CN100589463C - 一种相邻信道干扰抑制方法及信号接收端 - Google Patents

一种相邻信道干扰抑制方法及信号接收端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相邻信道干扰抑制方法及信号接收端，该方法包括：当接收端接收到信号后，利用模拟滤波器对接收到的信号进行滤波，得到滤波信号；采用至少为发射端基带信号带宽与所述模拟滤波器截止频率之和的采样频率对所述滤波信号进行过采样，并对得到的采样信号进行数字滤波，进行数字滤波时，采用的过渡带带宽不超过***的符号速率减去2倍的基带信号带宽；对数字滤波后的信号进行采样，将信号采样率变换为***的符号速率。本发明采用模拟滤波和数字滤波相结合的方式抑制相邻信道的干扰，在达到有效抑制相邻信道干扰的同时，降低了实现复杂度，便于采用集成电路器件实现，从而进一步节省功耗。

Description

一种相邻信道干扰抑制方法及信号接收端
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种抑制相邻信道干扰的方法，以及信号接收端。
背景技术
移动通信和广播利用无线电波作为信息传播的媒介，频率资源的合理规划十分重要。当前，多种移动通信和广播***并存，频率资源十分紧张，无线电管理机构对无线电频率实行统一划分和分配。为提高频率资源利用效率，移动***中和***间的相邻信道保护间隔越来越小，相邻信道间干扰的影响越发严重，特别是对于采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术的数字移动多媒体广播***，其幅度谱在***带宽内平坦且具有小的过渡带，如图1所示。为了正确接收数据，接收端需要对相邻信道干扰进行有效抑制。
传统数字移动多媒体广播接收终端抑制相邻信道干扰的方法如图2所示，在模拟前端后增加高性能的模拟滤波器，例如声表面波滤波器或陶瓷滤波器，以限制带外能量。这些滤波器具有良好的矩形系数，可以有效抑制相邻信道的干扰。但高性能模拟滤波器具有体积大和功耗高的缺点，不适合在集成电路器件中采用。
发明内容
本发明提供一种相邻信道干扰抑制方法，用以解决现有技术中因使用模拟滤波器进行相邻信道干扰抑制而导致的接收端体积大、功耗高、设计复杂、不适合集成器件实现的问题。
基于相同的技术构思，本发明另提供一种信号接收端。
本发明提供的相邻信道干扰抑制方法，当接收端接收到信号后，执行以下步骤：
模拟前端内部的模拟滤波器对接收到的信号进行滤波，得到滤波信号；
采用至少为发射端基带信号带宽与所述模拟滤波器截止频率之和的采样频率对所述滤波信号进行过采样，并对得到的采样信号进行数字滤波，进行数字滤波时，采用的过渡带带宽不超过所述***的符号速率减去2倍的基带信号带宽；
对数字滤波后的信号进行采样，将信号采样率变换为***的符号速率。
本发明提供的接收端，包括内部有模拟滤波器的模拟前端，还包括第一采样模块、数字滤波模块和第二采样模块；
所述模拟滤波器，用于对所述模拟前端接收到的信号进行滤波；
所述第一采样模块，用于采用至少为发射端基带信号带宽与所述模拟滤波器截止频率之和的采样频率对所述模拟滤波器滤波后的信号进行过采样；
所述数字滤波模块，用于对所述第一采样模块的采样信号进行数字滤波，所述数字滤波模块的过渡带带宽不超过***的符号速率减去2倍的基带信号带宽；
所述第二采样模块，用于对所述数字滤波模块滤波后的信号进行采样，将所述数字滤波模块滤波后的信号的采样率变换为***的符号速率。
本发明有益效果如下：
(1)本发明通过在信号接收端将模拟滤波和数字滤波技术结合使用，对相邻信道的干扰进行抑制，通过数字滤波模块和模拟前端内部的模拟滤波器，采用模拟滤波和数字滤波的混合方式取代现有技术中的高性能模拟滤波器，从而在保证干扰抑制效果的同时，降低了实现复杂度，以便于采用集成电路器件实现，进而节省功耗。
(2)本发明采用过采样频率对模拟滤波信号进行采样，并给出了最小的过采样频率，可在减小信号频率混叠的同时，降低过采样器件以及数字滤波器的设计要求。
(3)本发明对数字滤波模块的过渡带带宽给出了取值范围，从而保证数字滤波模块有效抑制相邻信道的干扰，并减小数字滤波模块的运算代价。
附图说明
图1为OFDM符号的幅度谱；
图2为现有技术中的相邻信道干扰抑制方法示意图；
图3为本发明实施例的数字移动多媒体广播信号接收端结构示意图；
图4为本发明实施例中选择过采样频率的示意图；
图5为本发明实施例中模拟前端的频率范围示意图；
图6为本发明实施例中模拟前端的低性能滤波器的频率响应示意图；
图7为本发明实施例中数字滤波器的频率响应示意图。
具体实施方式
本发明实施例提出一种针对数字移动多媒体广播接收终端的相邻信道干扰的抑制方法，该方法将模拟滤波和数字滤波技术相结合，以有效抑制相邻信道的干扰，并且使采用这种方法的接收终端适合于集成电路器件实现。
