CN109995460A - 屏蔽器、信号屏蔽方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种屏蔽器、信号屏蔽方法、设备及介质。该屏蔽器包括：接收链路，用于接收基站的下行信号，并将该下行信号转换为数字信号；信号处理链路，用于对所述接收链路所输出的数字信号进行解析，生成屏蔽信号，并将所述屏蔽信号进行峰均比降低，以及数字预失真处理；发射链路，用于将峰均比降低，以及数字预失真处理的屏蔽信号进行信号调制，完成数字信号到模拟信号的转换，并进行输出。本发明实施例中的屏蔽器能够使得放大后的屏蔽信号的杂散在很大程度上降低。

Description

屏蔽器、信号屏蔽方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种屏蔽器、信号屏蔽方法、计算设备及计算机可读存储介质。

背景技术

现有的手机无线信号屏蔽方案，主要采取功率压制方法实现信号屏蔽，目前解决方案主要为单一制式信号干扰屏蔽方案和复合式手机信号干扰屏蔽方案。干扰屏蔽方案由干扰信号生成、干扰信号放大、干扰信号发射组成。

单一制式信号干扰屏蔽方案，包括电源、***和天线，***一端与所述电源连接，其另一端与所述天线连接，内设独立信号发射模块，每个独立信号发射模块发射波的频率均不相同并匹配对应的天线。独立信号发射模块包括三角波发生器、压控振荡器和功率放大器压控振荡器一端与三角波发生器连接，其另一端与功率放大器连接。所述三角波发生器内含有芯片，功率放大器内设置有低输出功率的放大芯片。

复合式手机信号干屏蔽方案，通过射频开关，将压制式干扰电路与扫频式干扰电路产生两种不同的信号交替发送，使两路信号快速交替并发射到三维空间中以干扰相应频段的手机信号；其中一路信号将噪声信号发生器产生的白噪声信号经过滤波后，再经功率放大，然后与本振单元产生的本振信号进行上变频到与需要干扰的手机信号频段相同；另一路干扰信号将白噪声信号调制锯齿波电压并增大输出调制后信号的幅值，然后将调制后的锯齿波电压调谐压控振荡器获取与需要干扰的手机信号频段相同的信号。通过射频高速开关采用压制式与扫频式干扰这两种不同的干扰制式共同对通信频段进行干扰。

但是发明人发现，现有的单一制式信号***和复合式手机信号***存在如下缺点：

单一制式信号***采用的是扫频信号干扰来对手机信号进行干扰，但是由于锯齿波主要是由电容的充放电电路产生的，其扫频周期达不到足够小，会造成噪声频谱密度不够高，存在干扰盲点，干扰效果较差，难以满足对手机有严格管制要求的场合。此外，采用功率压制的方式实现屏蔽功能，模块对基站产生的杂散无法控制。

复合式手机信号***，通过射频高速开关采用压制式与扫频式干扰这两种不同的干扰制式共同对通信频段进行干扰。功率放大器的非线性会形成交调和互调干扰，产生不必要的频率分量，造成带内信号的失真和带外杂散，导致下行屏蔽信号的杂散对基站产生上行干扰，严重影响网络质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种屏蔽器、信号屏蔽方法、计算设备及计算机可读存储介质，能够解决上述的现有的单一制式信号***和复合式手机信号***存在的技术问题中的至少一个。

