《一种多时隙收发信机及其规避同频干扰的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种多时隙收发信机及其规避同频干扰的方法.pdf（12页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103107826 A (43)申请公布日 2013.05.15 CN 103107826 A *CN103107826A* (21)申请号 201310060459.6 (22)申请日 2013.02.26 H04B 1/38(2006.01) H04B 1/40(2006.01) (71)申请人 海能达通信股份有限公司 地址 518057 广东省深圳市南山区高新技术 产业园北区北环路海能达大厦 (72)发明人 崔建伟 欧阳文 熊堃 邢志刚 郭晓乐 李俊 (74)专利代理机构 深圳市瑞方达知识产权事务 所 ( 普通合伙 ) 44314 代理人 张约宗 张秋红 (54。
2、) 发明名称 一种多时隙收发信机及其规避同频干扰的方 法 (57) 摘要 本发明公开了一种时分通信系统多时隙收发 信机及其规避收 / 发信机同频干扰的方法， 该多 时隙收发信机包括发射器和接收器， 发射器包括 依次连接的频率产生单元、 频率变换单元、 调制 器， 频率产生单元用于在接收时隙结束前的第一 时刻开始产生频率 F1/N， 并送入频率变换单元的 输入端， N 为正数， 且 N 不等于 1 ； 频率变换单元用 于在发射时隙开始时， 对频率 F1/N 进行处理以生 成输出频率， 并将输出频率送入调制器 ； 调制器 用于在接收时隙结束前的第二时刻开始初始化， 并在发射时隙开始时对频率变换单元。
3、的输出频率 进行调制处理， 且处理后的频率为发射频率 F1， 第 二时刻小于第一时刻。 实施本发明的技术方案， 发 射器不会干扰接收器的工作、 成本低、 原理简单且 方便可行。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103107826 A CN 103107826 A *CN103107826A* 1/2 页 2 1. 一种多时隙收发信机， 包括发射器和接收器， 所述发射器的发射频率与所述接收器 的接收频率均为 F1， 其特征在于， 所。
4、述发射器包括依次连接的频率产生单元、 频率变换单 元、 调制器， 其中， 所述频率产生单元， 用于在接收时隙结束前的第一时刻开始产生频率 F1/N， 并将所述 频率 F1/N 送入所述频率变换单元的输入端， 其中， N 为正数， 且 N 不等于 1 ； 所述频率变换单元， 用于在发射时隙开始时， 对所述频率产生单元所产生的频率进行 处理以生成输出频率， 并将输出频率送入所述调制器 ； 所述调制器， 用于在接收时隙结束前的第二时刻开始初始化， 并在发射时隙开始时对 所述频率变换单元的输出频率进行调制处理， 且处理后的频率为发射频率 F1， 其中， 所述第 二时刻小于所述第一时刻。 2. 根据权利。
5、要求 1 所述的多时隙收发信机， 其特征在于， N= N /M， 其中， M 为偶数， N为正数 ； 所述调制器为数字调制器， 且所述数字调制器对所述频率变换单元的输出频率进行调 制和 1/M 分频处理 ； 而且， 所述频率变换单元对所述频率产生单元所产生的频率进行处理以使输出频率等于输 入频率的 N倍。 3. 根据权利要求 2 所述的多时隙收发信机， 其特征在于， N =3， M=2。 4. 根据权利要求 1 所述的多时隙收发信机， 其特征在于， 所述频率产生单元包括依次 连接的锁相环芯片和压控振荡器 ； 或者 所述频率产生单元为数字式频率合成器。 5. 根据权利要求 1 所述的多时隙收发信。
