被动干扰消除的方法和装置 【技术领域】
本发明一般地涉及射频结构，更具体地说，本发明涉及被动干扰消除。
背景技术
一般地，来自自然或人工源的妨碍期望信号接收的外来能量称为干扰。干扰可能涉及从另一发射机向给定接收者的无线电发射，该无线电发射与另一感兴趣的发射的频率近似相等，或具有与所述感兴趣的发射的频率近似相等的谐波或寄生频率。在这两种情况下，预期接收者对期望信号的接收都可能被妨碍。
现存几种用于降低干扰影响的干扰消除技术。一种这样的技术是干扰滤波器。干扰滤波器在维持对所有感兴趣的波长的接近零吸收系数的同时，反射或吸收一种或多种谱带或谱线，并传输其它的谱带或谱线。干扰滤波器可以是高通、低通或带通的。干扰滤波器是波长选择性的。但是，干扰滤波器只可以用于干扰信号和感兴趣的信号在不同频率的情况。因此，在两个无线电设备工作在相同频带的情况下，干扰滤波器将不可行。
另一种可以用于降低干扰的技术是在干扰存在的时间内遮蔽(blank)向接收机的输入。但是，遮蔽涉及阻挡全部信号，从而接收机接收不到任何信号。因此，这种技术做地过分了。
还有一种可以用于降低干扰的技术是带阻滤波器。带阻滤波器将两个非零有限边界之间的所有频率衰减到通常很低的电平，并使所有不在所述边界内的频率通过。带阻滤波器可以被设计用来阻止干扰，但是如果期望的信号在相同的频带内，则也会阻止期望的信号。因此，当两个无线电设备工作在相同频带的情况下，这种技术将不可行。
【附图说明】
在附图中，以示例而非限制的方式说明本发明，其中
图1图示了主动消除系统的一个实施例；
图2图示了被动消除系统的一个实施例；
图3图示了被动消除系统的另一个实施例；和
图4图示了被动消除干扰的过程的一个实施例的流程图。
【具体实施方式】
下面将描述用于被动干扰消除的方法和装置。在下面本发明的详细描述中，许多具体细节是为了提供对本发明的透彻的理解而阐述的。但是，本技术领域的技术人员应该清楚，本发明可以不用这些具体细节而实施。在一些例子中，为了避免使本发明变得模糊，众所周知的结构和器件以方框图形式示出，而未详细示出。这里描述了几个实施例。但是，本领域的技术人员应该清楚，有其它不利用具体的细节就可以实施的方式。
图1图示了主动干扰消除系统100的一个实施例。在这个系统100中，由接收机180通过第二天线115接收的信号被主动监视干扰。发射机150发送出信号(未示出)。因为第一天线110和第二天线115之间的耦合，接收机180接收通过第二天线115来到接收机180的任何期望的信号和来自发射机150的信号(干扰信号)的混合信号。第一耦合器120用于获得所发射的信号的小样本。因此，由发射机150发送的信号被信号比较器170检测并与从天线115接收的信号比较。控制器160被耦合到并控制可调衰减器和移相器130，从而干扰信号可以被与干扰信号幅度相等、相位相反的消除信号消除掉。消除信号由第二耦合器140注入接收机180的传输线中。因此，干扰信号不破坏由接收机180接收的任何期望的信号。但是，示于图1的系统100对任何干扰信号主动监视和调整，而不是被动消除来自发射机150的干扰。
图2图示了被动干扰消除系统200的一个实施例。第一无线电设备210和第二无线电设备250在相同的频带上工作。在一个实施例中，第一无线电设备210和第二无线电设备250可以在一个例如笔记本计算机之类的设备中。参照图2，第一无线电设备210包括第一无线电收发机215和第一无线电天线224。第二无线电设备250包括第二无线电收发机255和第二无线电天线264。由于在相同频带上的第二无线电设备250的位置和工作，由第一无线电设备210发射的信号导致对第二无线电设备250的干扰，由第二无线电设备250发射的信号导致对第一无线电设备210的干扰。因此，示于图2的系统200利用被动干扰消除，以在获得第一无线电设备210和第二无线电设备250之间的高隔离的同时，获得第一无线电设备210和第二无线电设备250及其各自的天线224和天线264之间的低损耗。在一个实施例中，那些低损耗低于1分贝(dB)，而隔离高于30dB。
在图2中，第一无线电设备210通过第一无线电收发机215发射第一信号(未示出)到远程位置。在一个实施例中，该实施例的一个例子示于图2，第一信号是0dBm(相对于毫瓦的分贝)。第一信号通过将第一信号分为第一部分和第二部分的第一耦合器220被发送。在图2中，来自第一耦合器220的损耗是1dBm。第一信号的第一部分继续移动到第一无线电天线224并且被发出到自由空间中。间接地，第一信号的第一部分也被第二无线电天线264接收，并被发送到第二耦合器260。第一无线电天线224和第二无线电天线264彼此间隔预定距离。第一无线电天线224和第二无线电天线264之间也有12dB的耦合损耗。第一耦合器220和第二耦合器260根据此耦合损耗被调整。因此，在图2中，第一和第二耦合器是7dB定向耦合器。
