无线电通信终端 【技术领域】
本发明涉及一种消除辐射噪声从而提高无线电通信系统的传输性能的无线电通信终端。
背景技术
随着个人计算机的时钟频率的增加，产生了一个问题，即与其组合使用时，个人计算机的时钟信号会影响其相邻的无线电通信终端。这点在图12中示出。在图12中，基站10和无线电通信终端20经过无线电信道13交换信息。在这种情况下，无线电通信终端20也接收来自置于其邻近的个人计算机或类似电子设备30的辐射噪声NR。无线电通信终端20不仅是便携式终端，也可以是电子设备(个人计算机)中内置的终端，例如并入个人计算机内的PC卡类型的无线电通信终端。
一般来说，无线电通信终端内的接收机接收图13中所示的信息信号SD，然后用图14中所示的滤波器特性限制它的频带。然而，叠加在与信息信号SD相同的频带中的辐射噪声NR不能通过滤波器特性12被消除。因此，辐射噪声NR降低了信息信号SD的传输质量。
减少辐射噪声影响的一种可行方法是，把接收天线设置在远离辐射噪声源的地方，但特别地，例如，当天线内置在电子设备中时，由于设备小型化和天线本身附件的简易性，不能采用足够的措施。
还有另外一些干扰信号进入接收频带。一种典型的例子是回音。这种现象是：例如，由于模拟电话设备和网络部分地传输媒体之间的电子不匹配，在电话线中发送信号从发送路径泄漏回接收路径中。回音降低了通话质量。为解决这一问题，可用一种回音消除器。即，回音消除器通过减去根据接收路径上的发送信号而估计的预期回音(伪回音)来消除不期望的回音。
此外相反，对于由辐射噪声引起的干扰，仍然没有可利用的技术来产生对应于伪回音的伪辐射噪声，因此，不可能通过使用回音消除器技术来消除辐射噪声。
【发明内容】
为此，本发明的一个目的是提供一种具有消除混杂在接收信号中的辐射噪声的功能的无线电通信终端。
根据本发明的无线电通信终端包括：连接到接收天线的接收机；和干扰消除器，用于从接收信号中消除电子设备的辐射噪声分量；其中，所述干扰消除器包括：辐射噪声预测器，用于基于所述电子设备产生的辐射噪声，产生伪干扰信号；以及加法器，用于将所述接收信号和所述伪干扰信号加在一起，以消除所述接收信号中的辐射噪声分量。
根据本发明，直接利用来自电子设备的辐射噪声或者利用包含在接收信号中的辐射噪声分量产生伪干扰信号，并且从接收机所接收的接收信号中减去伪干扰信号。因此，根据本发明的无线电通信终端获得去除辐射噪声的接收信号。
【附图说明】
图1是说明根据本发明的无线电通信终端的概要框图；
图2是说明根据本发明的无线电通信终端的第一实施例的框图；
图3是说明根据本发明的无线电通信终端的第二实施例的框图；
图4是说明根据本发明的无线电通信终端的第三实施例的框图；
图5是说明根据本发明的无线电通信终端的第四实施例的框图；
图6是说明用于接收无线电波的路径的图；
图7A示出由两个天线之一从基站接收的接收信号的例子的曲线图；
图7B示出由另一个天线从基站接收的接收信号的例子的曲线图；
图7C示出由一个天线从附近电子设备接收的接收信号的例子的曲线图；
图7D示出由另一个天线从附近电子设备接收的接收信号的例子的曲线图；
图8是说明根据本发明的无线电通信终端的第五实施例的框图；
图9是说明根据本发明的无线电通信终端的第六实施例的框图；
图10是说明根据本发明的无线电通信终端的第七实施例的框图；
图11是说明图10实施例的操作的图；
图12是说明现有技术的框图；
图13是说明现有技术的操作的曲线图；以及
图14是说明现有技术的缺陷的曲线图。
【具体实施方式】
图1以框图的形式说明了根据本发明的无线电通信终端的一个实施例。无线电通信终端200由以下几部分组成：接收机210，用于将接收信号转换为中频信号或基带信号并解调；干扰消除器220，用于消除来自电子设备的辐射噪声；和信息处理部分230。干扰消除器220包括一个加法器22A和一个辐射噪声预测器22B。信息处理部分230进行无线电通信终端的主要数据处理，例如，当无线电通信终端200是一便携式电话时，则不仅包括话音信号处理以及发起和终止处理，还包括用于执行便携式电话的各种附加功能的数字处理。