6、机， 其特征在于， 所述频率变换单元为有源频 率变换单元， 且所述有源频率变换单元的电源端通过开关连接电源。 6. 一种多时隙收发信机规避同频干扰的方法， 其特征在于， 包括 ： A. 频率产生单元在接收时隙结束前的第一时刻开始产生频率 F1/N， 其中， N 为正数， 且 N 不等于 1 ； B. 频率变换单元在发射时隙开始时， 对频率产生单元所产生的频率 F1/N 进行处理 ； C. 调制器在接收时隙结束前的第二时刻开始初始化， 并在发射时隙开始时对频率变换 单元的输出频率进行调制处理， 且分频处理后的频率为发射频率 F1， 其中， 所述第二时刻小 于所述第一时刻。 7. 根据权利要求 6。
7、 所述的多时隙收发信机规避同频干扰的方法， 其特征在于， 在所述 步骤 A 中， N= N /M， 其中， M 为偶数， N为正数 ； 在所述步骤 B 中， 对频率产生单元所产生的频率进行处理以使输出频率等于输入频率 的 N倍 ； 在所述步骤 C 中， 数字调制器对所述频率变换单元的输出频率进行调制和 1/M 分频处 理。 8. 根据权利要求 7 所述的多时隙收发信机规避同频干扰的方法， 其特征在于， N =3， M=2。 9. 根据权利要求 6 所述的多时隙收发信机规避同频干扰的方法， 其特征在于， 所述频 率产生单元包括依次连接的锁相环芯片和压控振荡器 ； 或者 权 利 要 求 书 CN 。
8、103107826 A 2 2/2 页 3 所述频率产生单元为数字式频率合成器。 10. 根据权利要求 6 所述的多时隙收发信机规避同频干扰的方法， 其特征在于， 在所述 步骤 B 中， 所述频率变换单元为有源频率变换单元， 通过控制频率变换单元与电源连接或 断开来控制频率变换单元工作与否。 权 利 要 求 书 CN 103107826 A 3 1/6 页 4 一种多时隙收发信机及其规避同频干扰的方法 技术领域 0001 本发明涉及通信领域， 尤其是涉及一种多时隙收发信机及其规避同频干扰的方 法。 背景技术 0002 随着科技日益发展， 无线通信飞速发展， TDMA （Time Divisio。
9、n MultipleAddress， 时分多址） 系统的发展应用机遇与挑战并存， 稳定 TDMA 系统应用产品的性能可为 TDMA 系统 价值最大化提供一臂之力。 0003 对于 TDMA 系统而言， 当相邻两个时隙都处于发射或者接收状态时， 由于 FGU （Frequency Generate Unit， 频率产生单元） 电路锁定时间的限制， 需要在工作时隙到来之 前打开 FGU 电路并使其频率处于锁定状态。 0004 在每一时隙的 t0时刻打开下一工作时隙的 FGU 电路， t1时刻打开下一工作时隙的 工作链路 （发射器的调制器或接收器的解调器） 初始化。例如， 如如图 1 所示， 第二时。
10、隙需 要工作在接收状态， 第三时隙工作在发射状态， 在第三时隙到来之前的 t0时刻， 需要打开发 射器的 FGU 电路， 确保其在第三时隙到来之前已经处于锁定状态 ； 而第三时隙结束前的 t1 时刻， 是发射器提前打开部分通道的初始化时间。在图 2 所示的多时隙收发信机种， 当连续 两工作时隙由接收转发射， 且接收和发射同频时， 发射 FGU 电路在接收时隙的 t0时间就已 打开， 发射电路在接收时隙的 t1时间打开初始化， 即打开调制器 （Modulator） ； 那么在接收 时隙结束前， 提前锁定输出的发射 FGU 频率会通过线路传导经过初始化好的调制器进行调 制， 再传导至 RF（Rad。
11、io Frequency， 射频） 开关处， 从而干扰到正在工作的接收 RF 频率 ； 或 者通过空间耦合的路径， 干扰到处于同一频率工作的接收电路， 使其误码率升高， 灵敏度降 低 ； 按照通信协议规定， 这种情况是不被允许的。 0005 图 3 是现有的一种多时隙收发信机的逻辑图， 该收发信机通过在调制器前加一高 隔离度射频开关来规避同频干扰， 该射频开关在使能信号 TX_ON 的控制下在接收状态或空 闲时隙时关断， 当发射前一时隙的t0时刻打开FGU链路并提前锁定后， 射频开关将FGU产生 的 LO（Local Oscillator， 本振） 信号隔离在调制器前， 以不干扰接收器的工作。。