第一信号的第二部分通过第一移相器222被发送，第一移相器222改变第二部分的相位。当第一信号的第一部分和第二部分相遇时，这两部分抵消以在第一无线电设备210和第二无线电设备250之间获得规定隔离。
在一个实施例中，第二无线电设备250通过第二无线电收发机255发射第二信号(未示出)到远程位置。第二信号通过将第二信号分为第一部分和第二部分的第二耦合器260被发送。第二信号的第一部分继续移动到第二天线264并被发出到自由空间中。间接地，第二信号的第一部分然后被第一无线电天线224接收，并被发送到第一耦合器220。
第二信号的第二部分通过第二移相器262被发送，第二移相器262改变第二部分的相位。当第二信号的第二部分和第一部分相遇时，这两部分抵消，以在第一无线电设备210和第二无线电设备250之间获得规定的30dBm的隔离。
在一个实施例中，规定隔离是三十分贝。在另一个实施例中，规定隔离依赖于天线224和天线264之间的隔离可以是近似为三十分贝。在一个实施例中，第一和第二无线电天线之间的预定距离根据第一和第二无线电设备之间的规定隔离来确定。
在一个实施例中，第一和第二耦合器是定向耦合器。定向耦合器是用于(通过已知耦合损耗)分别采样传输线中的前向(入射)或后向(反射)波的传输耦合设备。在一个实施例中，第一和第二耦合器是双向耦合器。双向耦合器具有可用于采样两个方向的传输的终端。在一个实施例中，如图3所示，第一耦合器420和第二耦合器460是8dB耦合器。在另一个实施例中，耦合器根据第一和第二无线电天线之间的耦合损耗被调整。
图3图示了被动干扰消除系统300的另一个实施例。图3的天线300类似于图2的系统200。但是，在图3中，第一无线电设备310与第三无线电设备330共享第一无线电天线324，第二无线电设备350与第四无线电设备340共享第二无线电天线364。
在图3中，第一无线电设备310和第二无线电设备350在同一频带上工作。在一个实施例中，该实施例的一个例子示于图3，第一无线电设备310和第二无线电设备350工作在2400兆赫兹(MHz)。
第一无线电设备310包括第一无线电收发机315和第一无线电天线324。在一个实施例中，第一无线电设备310使用称为蓝牙(BluetoothTM)的短距离无线通信标准。蓝牙是设备间的短距离(10米)跳频无线电链路协议。使用蓝牙标准的设备在允许该设备与使用蓝牙标准的另一个设备之间进行数据和语音通信交互的同时，免除了对线和电缆的需求。蓝牙技术支持点到多点连接，从而多达七个设备可以被设置为与一个控制器设备以及与彼此通信。这被称为微微网(piconet)，可以建立几个这样的微微网并连接到一起以形成分散网(scatternet)，以允许这些配置之间的通信。参照回图3，第一无线电设备310因此可以与10米半径内的任何远程接收机通信。在一个实施例中，第三无线电设备330也使用蓝牙通信标准。
第二无线电设备350包括第二无线电收发机355和第二无线电天线364。在一个实施例中，第二无线电设备使用称为IEEE 802.11b的短距离无线通信标准。IEEE 802.11b标准是由电气与电子工程师协会(IEEE)委员会为了在无线客户端和基站或者接入点之间以及无线客户端之间规定“空中(over the air)”接口而发展的无线局域网(LAN)标准。无线LAN(WLAN)是设计为通过使用无线电波而不是电缆基础设施，在计算设备之间提供与位置无关的网络接入的数据传输系统。因此，第二无线电设备350可以与任何使用IEEE 802.11b的接收机通信。在一个实施例中，第四无线电设备340也使用IEEE 802.11b通信标准。
由于在同一频带上的第二无线电设备350的位置和工作，从第一无线电设备310发射的信号导致对第二无线电设备350的干扰，从第二无线电设备350发射的信号导致对第一无线电设备310的干扰。因此，示于图3的系统300使用被动干扰消除以在第一无线电收发机315和第二无线电设备355之间获得低损耗。在一个实施例中，此低损耗可以低于1dB。
在图3中，第一无线电设备310通过第一无线电收发机315发射第一信号(未示出)到远程位置。在一个实施例中，该实施例的一个例子示于图3，第一信号是0dBm。第一信号通过将第一信号分为第一部分和第二部分的第一耦合器320被发送。在图3中，来自第一耦合器320的损耗是0.8dBm。第一信号的第一部分继续移动，通过第一双工器335到第一无线电天线324。随着第一部分移动通过第一双工器335，损耗变为-1.3dBm。然后第一部分被第一天线发出到自由空间中。间接地，第一信号的第一部分然后被第二无线电天线364接收，并通过第二双工器345被发送到第二耦合器360。