参见图3，为本发明实施例的数字移动多媒体广播信号接收端结构示意图。该接收端包括模拟前端、过采样模块、数字滤波器和下采样模块。模拟信号输入到模拟前端，依次经过上述模块，从下采样模块输出数字信号。模拟前端内部有低性能的模拟滤波器。
下面结合图3所示的接收端，描述相邻信道干扰抑制过程。
模拟前端内部的低性能模拟滤波器对输入到模拟前端的模拟信号进行初步滤波，以抑制带外能量。但由于模拟前端中的滤波器带宽大于基带信号带宽(本文中基带信号带宽的定义为基带信号的最高频率与零频率之差)，因此滤波后的信号仍存在相邻信道的干扰。
模拟前端将处理后的信号输出到过采样模块。
过采样模块对模拟前端输出的信号进行过采样，将模拟信号变换为数字信号。过采样模块采用过采样频率进行采样，以免产生频率混叠。为了避免频率混叠，通常情况下，采样频率至少为Nyquist采样率(基带信号带宽的两倍)。以远大于Nyquist采样率进行采样的方法称之为过采样。由于模拟前端中的低性能滤波器截止频率附近阻带衰减不够，采用过采样率可减轻由此带来的混叠效应。但过采样频率过高也会相应增加后续数字滤波器的设计要求。
本实施例选择过采样率的原理如图4所示：设输入信号的基带带宽为B(2B为信号的通带带宽)，低性能滤波器的带宽(例如3dB衰减位置)为Bp，低性能滤波器的截止频率(例如50dB衰减位置)为Fd，则最小的过采样频率为Fss＝B+Fd，这样就能保证频率不混叠进有效带宽。
过采样模块将采样信号输出到数字滤波器。
数字滤波器对过采样信号进行滤波，以进一步抑制带外能量。数字滤波器采用低通滤波器，滤波带宽为输入信号的基带带宽，过渡带带宽Bt的范围为0～(Fs-2×B)，其中，Fs为下采样模块的采样率(下采样模块的采样率与***的符号速率相等)。为了减小数字滤波的运算代价，本实施例选择过渡带的带宽为Bt＝Fs-2×B。
数字滤波器输出滤波信号到下采样模块。
下采样模块采用与***的符号速率相等的频率进行采样。由于前述过采样，经数字滤波模块输出的信号速率远大于***的符号速率，因此下采样模块对输入的数字信号中的样本进行抽取，将信号的采样率变换为***的符号速率。
下面以一个应用实例对相邻信道干扰的抑制过程进行描述。本实例应用于移动数字多媒体广播领域，业务频率带宽为8MHz。
移动数字多媒体广播每秒传输1帧信号，每帧划分为40个时隙，每个时隙的长度为25ms，每个时隙传输的数据包括1个信标和53个OFDM调制数据块，发射端时域信号的采样频率为10MHz。
模拟前端的频率范围是-12MHz～12MHz，可以容纳三个业务频率，模拟前端的频率范围如图5所示。图中的Channel0是需要的信号，Channel1和Channel2为相邻信道的干扰信号。模拟前端输出零中频的同相和正交两路信号。模拟前端内部的低性能滤波器的带宽(3dB)为7MHz(理想的带宽为4MHz)，截止频率为11MHz(衰减50dB)。模拟前端输出的同相和正交信号经该滤波器滤波后，仍存在相邻信道的干扰信号，图6示出了模拟前端内部的低性能模拟滤波器的频率响应，可以看出，频率在7MHz以上的信号才被有效衰减，但在4MHz到7MHz之间的信号衰减不够，干扰信号仍然存在。
模拟前端将滤波后的信号输出到过采样模块。
过采样模块采用的过采样率为Fss＝B+Fd，其中，B为基带信号带宽4MHz，Fd为模拟前端内部的模拟滤波器的截止频率11MHz(衰减50dB)，因此采用15MHz的过采样频率对同相和正交两路信号进行采样，可以保证不发生频率混叠。
过采样模块输出采样信号到数字滤波器。
数字滤波器为低通滤波器，以进一步抑制带外能量。数字滤波器的过渡带带宽为Fs-2×B，其中，Fs为下采样模块的采样率10MHz(***的符号速率相等)，B为基带带宽4MHz，因此采用2MHz的过渡带带宽。低通滤波器的频率响应如图7所示，其3dB对应的带宽为4MHz，过渡带带宽度2MHz，截止频率为6MHz(衰减60dB)，可以看出，频率在4MHz以上的信号被有效衰减，因此，采用这种低通滤波器可以有效抑制相邻信道的干扰信号。
数字滤波器将低通滤波后的信号输出到下采样模块。
下采样模块采用与***的符号速率相等的频率10MHz采样低通滤波信号，将信号采样率变换为***的符号速率。
综上所述，本发明实施例采用模拟滤波和数字滤波技术，对相邻信道的干扰进行抑制，取代现有技术中的高性能模拟滤波器，从而在保证干扰抑制效果的同时，降低了实现复杂度，以便于采用集成电路器件实现，进而节省功耗。本发明实施例采用过采样频率对模拟滤波信号进行采样，可保证信号频率不混叠。本发明实施例还对数字滤波器的过渡带带宽给出了取值范围，从而保证数字滤波器有效抑制相邻信道的干扰，并减小数字滤波器的运算代价。
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。