12、在发射时 隙开始时刻的当下打开射频开关， 这样发射时隙时发射链路全通， 可以及时正常的发射。 这 样的方案从理论上既避免了接收时隙结束前的短暂时间内发射不干扰接收， 又保证了发射 器及时正常的发射信号。 但是， 由于射频开关隔离度仍不够， 物理传导和空间辐射的作用仍 能将信号调制和放大， 并干扰接收器， 故该现有技术不能彻底的将信号隔离 ； 而且， 高隔离 度射频开关成本高。 0006 前述为调制器分频导致的载波泄露对接收机同频信号产生的干扰， 即使不存在分 频器， 只要 FGU 单元和调制器产生的频率与接收频率相同也足以导致接收机误码率的上 升。 发明内容 说 明 书 CN 10310782。
13、6 A 4 2/6 页 5 0007 本发明要解决的技术问题在于， 针对现有技术的上述发射器易干扰接收器且成本 高的缺陷， 提供一种多时隙收发信机， 发射器不会干扰接收器， 而且成本低。 0008 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 构造一种多时隙收发信机， 包括发 射器和接收器， 且所述发射器的发射频率与所述接收器的接收频率均为 F1， 所述发射器包 括依次连接的频率产生单元、 频率变换单元、 调制器， 其中， 0009 所述频率产生单元， 用于在接收时隙结束前的第一时刻开始产生频率 F1/N， 并将 所述频率 F1/N 送入所述频率变换单元的输入端， 其中， N 为正数， 且 N 。
14、不等于 1 ； 0010 所述频率变换单元， 用于在发射时隙开始时， 对所述频率产生单元所产生的频率 进行处理以生成输出频率， 并将输出频率送入所述调制器 ； 0011 所述调制器， 用于在接收时隙结束前的第二时刻开始初始化， 并在发射时隙开始 时对所述频率变换单元的输出频率进行调制处理， 且处理后的频率为发射频率 F1， 其中， 所 述第二时刻小于所述第一时刻。 0012 在本发明所述的多时隙收发信机中， 0013 N=N /M， 其中， M 为偶数， N为正数 ； 0014 所述调制器为数字调制器， 且所述数字调制器对所述频率变换单元的输出频率进 行调制和 1/M 分频处理 ； 而且， 0。
15、015 所述频率变换单元对所述频率产生单元所产生的频率进行处理以使输出频率等 于输入频率的 N倍在本发明所述的多时隙收发信机中， N 3， M=2。 0016 在本发明所述的多时隙收发信机中， 所述频率产生单元包括依次连接的 PLL （Phase loop locked， 锁相环） 芯片和 VCO（Voltage Control Oscillator， 压控振荡器） ； 或者 0017 所述频率产生单元为数字式频率合成器。 0018 在本发明所述的多时隙收发信机中， 所述频率变换单元为有源频率变换单元， 且 所述有源频率变换单元的电源端通过开关连接电源。 0019 本发明还构造一种多时隙收发信。
16、机规避同频干扰的方法， 包括 ： 0020 A. 频率产生单元在接收时隙结束前的第一时刻开始产生频率 F1/N， 其中， N 为正 数， 且 N 不等于 1 ； 0021 B. 频率变换单元在发射时隙开始时， 对频率产生单元所产生的频率 F1/N 进行处 理 ； 0022 C. 调制器在接收时隙结束前的第二时刻开始初始化， 并在发射时隙开始时对频率 变换单元的输出频率进行调制处理， 且分频处理后的频率为发射频率 F1， 其中， 所述第二时 刻小于所述第一时刻。 0023 在本发明所述的多时隙收发信机规避同频干扰的方法中， 在所述步骤 A 中， N=N /M， 其中， M 为偶数， N为正数 ；。