第一天线324和第二天线364彼此相距预定距离。第一天线324和第二天线365之间也有耦合损耗。第一耦合器320和第二耦合器360根据此耦合损耗被调整。在图3中，第一无线电天线324和第二无线电天线364之间有13.4dB的耦合损耗。因此，第一耦合器320和第二耦合器360是8dB定向耦合器。这允许被动干扰消除系统300在第一无线电设备310和第二无线电设备350之间获得32dBm的隔离。
第一信号的第一部分通过第二双工器345，损耗变为-13.8dBm。第一信号的第二部分被发送通过第一移相器322，其改变第二部分的相位。当第一信号的第二部分和第一部分相遇时，两部分抵消而在第一无线电设备310和第二无线电设备350之间获得规定隔离。当第一信号被第二无线电设备350接收时第一信号所有的损耗是-32dB。
在一个实施例中，第二无线电设备350通过第二无线电收发机355发射第二信号(未示出)到远程位置。第二信号通过将第二信号分为第一部分和第二部分的第二耦合器360被发送。第二信号的第一部分继续移动到第二无线电天线364，并被发出到自由空间中。间接地，第二信号的第一部分然后被第一无线电天线324接收，并被发送到第一耦合器320。
第二信号的第二部分被发送通过第二移相器362，其改变第二部分的相位。当第二信号的第二部分和第一部分相遇时，两部分抵消而在第一无线电设备310和第二无线电设备350之间获得规定隔离。
在一个实施例中，如图3所示，第一无线电设备310可以与第三无线电设备330耦合，从而第一无线电设备310和第三无线电设备330共享公共天线——第一无线电天线324。这些无线电设备将工作在不同的频率。第一无线电设备310工作在2400MHz，第三无线电设备330工作在800/900MHz。在其它的实施例中，第一无线电设备310和第三无线电设备330可以工作在其它频率。由于第一无线电设备310和第三无线电设备330工作在不同频率，所以使用第一双工器335。双工器是在允许接收机和发射机共享公共天线的同时将接收机和发射机隔离的设备。这里，双工器被用作滤波设备，其结合两个不同频率的信号到公共天线——第一天线324上。
在一个实施例中，如图3所示，第二无线电设备350可以与第四无线电设备340耦合，从而第二无线电设备350和第四无线电设备340共享公共天线——第二无线电天线364。无线电设备350和340将工作在不同的频率。第二无线电设备350工作在5300MHz，第四无线电设备340可以工作在任何其它的频率。在其它的实施例中，第二无线电设备350和第四无线电设备340可以工作在其它频率。第二双工器345被用于第二无线电设备350和第四无线电设备340之间，以结合来自无线电设备350和340的信号到第二无线电天线364上。
图4图示了被动消除干扰的过程400的一个实施例的流程图。在处理方框405处，第一无线电设备和第二无线电设备工作在相同的频带上。在处理方框410和415处，第一信号从第一无线电收发机被发射，并被发送到第一耦合器。在处理方框420处，第一信号被分为第一部分和第二部分。
在处理方框425处，第一信号的第一部分被发送出第一无线电天线。在处理方框430处，第一信号的第一部分被第二无线电天线接收。第二无线电天线与第一无线电天线相距预定距离。第一和第二无线电天线之间有耦合损耗。在处理方框435处，第一部分被发送到第二耦合器。第一和第二耦合器根据第一和第二无线电天线之间的耦合损耗被调整。
在处理方框440处，第一信号的第二部分被发送，通过第一移相器到第二耦合器。第一移相器改变第一信号的第二部分的相位，从而在处理方框445处，第一信号的第二部分可以用于消除第一信号的第一部分。
在处理方框450处，确定是否从第二无线电收发机发射了第二信号。如果第二信号未被发射，则过程继续回到处理方框405。所述过程是被动的干扰消除过程。来自第二无线电设备的第二信号的发射引起对第一无线电设备的干扰，因此引起所述过程被动地消除对第一无线电设备的干扰。没有从第二无线电设备发射的第二信号，如果没有需要干扰消除的强信号就不需要干扰消除。这样，被动干扰消除处理就起到降低可能存在的背景噪声的作用。
如果第二信号被发射，则过程继续到处理方框455，并且第二信号被发送到第二耦合器。在处理方框460处，第二信号被分为第一部分和第二部分。在处理方框465和470处，信号的第一部分被发送出第二无线电天线，并被第一无线电天线接收。在处理方框475处，第二信号的第一部分被发送到第一耦合器。在处理方框480处，第二信号的第二部分被发送，通过第二移相器到第一耦合器。在处理方框485处，第二信号的第一部分然后被用于消除第二信号的第二部分。
上面已经描述了被动干扰消除的方法和装置。尽管已经参照具体的示例实施例描述了本发明，但是显然，不脱离本发明更广的精神和范围也可以对这些实施例作各种修改和变化。因此，本说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的含义。