1、β0、β1是陷波器係數，通過查找陷波器係數表獲得。
其中，所述裝置的工作過程如下：
步驟1：TDD系統上電，在配置好系統參數後，使能TDD控制信號；所述系統參數包括：頻點參數、帶寬參數；
步驟2：在接收TDD控制信號時隙內，按照約定的檢測周期，在檢測時間到時，關斷射頻鏈路反向接收TDD控制信號的控制開關SW-A，在關斷的上行幀TDD控制信號時隙內，完成對TDD系統中反向自激幹擾頻點的檢測；
步驟3：通過對上行幀信號進行FFT變換，找到幅度最大的頻點，並且判斷此頻點幅度是否大於預設的門限值，如果頻點幅度大於預設門限值，就可以認定反向自激幹擾頻點存在，然後比較當前反向自激幹擾頻點和上一次反向自激幹擾頻點位置是否相同，如相同則陷波器係數保持不變，如不同，則按照TDD系統當前反向自激幹擾頻點更新陷波器係數，從而獲得最新的陷波器係數表；如果頻點幅度不大於預設門限值，就判定TDD系統中不存在反向自激幹擾頻點，則旁路陷波器模塊，將上行幀信號直接送給基帶處理模塊；
步驟4：完成陷波器係數配置，獲得最新的陷波器係數表後，在下一個上行幀信號中，根據步驟3找出的反向自激幹擾頻點查找陷波器係數表獲得該頻點對應的陷波器係數，使用陷波器以該陷波器係數對上行幀信號進行濾波處理，從而消除反向自激幹擾；
步驟5：按照約定的檢測周期，判斷是否開始下一次自激幹擾檢測，如果檢測時間到，則重複步驟2～步驟4。
(三)有益效果
與現有技術相比較，本發明針對TDD系統中反向自激幹擾，提供了一套切實可行的檢測及消除裝置。利用反向鏈路上的TDD開關控制，在約定的檢測周期內，對反向自激幹擾進行檢測，找出自激幹擾頻點並通過查找陷波器係數表獲得該頻點對應的陷波器係數，對反向信號進行濾波處理，從而消除反向自激幹擾，提升了反向鏈路的信號質量。
附圖說明
圖1是TDD系統架構圖。
圖2是陷波器係數表內容示意圖。
圖3是本發明方法工作流程示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、內容、和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。
為解決上述技術問題，本發明提供一種TDD系統中反向自激幹擾檢測及消除裝置，如圖1所示，該裝置包括：TDD系統參數配置模塊、使能模塊、控制開關SW-A、信號檢測模塊、陷波器；
所述TDD系統參數配置模塊，其用於在TDD系統上電，配置好系統參數；所述系統參數包括：頻點參數、帶寬參數；
所述使能模塊，其用於在TDD系統參數配置模塊配置好系統參數後，使能TDD控制信號；
所述控制開關SW-A，其用於在接收TDD控制信號時隙內，按照約定的檢測周期，在檢測時間到時，關斷射頻鏈路反向接收TDD控制信號；
所述信號檢測模塊，其用於在關斷的上行幀TDD控制信號時隙內，完成對TDD系統中反向自激幹擾頻點的檢測，查找出反向自激幹擾頻點；
所述陷波器用於根據所述反向自激幹擾頻點對上行幀信號進行濾波處理，從而消除反向自激幹擾。
其中，所述信號檢測模塊包括：FFT變換單元、幅度判斷單元、頻點位置比較及陷波器係數更新單元；
所述FFT變換單元用於對上行幀信號進行FFT變換；
所述幅度判斷單元用於對FFT變換後的信號，找到幅度最大的頻點，並且判斷此頻點幅度是否大於預設的門限值；如果頻點幅度大於預設門限值，就可以認定反向自激幹擾頻點存在；如果頻點幅度不大於預設門限值，就判定TDD系統中不存在反向自激幹擾頻點，則旁路陷波器模塊，將上行幀信號直接送給基帶處理模塊；
