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1、10申请公布号CN102349245A43申请公布日20120208CN102349245ACN102349245A21申请号201080011022822申请日2010031109275016520090312EP12/488,24820090619USH04B7/18520060171申请人阿斯特里姆有限公司地址英国赫特福德郡72发明人梁卓景斯蒂芬菲利普布朗罗伯特朱利安弗朗西斯休斯安东尼邓肯克雷格74专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人潘剑颖54发明名称干扰去除57摘要提供了一种用于卫星通信系统的设备，所述设备包括用于监控多个频率信道的装置，所述多个频率信道多路解复用自。
2、包括一个或多个载波的信号；用于识别多个频率信道中包括干扰的至少一个频率信道的装置；用于在重组一个或多个载波之前去除识别出的至少一个频率信道的装置。通过去除包括干扰的频率信道，载波的信噪比可得到改善。此外，如果干扰发生在载波内，只要被去除的频率信道比载波窄很多，那么所述载波就是可利用的。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011090886PCT申请的申请数据PCT/EP2010/0531432010031187PCT申请的公布数据WO2010/103092EN2010091651INTCL19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5页附图4页CN1023492。
3、64A1/2页21用于卫星通信系统的设备，包括用于监控多个频率信道的装置，所述多个频率信道多路解复用自包括一个或多个载波在内的信号；用于识别多个频率信道中包括干扰的至少一个频率信道的装置；以及用于在重组一个或多个载波之前去除识别出的至少一个频率信道的装置。2根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述用于监控的装置被配置用于监控多个频率信道的信号电平，并且所述用于识别的装置被配置用于响应于确定至少一个频率信道的信号电平超出了信号电平阈值，识别所述至少一个频率信道。3根据权利要求2所述的设备，其中所述用于识别的装置提供了频谱分析功能。4根据权利要求2或3所述的设备，其中所述信号电平阈值是根据包括一个。
4、或多个载波在内的信号的预期的功率分布图而确定的。5根据前述任一权利要求所述的设备，还包括用于接收包括一个或多个载波在内的信号的接收器。6根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述一个或多个载波中的每个载波被多路解复用成所述频率信道中的多个频率信道。7根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述信号包括多个载波。8根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述用于去除识别出的至少一个频率信道的装置可操作用于去除多路解复用自所述一个或多个载波中的载波的至少一个频率信道，以去除所述载波内的干扰。9根据权利要求8所述的设备，其中所述一个或多个载波包括宽带载波，并且所述多个频率信道包括多路解复用自所述宽带载波的数个。
5、频率信道，所述用于去除的装置被配置用于在重组载波之前从所述数个频率信道中去除至少一个频率信道。10根据权利要求1至7中任一权利要求所述的设备，其中用于去除识别出的至少一个频率信道的装置可操作用于去除位于载波附近的至少一个频率信道。11根据前述任一权利要求所述的设备，其中用于去除识别出的至少一个频率信道的装置可被配置用于使识别出的至少一个频率信道无效。12根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述至少一个频率信道包括多于一个频率信道。13根据前述任一权利要求所述的设备，包括数字处理器布置，所述数字处理器布置包括用于监控多个频率信道的装置，用于识别至少一个频率信道的装置，以及用于去除至少一个频率信道。