第一方面，本发明实施例提供了一种屏蔽器，包括：

接收链路，用于接收基站的下行信号，并将该下行信号转换为数字信号；

信号处理链路，用于对所述接收链路所输出的数字信号进行解析，生成屏蔽信号，并将所述屏蔽信号进行峰均比降低，以及数字预失真处理；

发射链路，用于将峰均比降低，以及数字预失真处理的屏蔽信号进行信号调制，完成数字信号到模拟信号的转换，并进行输出。

优选的是，所述接收链路包括：

接收模块，用于接收基站的下行信号；

混频器，用于将所述接收模块所接收的基站的下行信号进行混频；

滤波器，用于将混频后的基站的下行信号进行滤波；

模数转换器，用于将滤波后的基站的下行信号转换为数字信号。

优选的是，所述信号处理链路包括：

屏蔽信号产生模块，用于对所述接收链路输出的所述数字信号解析，生成屏蔽信号；

峰均比降低模块，用于将所述屏蔽信号的峰均比降低；

数字预失真模块，用于将峰均比降低的所述屏蔽信号进行预失真处理，以控制对基站产生的杂散。

进一步优选的是，所述屏蔽信号产生模块包括：

基站信令解析单元，用于对基站的下行信号进行解析，得到信令信息；

屏蔽信号生成单元，用于根据解析出的所述信令信息，形成针对信令的屏蔽信号。

进一步优选的是，所述屏蔽信号生成单元生成的屏蔽信号的峰均比为 10dB。

进一步优选的是，所述峰均比降低模块，包括：

峰值检测单元，用于对所述屏蔽信号产生模块生成的屏蔽信号的峰值进行检测，获取峰值信号；

脉冲滤波器，用于根据对消信号和所述峰值信号进行脉冲对消，以降低所述屏蔽信号的峰值；

延时电路，用于对输入至所述峰值检测模块的信号进行延时处理。

进一步优选的是，所述脉冲滤波器输出的屏蔽信号的峰均比为6dB。

进一步优选的是，所述数字预失真模块包括：数字预失真滤波器。

进一步优选的是，所述发射链路包括：功率放大器，用于将用于将预失真处理后的屏蔽信号进行放大。

进一步优选的是，所述屏蔽器还包括：计算模块，用于根据采集的所述峰均比降低模块输出的屏蔽信号和所述功率放大器输出的屏蔽信号，通过预设算法计算出所述数字预失真滤波器的滤波系数。

进一步优选的是，所述预设算法为最小二乘算法。

由于本发明实施例中的屏蔽器中的信号处理链路，在将屏蔽信号输入至发射链路进行放大之前，对屏蔽信号进行了峰均比降低和数字预失真，之后在将屏蔽信号输入发射模块进行放大，因此，使得放大后的屏蔽信号的杂散能很大程度上降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例中的屏蔽器的结构示意图；

图2为本发明的另一实施例中的屏蔽器的接收链路的示意图；

图3为本发明的另一实施例中的屏蔽器的信号处理链路的示意图；

图4为本发明的另一实施例中的屏蔽器的信号处理链路的屏蔽信号产生模块的结构示意图；

图5为本发明的另一实施例中的屏蔽器的信号处理链路的峰均比降低模块的结构示意图；

图6为本发明的另一实施例中的屏蔽器的信号处理链路的数字预失真模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合图1所示，本发明实施例提供了一种高效功放技术的新型屏蔽器，包括：接收链路、信号处理链路、发射链路。其中，接收链路用于接收基站的下行信号，并将该下行信号转换为数字信号；信号处理链路用于对所述接收链路所输出的数字信号进行解析，生成屏蔽信号，并将所述屏蔽信号进行峰均比(CFR)降低，以及数字预失真(DPD)处理；发射链路用于将峰均比降低，以及数字预失真处理的屏蔽信号进行信号调制(也即信号放大)，完成数字信号到模拟信号的转换，并进行输出。

由于本实施例中的屏蔽器中的信号处理链路，在将屏蔽信号输入至发射链路进行放大之前，对屏蔽信号进行了峰均比降低和数字预失真，之后在将屏蔽信号输入发射模块进行放大，因此，使得放大后的屏蔽信号的杂散能很大程度上降低。

结合图1-6所示，本发明实施例提供一种高效功放技术的新型屏蔽器，与实施例1相同的是，本实施例中屏蔽器同样包括：接收链路、信号处理链路、发射链路，而特别的是，本实施例中的接收链路包括：接收模块、混频器、滤波器、模数转换器；信号处理链路包括：屏蔽信号产生模块、峰均比降低模块、数字预失真模块；发射链路包括：功放模块。以下进行具体说明。

1、接收链路

具体的，如图2所示，接收链路包括：接收模块、混频器、滤波器、模数转换器。

其中，接收模块用于接收基站的下行信号；混频器用于将所述接收模块所接收的基站的下行信号进行混频；滤波器用于将混频后的基站的下行信号进行滤波；模数转换器用于滤波后的基站的下行信号转换为数字信号。

也就是说，本实施例中的接收链路的用以接收基站的下行信号，并通过混频、滤波器和模数转换，将信号转变为基带的数字信号。

2、信号处理链路

具体的，如图3所示，信号处理链路包括：屏蔽信号产生模块、峰均比降低模块、数字预失真模块。

其中，屏蔽信号产生模块用于对所述接收链路输出的所述数字信号解析，生成屏蔽信号。

如图4所示，该屏蔽信号产生模块优选的包括：基站信令解析单元和屏蔽信号生成单元。其中，基站信令解析单元用于对基站的下行信号解析，得到TDD无线帧的上下行时隙，PSS、SSS、PBCH等信息；屏蔽信号生成单元，根据解析的信令信息，形成针对信令的屏蔽信号；该屏蔽信号的干扰性能好，但有着较高的峰均比，优选的该屏蔽信号的峰均比 (PAR)为10dB。

其中，峰均比降低模块用于将屏蔽信号的峰均比降低。该峰均比降低模块采用的是脉冲对消的峰均比降低技术，通过一个用于对消的脉冲滤波器，该滤波器要同时满足带外抑制能力和带内平坦度，其次是找到信号的峰值部分，该峰值信号就是最终产生杂散的信号，用该峰值信号，减去设计好的对消信号，就得到一个峰值变小的信号。