所述頻點位置比較及陷波器係數更新單元用於在反向自激幹擾頻點存在的情況下，比較當前反向自激幹擾頻點和上一次反向自激幹擾頻點位置是否相同，如相同則保持陷波器係數不變，如不同，則按照TDD系統當前反向自激幹擾頻點更新陷波器係數，從而獲得最新的陷波器係數表；
與之相匹配地，
所述陷波器用於在信號檢測模塊的頻點位置比較及陷波器係數更新單元完成陷波器係數配置，獲得最新的陷波器係數表後，在下一個上行幀信號中，根據幅度判斷單元找出的反向自激幹擾頻點查找陷波器係數表獲得該頻點對應的陷波器係數，陷波器以該陷波器係數對上行幀信號進行濾波處理，從而消除反向自激幹擾。
其中，所述陷波器係數表為：針對不同帶寬的基帶信號，TDD系統中預先存儲了所有可能的幹擾頻點對應的陷波器係數，從而構成陷波器係數表。
其中，所述陷波器為一階Notch濾波器。
其中，所述一階Notch濾波器的時域表達式為：y(n)＝α1y(n-1)+β0x(n)+β1x(n-1)；其中α1、β0、β1是陷波器係數，通過查找陷波器係數表獲得。
此外，本發明還提供一種TDD系統中反向自激幹擾檢測及消除方法，如圖1及圖3所示，該方法包括如下步驟：
步驟1：TDD系統上電，在配置好系統參數後，使能TDD控制信號；所述系統參數包括：頻點參數、帶寬參數；
步驟2：在接收TDD控制信號時隙內，按照約定的檢測周期，在檢測時間到時，關斷射頻鏈路反向接收TDD控制信號的控制開關SW-A，在關斷的上行幀TDD控制信號時隙內，完成對TDD系統中反向自激幹擾頻點的檢測；
步驟3：通過對上行幀信號進行FFT變換，找到幅度最大的頻點，並且判斷此頻點幅度是否大於預設的門限值，如果頻點幅度大於預設門限值，就可以認定反向自激幹擾頻點存在，然後比較當前反向自激幹擾頻點和上一次反向自激幹擾頻點位置是否相同，如相同則陷波器係數保持不變，如不同，則按照TDD系統當前反向自激幹擾頻點更新陷波器係數，從而獲得最新的陷波器係數表；如果頻點幅度不大於預設門限值，就判定TDD系統中不存在反向自激幹擾頻點，則旁路陷波器模塊，將上行幀信號直接送給基帶處理模塊；
其中，如圖2所示，所述陷波器係數表為：針對不同帶寬的基帶信號，TDD系統中預先存儲了所有可能的幹擾頻點對應的陷波器係數，從而構成陷波器係數表；
步驟4：完成陷波器係數配置，獲得最新的陷波器係數表後，在下一個上行幀信號中，根據步驟3找出的反向自激幹擾頻點查找陷波器係數表獲得該頻點對應的陷波器係數，使用陷波器以該陷波器係數對上行幀信號進行濾波處理，從而消除反向自激幹擾；
其中，所述陷波器為一階Notch濾波器，其時域表達式為：y(n)＝α1y(n-1)+β0x(n)+β1x(n-1)；其中α1、β0、β1是陷波器係數，通過查找陷波器係數表獲得；
步驟5：按照約定的檢測周期，判斷是否開始下一次自激幹擾檢測，如果檢測時間到，則重複步驟2～步驟4。
綜上，本發明針對TDD系統中反向自激幹擾，提供了一套切實可行的檢測及消除方法。利用反向鏈路上的TDD開關控制，在約定的檢測周期內，對反向自激幹擾進行檢測，找出自激幹擾頻點並通過查找陷波器係數表獲得該頻點對應的陷波器係數，對反向信號進行濾波處理，從而消除反向自激幹擾，提升了反向鏈路的信號質量。
其中，所使用的陷波器為一階Notch濾波器，其時域表達式為：y(n)＝α1y(n-1)+β0x(n)+β1x(n-1)。其中α1、β0、β1是濾波器的係數，針對不同帶寬的基帶信號，系統中預先存儲了所有可能的幹擾頻點對應的陷波器係數，構成陷波器係數表。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護範圍。