6、的装置。14根据权利要求13所述的设备，其中所述数字处理器布置包括用于将信号多路解复用成多个频率信道的多路解复用器，以及用于重组一个或多个载波的多路复用器。15根据权利要求1至12中任一权利要求所述的设备，还包括多路解复用器，用于将一个或多个载波中的每个载波多路解复用成多个频率信道；用于处理频率信道的数字信号处理器，以及用于从经过处理的信道中重组载波的多路复用器。16根据权利要求15所述的设备，其中所述数字信号处理器包括用于监控的装置，用于识别的装置，以及用于去除识别出的至少一个频率信道的装置。权利要求书CN102349245ACN102349264A2/2页317一种卫星通信系统，包括前述任。
7、一权利要求中所述的设备。18一种除去卫星通信系统中的干扰的方法，包括监控多路解复用自包括一个或多个载波在内的信号的多个频率信道；识别包括干扰的至少一个频率信道；以及在重组一个或多个载波之前去除识别出的至少一个频率信道。19根据权利要求18所述的方法，其中识别包括干扰的至少一个频率信道包括确定至少一个频率信道的电平是否超出了信号电平阈值。20根据权利要求19所述的方法，其中所述信号电平阈值是根据包括一个或多个载波在内的信号的预期的功率分布图来确定的。21根据权利要求18至20任一权利要求所述的方法，其中所述一个或多个载波包括多个载波。22根据权利要求18至21任一权利要求所述的方法，还包括在卫星。
8、通信系统的接收器中接收包括所述一个或多个载波在内的信号，其中所述一个或多个载波中的每个载波被多路解复用成所述多个频率信道中的数个频率信道。23根据权利要求22所述的方法，其中去除识别出的至少一个频率信道包括去除多路解复用自所述一个或多个载波中的载波的至少一个频率信道，以去除所述载波内的干扰。24根据权利要求18至23任一权利要求所述的方法，还包括将所述一个或多个载波中的每个载波多路解复用成多个频率信道中的数个频率信道；处理频率信道，以及在去除了识别出的带有干扰的至少一个频率信道之后，从经过处理的频率信道中重组载波。权利要求书CN102349245ACN102349264A1/5页4干扰去除技术。
9、领域0001本发明涉及对受到干扰的信号的处理。背景技术0002如今卫星通信系统是我们的全球通信基础设施的重要组成部分。由于我们越来越依赖卫星通信，因此保护卫星通信以免受干扰和侵犯也已经变得越来越重要。干扰信号能降低卫星通信的品质或中断卫星通信。一些干扰是偶然的并且是由于有缺陷的地面设备所产生的。其他干扰则是故意的甚至是恶意的。通常情况下，不能使用占用与干扰方同一频带的载波，此外，干扰方会从占用不同频率的载波中“掠夺”下行链路功率。此外，干扰可降低载波的信噪比。因此，存在商业卫星运营商对于可去除无用信号的卫星通信系统的需求。0003卫星通信系统越来越多地处理模拟域和数字域中的信号。信号通常在被数。
10、字化之前在模拟域中被滤波并且被预先处理。在数字域中，信号可被多路解复用成多个频率信道，然后这些多个频率信道可被单独地处理和路由。然后在转换回到模拟域之前，频率信道再次被多路复用以便形成所需的下行链路信号。宽带载波可被多路解复用和处理成多个组分的窄频率信道。0004本发明是在这种背景下提出的。发明内容0005根据本发明，提供了一种用于卫星通信系统的设备，包括用于监控多个频率信道的装置，该多个频率信道多路解复用自包括一个或多个载波在内的信号；用于识别多个频率信道中包括干扰的至少一个频率信道的装置；用于在重组一个或多个载波之前去除识别出的至少一个频率信道的装置。0006用于监控的装置可被配置用于监控。
11、多个频率信道的信号电平，用于识别至少一个频率信道的装置可被配置用于在至少一个频率信道的信号电平超出了信号电平阈值的情况下确定所述至少一个频率信道包括干扰。用于识别的装置可提供频谱分析功能。信号电平阈值可根据包括一个或多个载波在内的信号的预期的功率分布图PROFILE来确定。0007该设备还可包括用于接收包括一个或多个载波在内的信号的接收器。该信号可包括多个载波。一个或多个载波中的每个载波可分别被多路解复用成所述频率信道的多个频率信道。每个载波可对应于独立通信信道，因此每个通信信道可作为多个频率信道来处理。0008用于去除识别出的至少一个频率信道的装置可操作用于去除多路解复用自所述一个或多个载波。