Claims (2)

1、一种相邻信道干扰抑制方法，其特征在于，接收端接收到信号后，执行以下步骤：
模拟前端内部的模拟滤波器对接收到的信号进行滤波，得到滤波信号；
采用至少为发射端基带信号带宽与所述模拟滤波器截止频率之和的采样频率对所述滤波信号进行过采样，并对得到的采样信号进行数字滤波，进行数字滤波时，采用的过渡带带宽不超过***的符号速率减去2倍的基带信号带宽；
对数字滤波后的信号进行采样，将信号采样率变换为***的符号速率。
2、一种信号接收端，包括内部有模拟滤波器的模拟前端，其特征在于，还包括第一采样模块、数字滤波模块和第二采样模块；
所述模拟滤波器，用于对所述模拟前端接收到的信号进行滤波；
所述第一采样模块，用于采用至少为发射端基带信号带宽与所述模拟滤波器截止频率之和的采样频率对所述模拟滤波器滤波后的信号进行过采样；
所述数字滤波模块，用于对所述第一采样模块的采样信号进行数字滤波，所述数字滤波模块的过渡带带宽不超过***的符号速率减去2倍的基带信号带宽；
所述第二采样模块，用于对所述数字滤波模块滤波后的信号进行采样，将所述数字滤波模块滤波后的信号采样率变换为***的符号速率。
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