本实施例中所采用峰均比降低模块采用峰值对消的基本原理，在降低峰均比的基础上，经处理的屏蔽信号质量(EVM)损伤最小，经过峰均比降低后，屏蔽信号的峰均比为6dB，也即降低了4dB。

如图5所示，该峰均比降低模块优选包括：峰值检测单元、脉冲滤波器、延时电路。

其中，峰值检测单元用于对所述屏蔽信号产生模块生成的屏蔽信号的峰值进行检测，获取峰值信号。

具体的，峰值检测单元主要作用是找出需要降低的峰值，输入的信号是I/Q(同相/正交)，需要先转换为幅度/相位信号，才能比较出峰值。峰值的特点是在此之前的信号值都比该峰值小，在此之后的信号值也都比该峰值小，满足该条件的，可以被定义为峰值Peak。另一个参数是门限值，根据想要达到的峰均比降低目标，计算出对应的幅度值，作为削减的门限 Thr，也就是说，Peak与Thr的差值，即为对消脉冲的大小Phy。

其中，脉冲滤波器用于根据对消信号和所述峰值信号进行脉冲对消，以降低所述屏蔽信号的峰值。

具体的，脉冲滤波器是一个对消脉冲滤波器，其滤波器系数左右对称，且被归一化，也即最中间的一个(奇数项系数)为1，或者最中间的两个(偶数项系数)各为0.5。对消脉冲大小Phy与该滤波器系数相乘，即得到对消脉冲序列。大多时候，有多个峰值需要对消，各自对消脉冲序列相加，得到总的对消脉冲序列。

该脉冲滤波器的系数与基站的下行的频谱形状有关系，基本实现步骤是，采用对消脉冲滤波器，通带是根据屏蔽信号的带宽来确定，阻带是根据要做杂散抑制的带宽来决定。

其中，延时电路用于对输入至所述峰值检测模块的信号进行延时处理。

之所以在本实施例中峰均比降低模块增加延时电路，是因为对消过程需要对消脉冲序列和待对消的峰值严格对齐，因此要对输入的信号做延迟处理，故增加了延时电路。

3、数字预失真模块

具体的，数字预失真模块采用的是开环的预失真技术，通过一个数字预失真滤波器，屏蔽信号经过该滤波器后馈送给功放。

其中，如图6所示，数字预失真模块为一个数字预失真滤波器。对于数字预失真滤波器的系数设定本实施例中还包括一个计算模块，用于根据采集的所述峰均比降低模块输出的屏蔽信号和所述功率放大器输出的屏蔽信号，通过预设算法计算出所述数字预失真滤波器的滤波系数。预设算法优选为最小二乘算法。例如：数字预失真滤波器的滤波器系数通过拟合得到，采样功放输出信号S1，数字预失真滤波器输入信号为S2，依据最小二乘法(LS)准则，调整滤波器系数，使S1和S2的差值最小。

其中，如图6所示在屏蔽器只有一个数字预失真滤波器(功率放大器不包含在数字预失真模块中，为模拟处理部分)，为得到数字预失真滤波器的系数，需要用到功率放大器输出信号S1采集链路和数字预失真输入信号S2采集链路，通过PC机上的MATLAB程序，运行得出数字预失真滤波器的系数C1，并写入屏蔽器中。

以下对图6所示的，数字预失真滤波器的设置进行具体说明。

其中，数字预失真滤波器为一种特殊的滤波器。第一维度表征非线性，该屏蔽器项目中为5阶非线性，用来消除邻道和隔道的杂散。第二各维度表征记忆效应，对于宽带信号，功放具有记忆效应，为得到更好的杂散消除效果，必须对记忆效应做相应处理。针对新型屏蔽器的成本和体积要求，滤波器系数的计算和更新为离线处理，设备出厂前，储在设备内部。因此，该数字预失真是一种开环预失真，具有低成本和小体积的优势。

功率放大器输出信号S1采集链路观察功放的输出是否得到杂散优化。该新型屏蔽器使用Agilent频谱仪N9030采集，功放输出的信号经过 40dB衰减器后，用馈线输入到频谱仪的测量口。通过适当设置频谱仪，采集10ms数据，并导入PC机的matlab仿真软件的工作区内。

数字预失真滤波器的输入信号S2采集链路用于进行对比，通过FPGA 的JTAG接口，下载10ms数据，并导入PC机的matlab仿真软件的工作区内。

PC机的matlab仿真，运行针对屏蔽信号优化的数字预失真算法，采用最小二乘法准则，计算出数字预失真滤波器系数。由于功放的特性随着温度会发生变化，为了跟随这种变化，需要有多组滤波器系数，对应不同的环境温度。