12、中的载波的至少一个频率信道，以去除所述载波内的干扰。一个或多个载波可包括宽带载波，多个频率信道可包括多路解复用自所述宽带载波的数个频率信道，用于去除的装置被配置用于在重组载波之前从所述多个频率信道中去除至少一个频率信道。0009用于去除至少一个识别出的频率信道的装置可操作用于去除位于载波附近的至少一个频率信道。0010用于去除识别出的至少一个频率信道的装置可被配置用于使识别出的至少一个说明书CN102349245ACN102349264A2/5页5频率信道无效NULL。0011至少一个频率信道可包括多于一个频率信道。0012因此，本发明提出了一种去除干扰信号的方式。在干扰信号位于载波内的情况下。
13、，如果被去除的频率信道比载波窄很多，那么载波可能仍旧是可利用的。因此，本发明允许载波在窄带干扰存在的情况下发挥作用。除直接干扰去除之外，该方法避免了下行链路功率掠夺，并且改善了载波的信噪比。0013该设备可包括数字处理器布置，该数字处理器布置包括用于监控多个频率信道的装置，用于识别至少一个频率信道的装置，以及用于去除至少一个频率信道的装置。数字处理器布置可包括用于将信号多路解复用成多个频率信道的多路解复用器，以及用于重组一个或多个载波的多路复用器。0014多路解复用器可被配置用于将一个或多个载波中的单个载波多路解复用成多个频率信道；该设备还可包括用于处理多个频率信道的数字信号处理器，并且多路复。
14、用器可被配置用于从经过处理的信道中重组载波。可在数字信号处理器中设置用于监控的装置、用于识别的装置、以及用于去除识别出的至少一个频率信道的装置。0015根据本发明，还提供了包括上述设备的卫星通信系统。0016根据本发明，还提供了一种去除卫星通信系统中的干扰的方法，包括监控多路解复用自一个或多个载波的多个频率信道；识别包括干扰的至少一个频率信道；以及在重组一个或多个载波之前去除识别出的至少一个频率信道。0017识别包括干扰的至少一个频率信道可包括确定频率信道的信号电平是否超出了信号电平阈值。信号电平阈值可根据包括一个或多个载波在内的信号的预期的功率分布图来确定。0018该方法还可包括在卫星通信系。
15、统的接收器中接收包括所述一个或多个载波在内的信号，所述一个或多个载波中的每个载波可被多路解复用成所述多个频率信道中的独立数个频率。去除识别出的至少一个频率信道可包括去除多路解复用自所述一个或多个载波中的载波的至少一个频率信道，以去除载波内的干扰。一个或多个载波可包括多个载波。0019该方法还可包括将载波多路解复用成多个频率信道中的数个频率信道；处理频率信道；以及在去除了识别出的带有干扰的频率信道之后，从经过处理的频率信道中重组载波。附图说明0020现在将作为示例并参考附图中的附图1至8来描述本发明的实施例，其中0021附图1是卫星通信系统的示意性框图；0022附图2A和2B示意性地说明了在卫星。
16、通信系统中如何滤波和下变频包括干扰的信号。0023附图3是附图1的数字处理器的示意性框图。0024附图4A、4B、4C和4D示意性地说明了在附图3的数字处理器中如何多路解复用和多路复用信号。0025附图5示意性地说明了在附图3的数字处理器中如何处理宽带载波。0026附图6A和6B说明了在附图3的数字处理器中如何去除载波内的干扰信号；以及说明书CN102349245ACN102349264A3/5页60027附图7A和7B说明了在附图3的数字处理器中如何去除载波之间的干扰信号。具体实施方式0028根据附图1，卫星通信系统1包括用于接收上行链路波束的接收天线子系统2，用于放大在上行链路波束中接收到。
17、的信号的放大器3，用于处理信号的集成处理器4，用于放大经过处理的信号的高功率放大器5，以及用于在下行链路波束中发送信号的发送天线子系统6。接收天线子系统2可被配置用于接收来自多个用户位置的多个波束或来自网关地面站的单一波束。同样地，发送天线子系统6可被配置用于发送多个波束至多个用户位置或发送单一波束至网关地面站。卫星通信系统可基于波束形成的网络构架或空间交换的构架。应该意识到，附图1仅仅是示意性的，接收子系统2和发送子系统6可实现为单一子系统，该单一子系统具有单一天线用于接收和发送波束。0029集成处理器4包括模拟预处理器7、模数转换器8、数字处理器9、数模转换器10以及模拟后置处理器11。模。