17、 0024 在所述步骤 B 中， 对频率产生单元所产生的频率进行处理以使输出频率等于输入 频率的 N倍 ； 0025 在所述步骤 C 中， 数字调制器对所述频率变换单元的输出频率进行调制和 1/M 分 频处理。 0026 在本发明所述的多时隙收发信机规避同频干扰的方法中， N 3， M=2。 说 明 书 CN 103107826 A 5 3/6 页 6 0027 在本发明所述的多时隙收发信机规避同频干扰的方法中， 所述频率产生单元包括 依次连接的锁相环芯片和压控振荡器 ； 或者 0028 所述频率产生单元为数字式频率合成器。 0029 在本发明所述的多时隙收发信机规避同频干扰的方法中， 在所述。
18、步骤 B 中， 所述 频率变换单元为有源频率变换单元， 通过控制频率变换单元与电源连接或断开来控制频率 变换单元工作与否。 0030 实施本发明的技术方案， 具有以下有益效果 ： 0031 1. 通过在频率产生单元和调制器之间增加频率变换单元， 该多时隙收发信机在由 接收时隙转发射时隙时隙的工作过程为 ： 在接收时隙结束前的第一时刻， 频率产生单元开 始产生频率 F1/N， 并送入频率变换单元的输入端， 然后， 在接收时隙结束前的第二时刻， 调 制器开始初始化， 此时， 即使发生了空间或电路辐射， 调制器调制处理后的信号对于接收器 的接收频率也为不相关信号， 因此， 发射器不会干扰接收器的工作。
19、。而当接收时隙结束后、 发射时隙开始时， 频率变换单元才开始对频率产生单元所产生的频率进行处理， 然后调制 器对频率变换单元的输出频率进行调制处理， 且处理后的频率为发射频率 F1， 因此可将信 号成功发射出去 ； 0032 2. 本发明通过使用价格较便宜的频率变换单元来替代现有技术中的价格较贵的 高隔离度射频开关， 因此降低了成本。 附图说明 0033 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明， 附图中 ： 0034 图 1 是 TDMA 系统的工作时序图 ； 0035 图 2 是现有技术的一种多时隙收发信机的逻辑图 ； 0036 图 3 是现有技术的另一种多时隙收发信机的逻辑图 ； 00。
20、37 图 4 是本发明多时隙收发信机实施例一的逻辑图 ； 0038 图 5 是 TDMA 系统带有保护时间的工作时序图 ； 0039 图 6 是多时隙收发信机工作时响应时间的仿真图 ； 0040 图 7 是本发明多时隙收发信机规避同频干扰的方法实施例一的流程图。 具体实施方式 0041 如图 1 所示的本发明多时隙收发信机实施例一的逻辑图， 该多时隙收发信机包括 发射器、 接收器和射频模块， 其中， 发射器和接收器与射频模块选择连接， 例如， 射频模块通 过单刀双掷的射频开关连接发射器和接收器， 而且该发射器的发射频率和接收器的接收频 率相同， 均为 F1。 0042 在该多时隙收发信机中， 。
21、发射器具体包括频率产生单元 10、 频率变换单元 20、 调 制器 30 和 PA（Power Amplify， 功率放大器） 40， 频率产生单元具体包括依次连接的 TX PLL （锁相环芯片） 和 TXVCO（压控振荡器） ， 当然， 频率产生单元也可为数字式频率合成器。在该 多时隙收发信机由接收时隙转入发射时隙的过程中， 该频率产生单元 10 在接收时隙结束 前的第一时刻开始产生频率F1/N， 并将所述频率F1/N送入频率变换单元20的输入端， 其中， N 正数为正数， 且 N 不等于 1， 优选为不等于 1 的正整数， 此时对应的频率变换单元 20 为倍 说 明 书 CN 103107。
22、826 A 6 4/6 页 7 频器。 0043 频率变换单元 20 在发射时隙开始时， 对频率产生单元 10 所产生的频率进行处理 以生成输出频率， 并将输出频率送入调制器 30， 优选地， 频率变换单元 20 为有源频率变换 单元， 且该有源频率变换单元的电源端通过开关连接 POWER（电源） ， 该开关的使能信号为 TX_ON， 且通过该使能信号使开关在发射时隙闭合， 在接收时隙或空闲时隙断开。 0044 当然， 在其它实施例中， 频率变换单元也可为无源频率变换单元， 此时可将开关连 接在压控振荡器和该无源频率变换单元之间， 而且， 该开关在发射时隙闭合， 在接收时隙或 空闲时隙断开。 。