由天线AN接收并从接收机210输出的接收信号包含信息信号分量SD和来自电子设备30的辐射噪声分量NR。在干扰消除器220中，辐射噪声预测器22B基于直接从电子设备馈送的辐射噪声或从接收信号中提取的辐射噪声分量，产生伪干扰信号NRE，以及加法器22A通过伪干扰信号NRE来消除包含在接收信号中的辐射噪声分量NR，并将剩余的信息信号分量SD输入到信息处理部分230。结果，输入到信息处理部分230的信息信号分量SD的信息传输质量被提高，并可以减小数据的差错率。
图2以框图形式说明了根据本发明的无线电通信终端的第一实施例。在这个实施例中，干扰消除器220由加法器22A、辐射噪声预测器22B和频带转换部分22C组成。这个实施例中的辐射噪声预测器22B包括：放大器22B1，移相器22B2和控制部分22B3。
通过连接到干扰源电子设备30的内部电子电路的电缆FV，辐射噪声NR被直接输入到频带转换部分22C。辐射噪声NR包括：例如，用于驱动电子设备30的时钟信号、门电路的切换噪声等，但是噪声分量的噪声电平时间上变化缓慢，并可以被认为实际上保持在同一电平。频带转换部分22C将直接从电子设备30馈送给它的辐射噪声NR下变频到与接收机210的输出频带相同的频带，并这样限制辐射噪声NR的频带。频带转换部分22C的输出由放大器22B1给出一个理想增益(衰减或放大)，并由移相器22B2控制其相位。而移相器22B2的输出被提供给加法器22A作为伪信号NRE，在加法器22A中，将它和接收机210的输出相加。
控制部分22B3控制放大器22B1的增益和移相器22B2的移动量，从而使伪干扰信号NRE和包含在接收信号中的干扰信号(辐射噪声)在相位上相反、在电平上相等。这可以通过例如，将加法器22A的输出噪声功率调节到最小值来完成这一过程。通过由加法器22A将与干扰信号相位相反的伪干扰信号NRE加到接收信号上，来消除接收信号中的干扰信号分量，即，接收辐射噪声分量NR，获得信息信号SD。伪干扰信号NRE也可以被调节到和干扰信号同相，在这种情况下由加法器22A从接收信号中减去它。进一步，控制部分22B3也可以控制放大器22B1和移相器22B2，以便使加法器22A的输出的SN比最大。
图3以框图形式说明了根据本发明的无线电通信终端的第二实施例，其中，图2实施例中的辐射噪声预测器22B由控制部分22B3和自适应滤波器22B4组成。从电子设备30直接获取的辐射噪声分量经过频带转换部分22C被提供给自适应滤波器22B4，滤波器22B4进行辐射噪声分量的滤除以产生伪干扰信号NRE。在无信号期间(基站的发送中断期间)，由加法器22A从接收信号中减去伪信号NRE而获得的差信号ΔN被输入到控制部分22B3作为误差信号。控制部分22B3确定将最小化误差信号ΔN的功率(振幅的均方值)的滤波系数，并将它们设置在自适应滤波器22B4中。结果，自适应滤波器22B4进行操作，以从接收信号中去除干扰信号NR。控制部分22B3也可以确定将最大化加法器22A的输出信号的SN比的自适应滤波器22B4的系数。
图4以框图形式说明了根据本发明的无线电通信终端的第三实施例，其中，接收机210输出数字接收信号，而干扰消除器220也通过数字处理进行干扰消除。在这个实施例中，辐射噪声预测器22B包括控制部分22B3和自适应滤波器22B4。另外，不是像图2、3的实施例那样直接从接收信号获得辐射噪声，该实施例如下文所述的那样预先从接收信号中获得辐射噪声分量，并相应地产生伪干扰信号NRE。自适应滤波器22B4的滤波系数被更新，例如，对于每个固定周期。当辐射噪声分量不随时间变化很大时，自适应滤波器22B4的滤波系数可以是固定的。
