用於tdd模式通信系統的閉環自動電平控制裝置的製作方法

2023-06-24 13:57:41 1

專利名稱：用於tdd模式通信系統的閉環自動電平控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於無線通信領域，尤其涉及一種用於TDD模式通信系統的閉環自動 電平控制裝置。
背景技術：
目前在第一代和第二代移動通信系統中FDD模式一統天下，TDD模式沒有引起重 視。由於新業務的需要和新技術的發展，以及TDD模式的許多優勢，TDD模式將曰益 受到重視。時分雙工(TDD)是一種通信系統的雙工方式，在移動通信系統中用於分離 接收和發送信道。WLAN， WIMAX, TD—SCDMA等TDD模式通信系統正在高速發 展及應用。以前TDD主要是基站設備實現閉環自動電平控制，該方法需要基帶處理設 備給出同步信號，然後檢測輸出功率給基帶處理設備,這樣的方法很複雜,並且需要基帶 處理設備。對於無線網絡優化的一些設備商很難實現，成本很高。但目前WLAN， WIMAX的無線接入點功率一般不大，無線網絡優化的一些設備商為擴大覆蓋範圍， 增強信號強度，不得不外加雙向放大器，而該種設備需要低成本的閉環自動電平控制 方法及裝置。以前FDD模式的CDMA2000， WCDMA標準的網優設備採用模擬積分 電路實現閉環自動電平控制，但它不能用於TDD模式，因此需要新的閉環自動電平控 制方法。
01819109.6 "用於時分雙工接收器的自動增益控制"公開了一種用於一 TDD通信 系統中自動增益控制(AGC)的方法和系統，其中通信信號的每個時隙包含一二進位移相 鍵控(BPSK)格式的前同步碼，其位於每個時隙的起始處。由於此前同步碼允許AGC快 速估計信號強度並據此調整增益，從而改善了接收器的信道估計功能。這實現了對在 突發數據中跟隨前同步碼的所有數據符號的正確接收，並導致產生一更為精確的訓練 序列信道估計。其還允許TDD接收器中的AGC電路變得更為簡單。
200610037141.6 "TD-SCDMA覆蓋系統及其數字時隙自動電平控制方法"公開了 TD-SCDMA覆蓋系統數字時隙自動電平控制方法，包括步驟a.檢測上、下行鏈路中相 應位置的射頻信號功率，輸出包絡檢波信號；b.獲取信號的自動電平控制起控值及上、
下行時隙切換點信息；C.結合幀同歩指示信號及時隙切換點信息產生時隙指示信號； d.根據時隙指示信號輸出相應的控制信息，並對各相應包絡檢波信號進行採樣，獲得 各相應位置的各時隙的功率採樣值；e.根據信號上、下行時的時隙指示信號、時隙功 率採樣值、自動電平控制起控值，在各個時隙開始前產生相應各衰減器的衰減控制值。 還公開了一種應用數字時隙自動電平控制方法的TD-SCDMA覆蓋系統。
200620157603. 3"TD-SCDMA功率放大器的自動電平控制裝置"公開了一種TD-SCDMA 功率放大器的自動電平控制裝置，它依次由能量檢測單元、高速模數轉換AD單元、現 場可編程門陣列FPGA單元和增益調節單元電連接而成。本實用新型中各種數據的處理 主要通過高速模數轉換AD單元和現場可編程門陣列FPGA單元的配合，能夠提供更快 的響應速度，使該裝置能成功的實現自動功率控制。
發明內容
本實用新型的目的在於克服現有技術中的不足，提出一種用於TDD模式通信系 統的閉環自動電平控制裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的
—種用於TDD模式通信系統的閉環自動電平控制裝置，包括依次順序串聯的射頻 耦合器7、射頻開關l、射頻衰減器2、推動放大器3、功率放大器4和射頻耦合器8， 其特徵是所述射頻衰減器2的控制端連接嵌有比較器和模數轉換器的單片機9;射頻耦 合器7的輸出連接第一檢波器5，射頻耦合器8的輸出連接第二檢波器6;第一檢波器 5連接單片機中電壓比較器的輸入端，第二檢波器6輸出的信號連接單片機中模數轉換 器的輸入端；單片機9的輸出端還連接射頻開關1的控制端。
第一檢波器5輸出輸入信號包絡給單片機的電壓比較器和設定的電平比較後產生 同步信號，第一檢波器5選用對數檢波器，對數檢波器實時性好，產生的同步信號延 時小。單片機在下行工作時間採樣第二檢波器6的輸出信號，和設定的電平值做比較， 經過單片機中算法產生控制射頻衰減器2的信號，經過一定的循環後使得功率放大器 的輸出保持在設定的電平上，誤差小於0.5dB，第二檢波器6採用均值檢波器，均值 檢波器對不同峰均比的信號採樣的值誤差小，這樣就能使得WLAN， WIMAX等不同 調製方式信號都能控制在設定的電平值上，誤差小。
本裝置選擇單片機(包含電壓比較器，模數轉換器A/D)來實現閉環自動電平控制，
其成本低，且使用軟體來實現算法，其精度高，易控制穩定，且方便修改延時參數，以 達到快速或慢速閉環。 本裝置的優點在於
本裝置可以用於WLAN雙向放大器，WIMAX雙向放大器，TD-SCDMA幹放， TD-SCDMA直放站等設備的閉環自動電平控制。
1、 閉環自動電平控制的誤差小於0.5dB且穩定。
2、 僅需要調整單片機中算法的參數和選用不同頻段的器件就可以適用不同模式的 TDD信號。
3、 TOD模式無線網絡優化設備直接根據模擬信號檢波，不需要基帶處理設備，用 單片機就能實現閉環自動電平控制，成本低。