23、0045 调制器 30 用于在接收时隙结束前的第二时刻开始初始化， 并在发射时隙开始时 对频率变换单元20的输出频率进行调制处理， 且处理后的频率为发射频率F1， 其中， 第二时 刻小于第一时刻。功率放大器 40 对调制处理后的信号进行功率放大， 并选择连接至射频模 块。 0046 在本发明多时隙收发信机的一个具体例子中， 频率产生单元 10 在接收时隙结束 前的第一时刻开始产生频率 F1/N， 频率变换单元 20 在发射时隙开始时， 对频率产生单元 10 所产生的频率进行处理以使输出频率等于输入频率的 N 倍， 然后将输出频率送入调制器 30， 调制器 30 用于在接收时隙结束前的第二时刻开。
24、始初始化， 并在发射时隙开始时对频率 变换单元 20 的输出频率进行调制处理， 此时， 处理后的频率为发射频率 F1。实施该实施例 的多时隙收发信机， 在接收时隙中， 调制器开始初始化后， 即使发生了空间或电路辐射， 调 制器调制处理后的信号对于接收器的接收频率也为不相关信号， 因此， 发射器不会干扰接 收器的工作。而且， 调制器可选用价格较低的模拟调制器。 0047 在本发明多时隙收发信机的另一个具体例子中， 调制器 30 为数字调制器， 带有 1/ M 分频功能。相应地， 频率产生单元 10 在接收时隙结束前的第一时刻开始产生频率 F1/N， 而且， N=N /M， 其中， M 为偶数， 。
25、N为正数， 然后， 频率变换单元 20 对频率产生单元 10 所 产生的频率进行处理以使输出频率等于输入频率的 N倍， 接着， 该数字调制器对频率变换 单元 20 的输出频率进行调制和 1/M 分频处理， 此时， 处理后的频率为发射频率 F1。实施该 实施例的多时隙收发信机， 在接收时隙中， 调制器开始初始化后， 即使发生了空间或电路辐 射， 调制器调制和分频处理后的信号对于接收器的接收频率也为不相关信号， 因此， 发射器 不会干扰接收器的工作。而且， 调制器选用带分频功能的数字调制器， 抗干扰性能力强， 容 易加密。 0048 下面说明该多时隙收发信机的工作原理 ： 首先， 假设 M=2， 。
26、N 3， 相应地， 频率变 换单元 20 为 3 倍频器， 调制器 30 带 1/2 分频功能。 0049 当在连续时隙中由接收时隙转发射时隙时， 由于在整个接收时隙中倍频器 20 与 电源连接的开关断开， 倍频器 30 没有供电， 为不工作状态， 不会对频率产生单元 10 输出的 信号产生倍频作用， 所以， 在接收时隙结束前的第一时刻 （例如图 1 中的 t0） 打开频率产生 单元 10， 此时频率产生单元 10 产生的频率为 2/3F1， 而且， 此时倍频器 20 不工作， 调制器 30 因为没有信号输入也不会有信号输出。即使在空间和电路的辐射作用下， 通过倍频器 20 后 的频率仍是 2。
27、/3F1。 0050 当接收时隙结束前的第二时刻 （例如图 1 中的 t1） 打开发射工作链路 （调制器 30） 初始化后， 倍频器 20 输出的 2/3F1信号通过调制器 30 调制和 1/2 分频后， 输出信号的频率 说 明 书 CN 103107826 A 7 5/6 页 8 为 1/3F1， 而此信号与接收器的接收频率 F1为不相关信号， 即使经过 PA40 放大和射频开关 后进入接收器， 也不能干扰到接收。因此， 在接收时隙结束前， 既打开了频率产生单元 10 并 使其频率处于锁定状及完成了调制器 30 的初始化， 又不会干扰到接收器的工作。 0051 在接收时隙结束后， 发射时隙开。
28、始的当下通过使能 TX_ON 打开倍频器 20 的开关， 此时倍频器 20 有正常的电源， 处于工作状态， 可以及时将频率产生单元 10 输送来的 2/3F1 信号倍频， 产生 2F1信号， 然后经过调制器 30 进行调制和 1/2 分频处理后产生发射频率为 F1的信号， 并经过 PA40 放大后， 信号成功发射出去， 而且， 成功避免了同频干扰问题。 0052 下面以在 Tetra（Terrestrial Trunked Radio， 陆地集群通信系统） 中继器平台 上分别应用上述图 3（改进前） 所示的方案及图 4（改进后） 所示的方案为例进行误码率的 测试， 如下表所示 ： 0053 0。