在这个实施例中，当没有建立特定通信信道时，例如，当本发明的无线电通信终端被连接到基站10时(见图12)，开关SW1在基站的发送中断期间连接到触点CB处，以便在固定期间内只接收辐射噪声，并且辐射噪声被存储在存储器240中。接下来，开关SW1转接到触点CA上，以通过其将无信号期间内接收的辐射噪声输入到干扰消除器220，同时，从存储器240读出辐射噪声并提供给自适应滤波器22B4，以产生伪干扰信号NRE，并确定自适应滤波器22B4的滤波系数以便最小化从加法器22A输出的误差信号ΔN的功率，如图3的实施例一样。接着，在基站10的发送期间，接收信号(SD+NR)被输入到干扰消除器220，其中辐射噪声分量通过伪干扰信号NRE被消除。也可以确定滤波系数，使在基站10的发送期间加法器22A的输出信号的SN比最大。图4实施例在消除短时间变化的辐射噪声方面有特殊效果，同时自适应滤波器22B4的滤波系数也可以是固定的。
图5以框图形式说明了根据本发明的无线电通信终端的第四实施例，该说明的无线电通信终端被提供一个训练信号产生部分250，以及干扰消除器220包括加法器22A、辐射噪声预测器22B和减法器22D。而辐射噪声预测器22B由控制部分22B3、自适应滤波器22B4、减法器22B5和选择器22BS构成。
例如，基站发送机在预定帧周期(训练周期)内发送一公知的训练信号，而在接收信号训练周期内，无线电通信终端通过选择器22BS选择由训练信号产生部分250产生的训练信号ST，并将其提供给减法器22B5。减法器22B5从接收信号中减去训练信号ST作为信息信号SD，从而提取由于电子设备30的辐射噪声而形成的干扰信号(辐射噪声分量)。提取的干扰信号被输入到自适应滤波器22B4以产生伪干扰信号NRE。由减法器22A从接收信号中减去伪干扰信号NRE，然后将结果误差信号(SD+NR-NRE)提供到减法器22D，减去训练信号ST以产生误差信号ΔN(＝NR-NRE)，并提供给控制部分22B3。控制部分22B3控制自适应滤波器22B4的滤波系数以便误差信号ΔN的功率最小；并设置自适应滤波器22B4的滤波系数。可替换地，可以确定滤波系数以使加法器22A的输出信号的SN比最大。
当自适应滤波器22B4的滤波系数收敛，以使信号训练期间误差信号ΔN的功率最小时，控制部分22B3不更新滤波系数。选择器22D选择并将加法器22A的输出误差信号ΔN提供给减法器22B5，在减法器22B5中，从接收信号中减去误差信号ΔN，以提取干扰信号分量，由自适应滤波器22B4处理干扰信号分量以产生伪干扰信号NRE。
虽然在图2、3的实施例中，干扰消除器220被提供由接收机解调并被转换到基带的接收信号，但干扰消除器220也可以被置于接收机210的输入侧，以在高频频带中执行干扰消除。在这种情况下，不使用频带转换部分22C。
图6示出内置(或近处放置)在电子设备30中的虚线无线电通信终端200的无线电波使用环境的另一个例子。在这一例子中，无线电通信终端200被示出有两个天线AN1和AN2。从远离无线电通信终端200的基站10发送的无线电波被终端200的两个天线AN1和AN2接收。这两个天线AN1、AN2也从电子设备30接收辐射噪声。
通常，在移动通信环境中，从远端基站10发送的信号会被城市中的若干建筑物反射从而经过多条路径进行传播，因此，这些信号彼此不同地被延迟和衰减。由于这个原因，被隔开一定距离的天线AN1、AN2接收的多径复合信号在信号间的相关性很低，如图7A和7B所示。
另一方面，内置无线电通信终端200的电子设备30的辐射噪声被两个天线直接地没有反射和散射地接收，由两个天线接收的两个信号在相位上有轻微不同，如图7C和7D所示，所以它们彼此密切相关。