18、拟预处理器被提供用于从接收到的辐射中滤出有用信号，以及用于将有用信号下变频至信号可在其中被数字处理器处理的频率。模数转换器8被提供用于数字化信号，数模转换器10被提供用于将数字信号转换回模拟域，后置处理器11被提供用于除去数模转换之后无用的图像，以及用于将信号上变频至适合于下行链路波束的频率。下面将对数字处理器作出更详细的描述。集成处理器4还包括连接至数字处理器9的控制接口。控制接口12为地面站未示出提供了接口，用于允许从地面上对数字处理器9进行控制。0030根据附图2A和2B，示出了入射辐射的频率范围和经过下变频的有用信号。入射辐射包括有用信号12以及无用信号13A和13B。模拟预处理器可使。
19、用例如带通滤波器来滤出有用信号12。被滤出的信号然后下变频至较低的频率，如附图2B中所示。有用信号包括多个载波14。载波可有不同宽度，这取决于载波所传播的信息的类型和数量。接收到的辐射也可包含干扰信号15。干扰信号可以是如附图2A和2B中所示的宽带载波内的带内干扰信号。干扰信号也可以是邻近于载波的或位于载波之间的干扰信号。根据本发明，干扰信号可在数字处理器9中被去除，将在后文中对数字处理器9作出更详细的描述。0031根据附图3，数字处理器9包括用于将有用信号分离成多个频率信道的多路解复用器16，用于单独地处理频率信道的信号处理器17，以及用于再次将独立频率信道多路复用到一起的频率多路复用器18。
20、。多路解复用器16接收来自模数转换器8的信号，多路复用器18将经过多路复用的信号转送至数模转换器10。信号处理器17也包括干扰去除单元19，用于去除干扰信号，将在后文中对此作出更详细的描述。0032根据附图4A至4D，多路解复用器16可包括用于将数字化的信号划分成多个频率信道20的多个滤波器。例如，多路解复用器可将信号分离成具有如附图4A和4B中所示的等宽的K个频率信道20。信号被分离成的信道数取决于应用，但在某些系统中，信道数可高达1000。当然，信道数可低于或高于1000。当多路解复用器16将数字信号划分成多个频率信道20时，窄带干扰信号15被分离成如附图4A中所示的一个或多个频率信道20。
21、。然后，信号处理器17在频率信道中单独地处理信号。例如，信号处理器17可执行频率转换和数字波束形成。信号处理器17将K个频率信道映射至如附图4C和4D中所示的L个新频率信道21。说明书CN102349245ACN102349264A4/5页70033被多路解复用器16多路解复用的载波可宽于或窄于频率信道20。在一些实施例中，多路解复用器16的信道滤波器被设计成创建相邻的信道，将这些相邻的信道加起来形成连续的通带。这可用于重组跨越数个频率信道的载波。附图5中示出了跨越数个频率信道的宽带载波14的处理。多路解复用器将宽带载波14滤波成部分重叠的多个窄带频率信道。然后组成的频率信道被信号处理器17路。
22、由并且波束成形在一起。在多路复用器18中，经过处理的频率信道21然后被加起来用于提供数学上精确的平坦响应22，以重组宽带载波14。0034在包括一个或多个载波在内的信号的单个频率信道的数字信号处理期间，能去除干扰信号。附图6A和6B说明了载波14内的带内干扰信号15是如何被去除的。干扰去除单元19通过监控被多路解复用的频率信道的信号电平来提供频谱分析功能。当信号电平超出预先设定的阈值22时，假定干扰信号被检测到，并且使频率信道无效。预先设定的阈值22可以是可重新编程的。使频率信道无效可通过将整个频率信道的幅值设置为零来实现。然后可对剩余的频率信道进行处理、频率转换和多路复用，以重组载波14。如。