圖1是本發明的電路原理框圖
射頻開關l、射頻衰減器2、推動放大器3、功率放大器4、第一檢波器5、第二檢 波器6、射頻耦合器7、射頻耦合器8、單片機9。 圖2是本發明的例1電路簡圖
具體實施方式
以下結合附圖與具體實施方式
對本發明做進一步說明。
用於TDD模式通信系統的閉環自動電平控制裝置，包括依次順序串聯的射頻耦合 器7、射頻開關l、射頻衰減器2、推動放大器3、功率放大器4和射頻耦合器8，其特 徵是所述射頻衰減器2的控制端連接嵌有電壓比較器和模數轉換器的單片機9;射頻耦 合器7的輸出連接第一檢波器5,射頻耦合器8的輸出連接第二檢波器6:第一檢波器 5連接單片機中電壓比較器的輸入端,第二檢波器6輸出的信號連接單片機中模數轉換 器的輸入端；單片機9的輸出端還連接射頻開關1的控制端。
第一檢波器5輸出輸入信號包絡給單片機的電壓比較器和設定的電平比較後產生 同步信號，第一檢波器5選用對數檢波器，對數檢波器實時性好，產生的同步信號延 時小。單片機在下行工作時間採樣第二檢波器6的輸出信號，和設定的電平值比較， 經過單片機中算法產生控制射頻衰減器2的信號，經過一定的循環後使得功率放大器的輸出保持在設定的電平上，誤差小於0.5dB，第二檢波器6採用均值檢波器，均值 檢波器對不同峰均比的信號採樣的值誤差小，這樣就能使得WLAN， WIMAX等不同 調製方式信號都能控制在設定的電平值上，誤差小。
第一檢波器5先檢測輸入信號，提取出信號包絡給單片機中電壓比較器，和設定 的電壓值比較得出同步信號時序；再由第二檢波器6檢測輸出信號電平給單片機中模 數轉換器；單片機中模數轉換器採樣輸出檢波信號，判斷下行信號電平；然後由單片 機來控制鏈路中射頻衰減器的狀態來實現穩定的閉環自動電平控制； 例1，用於2.4GHzWLAN雙向放大器下行鏈路的閉環自動電平控制，控制輸出為0.5W
可選下列器件
射頻開關l:可選Skyworks的AS169-73 數控射頻衰減器2:可選Hittite的HMC306 推動放大器3:可選WJ的AH1 功率放大器4:可選富士通的FLU35ZM 檢波器5:可選Maxim的MAX4003EUA 檢波器6:可選ADI的ADL5501 射頻耦合器7:可選微帶耦合器 射頻耦合器8:可選微帶耦合器
單片機(包含電壓比較器、模數轉換器A/D) 9:可選Microchip的PIC16F88 例2，用於2.5GHzWIMAX雙向放大器下行鏈路的閉環自動電平控制，控制輸出為1W。 可選下列器件-
射頻開關1:可選Skyworks的AS169-73 數控射頻衰減器2:可選Hittite的HMC306 推動放大器3:可選ASB的ASX423 功率放大器4:可選富士通的FLL120MK 檢波器5:可選Maxim的MAX4003EUA 檢波器6:可選ADI的ADL5501 射頻耦合器7:可選微帶耦合器 射頻耦合器8:可選微帶耦合器
單片機(包含電壓比較器、模數轉換器A/D) 9:可選Microchip的PIC16F88
權利要求1、一種用於TDD模式通信系統的閉環自動電平控制裝置，其特徵是包括依次順序串聯的射頻耦合器(7)、射頻開關(1)、射頻衰減器(2)、推動放大器(3)、功率放大器(4)和射頻耦合器(8)，所述射頻衰減器(2)的控制端連接嵌有電壓比較器和模數轉換器的單片機(9)；射頻耦合器(7)的輸出連接第一檢波器(5)，射頻耦合器(8)的輸出連接第二檢波器(6)；第一檢波器(5)連接單片機中電壓比較器的輸入端，第二檢波器(6)輸出的信號連接單片機中模數轉換器的輸入端；單片機(9)的輸出端還連接射頻開關(1)的控制端。
2、 根據權利要求1所述的用於TDD模式通信系統的閉環自動電平控制裝置，其 特徵是所述第一檢波器(5)是對數檢波器；所述第一檢波器(6)是均值檢波器。
3、 根據權利要求1或2所述的用於TDD模式通信系統的閉環自動電平控制裝置, 其特徵是所述射頻衰減器(2)是射頻數控衰減器。
專利摘要用於TDD模式通信系統的閉環自動電平控制裝置，屬於無線通信領域，包括依次順序串聯的射頻耦合器(7)、射頻開關(1)、射頻衰減器(2)、推動放大器(3)、功率放大器(4)和射頻耦合器(8)，其特徵是所述射頻衰減器(2)的控制端連接嵌有電壓比較器和模數轉換器的單片機(9)；射頻耦合器(7、8)的輸出分別連接檢波器(5、6)；檢波器(5)連接單片機中電壓比較器的輸入端，檢波器(6)輸出的信號連接單片機中模數轉換器的輸入端；單片機(9)的輸出端還連接射頻開關(1)的控制端。本裝置閉環自動電平控制的誤差小、穩定；可以適用不同模式的TDD信號；成本低。
文檔編號H04B7/005GK201188612SQ20082003304
公開日2009年1月28日 申請日期2008年3月19日 優先權日2008年3月19日
發明者姚雄生, 寧志明, 徐文虎, 朱曉維, 梁中平, 趙嘉寧, 逄型棟 申請人:南京東大寬帶通信技術有限公司