图8以框图形式说明了根据本发明，具有两个天线的无线电通信终端的另一实施例。来自接收天线AN1和AN2的接收信号被接收机211和212解调，以及解调信号被输入到干扰消除器220。干扰消除器220具有加法器22A和辐射噪声预测器22B。基于加法器22A的输出，根据接收机212接收的来自电子设备30的辐射噪声产生伪干扰信号NRE，并且伪干扰信号NRE被供给加法器22A，以消除包含在每个接收信号中的辐射噪声分量，已经从中消除辐射噪声分量的信息信号SD被提供给信息处理部分230。
噪声预测器22B由控制部分22B3和振幅/相位调节器22B6组成。振幅/相位调节器22B6相当于图2实施例中的放大器22B1和移相器22B2对。当两个接收天线AN1和AN2接收的干扰信号(辐射噪声)彼此密切相关时，这个实施例是有效的。也就是说，基于加法器22A的输出，控制部分22B3调节振幅/相位调节器22B6以便由天线AN1和AN2接收的干扰信号在振幅/相位调节器22B6中彼此抵消。例如，可以在基站的发送中断期间进行这种调节。
另外一种调节方法是从基站发送公知的训练信号，并调节振幅/相位调节器22B6，使对于接收训练信号的信号功率和平均功率(干扰信号功率+噪声功率)之比最大。通过这种方法，当天线AN1和AN2接收的干扰信号彼此密切相关时，辐射噪声可以被衰减到将近0。
图9以框图形式说明了具有两个天线的无线电通信终端200的另一实施例。在该实施例中，干扰消除器220具有分别相应于接收机211和212的加法器22A1和22A2，辐射噪声预测器22B具有振幅/相位调节器22B61和22B62。像在图2和3中实施例的情况一样，干扰消除器220通过电缆FV和频带转换部分22C直接从电子设备30获得辐射噪声分量NR。辐射噪声分量NR的相位和振幅被振幅/相位调节器22B61和22B62调节，以便产生各个接收线路的伪干扰信号NRE1和NRE2，这些伪干扰信号被输入到第一和第二加法器22A1和22A2，通过它们来自接收机221和212的接收信号分别被减去伪干扰信号NRE1和NRE2。结果，第一和第二加法器22A1和22A2提供已经从中除去辐射噪声的信息信号SD1和SD2。虽然图9实施例中采用通过两个接收线路的分集接收，然而也可使用更多的接收线路。
图10依然以框图形式说明了具有两个天线的无线电通信终端200的另一实施例。在这个实施例中，干扰消除器220包括：乘法器22E1和22E2，用于用抽头系数K1和K2乘以来自接收机211和212的输出信号(复信号)，分别调节它们的相位和振幅；加法器22A，组合来自乘法器22E1和22E2的乘法输出，并将组合输出提供给信息处理部分230作为信息信号SD；以及控制部分22B3，用于控制抽头系数K1和K2。乘法器22E1和22E2与控制部分22B3构成辐射噪声预测器22B。
现在参考图11，将描述抽头系数控制方法的一个例子。图11-A1和11-B1示出了由接收天线AN1和AN2接收的信号S1和S2的矢量。接收信号S1包括信息信号矢量SD1和辐射噪声矢量NR1，以及接收信号S2包括信息信号矢量SD2和辐射噪声矢量NR2。设置抽头系数K1和K2以便偏移其中一个接收信号矢量的相位，使辐射噪声矢量NR1和NR2的合成值为0。图11示出了接收信号S2被相位旋转的例子。通过这种相位旋转，抽头系数可以被设置成使辐射噪声矢量NR1和NR2在相位上相隔180度，如图11C所示。矢量合成消除了辐射噪声矢量，并提供接收信息信号SD1和SD2的合成矢量，如图11C所示。也就是说，可以认为在图10实施例中，乘法器22E1的输出中的辐射噪声分量NRE1和乘法器22E2的输出中的辐射噪声分量NRE2每个相对于另一个作为伪干扰信号。
虽然上面根据本发明的无线电通信终端描述的是从基站接收发送信号，但发送方不特定局限于基站。
正如前面所述，根据本发明，可以消除来自电子设备的辐射噪声，并因此获得具有极好SN比的接收信号。这减少了错误发生率，保证了高传输性能的数据通信的实现。