29、054 0055 如上测试结果所示， 采用本发明图 4 所示的方案， 接收误码率没有恶化， 即接收时 隙转发射时隙时， 发射没有干扰到接收， 发射本振信号被完全隔离。 0056 另外， 按照陆地集群通信协议规定， 每个时隙开始后都有一个保护时间， 如图 5 所 示的 t2， 该保护时间 t2 0.94mS。下面使用示波器将三个探头分别接在开关的使能信号 （TX_ON） 端、 电源 （POWER） 输出端、 倍频器输出端， 检测从使能信号打开到电源输出， 再到倍 频器响应产生输出信号的响应时间， 测试结果如图 6 所示， 响应时间 X=620nS， 远小于保 护时间 0.94mS， 也就是说， 。
30、当保护时间结束时， 频率产生单元、 调制器和倍频器都已经准备 好， 而且， 在接收时隙转发射时隙时， 无同频干扰的情况下及时准确的发射信号， 所以本方 案是切实可行的。 0057 图 7 是本发明多时隙收发信机规避同频干扰的方法实施例一的流程图， 该多时隙 收发信机规避同频干扰的方法包括 ： 0058 A.频率产生单元在接收时隙结束前的第一时刻开始产生频率F1/N， 其中， N正数为 正数， 且 N 不等于 1， 而且， 频率产生单元优选包括依次连接的锁相环芯片和压控振荡器， 当 然， 也可为数字式频率合成器 ； 0059 B. 频率变换单元在发射时隙开始时， 对频率产生单元所产生的频率进行处。
31、理。优 选地， 频率变换单元为有源频率变换单元， 可通过控制频率变换单元与电源连接或断开来 控制频率变换单元工作与否， 即， 在整个接收时隙， 控制频率变换单元与电源断开连接， 在 整个发射时隙， 控制频率变换单元与电源连接 ； 0060 C. 调制器在接收时隙结束前的第二时刻开始初始化， 并在发射时隙开始时对频率 说 明 书 CN 103107826 A 8 6/6 页 9 变换单元的输出频率进行调制处理， 且分频处理后的频率为发射频率 F1， 其中， 第二时刻小 于第一时刻。 0061 在本发明多时隙收发信机规避同频干扰的方法的另一个实施例中， 在步骤 A 中， N=N /M， 其中， M。
32、 为偶数， N为正数。在步骤 B 中， 对频率产生单元所产生的频率进行处理 以使输出频率等于输入频率的 N倍。在步骤 C 中， 调制器为数字调制器， 该数字调制器对 所述频率变换单元的输出频率进行调制和 1/M 分频处理， 这样才能保证发射器的发射频率 与接收器的接收频率相同。优选地， N 3， M=2， 当然， M、 N的取值并不限定为该值， 只要 保证 N为正数， M 为偶数即可。 0062 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改、 组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内， 所作的 任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的权利要求范围之内。 说 明 书 CN 103107826 A 9 1/3 页 10 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103107826 A 10 2/3 页 11 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103107826 A 11 3/3 页 12 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103107826 A 12 。