本实施例的滤波器通过联合峰均比降低(CFR)和数字预失真 (DPD)，上行杂散可优化20dB以上。解决了***对上行的干扰。

3、发射链路

具体的，发射链路通过信号调制完成数字信号到模拟信号的转变。此外，该高效功放技术的新型屏蔽器发射链路包含功放模块，也即功率放大器，其具备功率放大功能，功放采用Doherty技术，具有较高的效率。

本发明一个可选实施例还提供了一种信号屏蔽方法。该方法可以包括：接收基站的下行信号，并将该下行信号转换为数字信号；对所述接收链路所输出的数字信号进行解析，生成屏蔽信号，并将所述屏蔽信号进行峰均比降低，以及数字预失真处理；将峰均比降低，以及数字预失真处理的屏蔽信号进行信号调制，完成数字信号到模拟信号的转换，并进行输出。

在本发明又一可选实施例中，还提供了一种计算设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中提供的信号屏蔽方法。

在本发明又一可选实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中提供的信号屏蔽方法。

本发明上述各个实施例中所提供的高效功放技术的新型屏蔽器、方法、设备及介质，通过信号处理链路完成基于信令的屏蔽信号，以较低的功率完成对各制式信号的精确屏蔽。而且采用采用数字解决方案，联合脉冲对消的峰均比降低技术和开环数字预失真技术，配合使用的功放高效抑制了带外杂散，成功解决了***对基站的上行干扰问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的***、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种屏蔽器，其特征在于，包括：

接收链路，用于接收基站的下行信号，并将该下行信号转换为数字信号；

信号处理链路，用于对所述接收链路所输出的数字信号进行解析，生成屏蔽信号，并将所述屏蔽信号进行峰均比降低，以及数字预失真处理；

发射链路，用于将峰均比降低，以及数字预失真处理的屏蔽信号进行信号调制，完成数字信号到模拟信号的转换，并进行输出。

2.根据权利要求1所述的屏蔽器，其特征在于，所述接收链路包括：

接收模块，用于接收基站的下行信号；

混频器，用于将所述接收模块所接收的基站的下行信号进行混频；

滤波器，用于将混频后的基站的下行信号进行滤波；

模数转换器，用于将滤波后的基站的下行信号转换为数字信号。

3.根据权利要求1所述的屏蔽器，其特征在于，所述信号处理链路包括：

屏蔽信号产生模块，用于对所述接收链路输出的所述数字信号解析，生成屏蔽信号；

峰均比降低模块，用于将所述屏蔽信号的峰均比降低；

数字预失真模块，用于将峰均比降低的所述屏蔽信号进行预失真处理，以控制对基站产生的杂散。

4.根据权利要求3所述的屏蔽器，其特征在于，所述屏蔽信号产生模块包括：

基站信令解析单元，用于对基站的下行信号进行解析，得到信令信息；

屏蔽信号生成单元，用于根据解析出的所述信令信息，形成针对信令的屏蔽信号。

5.根据权利要求4所述的屏蔽器，其特征在于，所述屏蔽信号生成单元生成的屏蔽信号的峰均比为10dB。

6.根据权利要求3所述的屏蔽器，其特征在于，所述峰均比降低模块，包括：

峰值检测单元，用于对所述屏蔽信号产生模块生成的屏蔽信号的峰值进行检测，获取峰值信号；

脉冲滤波器，用于根据对消信号和所述峰值信号进行脉冲对消，以降低所述屏蔽信号的峰值；

延时电路，用于对输入至所述峰值检测模块的信号进行延时处理。

7.根据权利要求6所述的屏蔽器，其特征在于，所述脉冲滤波器输出的屏蔽信号的峰均比为6dB。

8.根据权利要求7所述的屏蔽器，其特征在于，所述发射链路包括：功率放大器，用于将预失真处理后的屏蔽信号进行放大。

9.根据权利要求8所述的屏蔽器，其特征在于，还包括：计算模块，用于根据采集的所述峰均比降低模块输出的屏蔽信号和所述功率放大器输出的屏蔽信号，通过预设算法计算出所述数字预失真滤波器的滤波系数。

10.根据权利要求9所述的屏蔽器，其特征在于，所述预设算法为最小二乘算法。

11.一种信号屏蔽方法，其特征在于，该方法包括：

接收基站的下行信号，并将该下行信号转换为数字信号；

对所述接收链路所输出的数字信号进行解析，生成屏蔽信号，并将所述屏蔽信号进行峰均比降低，以及数字预失真处理；

将峰均比降低，以及数字预失真处理的屏蔽信号进行信号调制，完成数字信号到模拟信号的转换，并进行输出。

12.一种计算设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现如权利要求11所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求11所述的方法。