23、果频率信道比载波窄很多，那么在被无效的频率信道中丢失的载波的信息对于解释载波来说并不是决定性的，并且该载波仍旧是可利用的。此外，通过去除含有干扰信号的频率信道，载波的信噪比得到了改善。而且，由干扰从其它载波中掠夺的功率减少了。0035位于载波14之间的干扰信号也能被去除，如附图7A和7B所示。干扰去除单元19监控频率信道中的信号电平，并且当信号电平超过阈值22时，假定检测到干扰信号15，并且使包括干扰信号的整个频率信道无效。可对剩余的频率信道进行处理、频率转换和多路复用，以重组载波14。通过去除干扰信号，信噪比得到改善，并且可用于发送载波的功率未被干扰信号耗尽。当干扰位于载波之间时，载波中没有。
24、信息丢失或少量信息丢失。0036应该意识到，虽然在附图6A、6B、7A和7B中只有一个频率信道被示为无效，但是干扰信号可跨越多个信道，或信号可包括多个干扰信号，因此，可能需要去除多于一个频率信道。0037信号电平阈值22可基于包括一个或多个载波在内的典型信号的功率分布图。作为一种选择，可测量信号中载波的功率分布图以确定阈值。所有频率信道的信号电平阈值可固定在同一电平，或者每个频率信道的信号电平阈值可单独地确定。例如，干扰去除单元19可测量预定时间内的功率分布图，以及确定每个频率信道的预期的频率电平。信号改变电平阈值22可变化，如附图6A和7A所示，这取决于频率信道相对于载波的位置。例如，如果频。
25、率信道位于载波的中间，那么阀值22可高于频率信道位于载波之间的阀值。载波内的频率信道的阈值可高于具有最大增益的载波的频率信道的信号电平，然而，载波之间的频率信道的阀值可低于载波的最高信号电平。信号电平阈值22可在卫星系统投放使用之前存储或在原地重新编程。信号电平阈值也可在卫星寿命期间随着载波频带的频率和幅值发生变化而重新编程。在一些实施例中，可从地面站经由控制接口12对阈值进行编程。0038本发明可被用于具有数字处理器构架的任何卫星有效载荷，其中较大的带宽信道被划分成多个窄带信道。特别地，包括干扰的频率信道的去除可应用于具有相控阵或阵馈反射面的数字波束形成网络构架或空间交换的构架。但是，本发明。
26、的应用并不局限于卫星有效载荷。本发明可被用于任何希望去除其中的无用信号的系统。0039干扰去除单元19可实现为信号处理器17中的控制算法。控制算法可包含信号电说明书CN102349245ACN102349264A5/5页8平阈值。作为一种选择，可从存储在卫星有效载荷中的或地面上的其它地方的存储器中检索到信号电平阈值。用于执行干扰去除的控制算法可使用硬件、软件或硬件与软件的结合来实现。0040作为干扰去除单元19设置在信号处理器17中的一种选择，干扰去除单元19可设置在多路解复用器16和处理器17之间。干扰去除单元19可在将频率信道转送至数字信号处理器17之前将频率信道中的幅值设置为零。作为另外。
27、一种选择，多路解复用器16和信号处理器17可共享干扰去除单元19所提供的功能。多路解复用器16可监控频率信道的信号电平，并通知数字信号处理器哪些频率信道包括干扰，以便允许信号处理器17使它们无效。此外，如果数字信号处理器提供了波束形成网络，那么包括干扰的频率信道可在波束形成过程中应用波束加权时被去除。0041而且，虽然已通过宽带载波对本发明进行了描述，但是干扰去除也可应用于窄带宽载波。只要频率信道和干扰信号窄于载波，那么可以挽救载波所承载的一些信息。系统可被设计用于使得频率信道更窄，以便减少在去除干扰信号时载波中丢失的信息量。0042尽管已经描述了本发明的具体例子，但是本发明的范围通过所附的权。
28、利要求定义，并不局限于这些例子。因此，本领域的技术人员可认识到，本发明可通过其它方式实现。0043例如，虽然卫星系统的模拟预处理器7、模数转换器8、数字处理器9、数模转换器10和模拟后置处理器已被描述为将设置在集成处理器中，但是这些组件当然也可以单独设置。而且，描述这些组件仅用于提供系统的例子，在该系统中本发明可被实现，并且该例子不应被解释为限制性的。0044此外，虽然已经通过卫星系统对本发明进行了描述，但是应该意识到，本发明可用在用于在数字域中处理信号的任何系统中。说明书CN102349245ACN102349264A1/4页9图1图2说明书附图CN102349245ACN102349264A2/4页10图3图4说明书附图CN102349245ACN102349264A3/4页11图5图6说明书附图CN102349245ACN102349264A4/4页12图7说明书附图CN102349245A。