一種用於實現td－scdma系統盲區覆蓋的幹線放大器的製作方法

2023-07-10 00:53:36 2

專利名稱：一種用於實現td－scdma系統盲區覆蓋的幹線放大器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於實現移動通信系統盲區覆蓋的幹線放大器，尤其涉及用於實現TD-SCDMA系統中盲區覆蓋的幹線放大器。
背景技術：
在移動通信領域中，TD-SCDMA(時分同步碼分多址)技術融合了TDD(Time Division Duplex，時分復用)、智能天線、同步CDMA、軟體無線電等先進技術，成為第三代國際移動通信的標準之一。在應用TD-SCDMA系統進行組網時，也會碰到通信盲區問題，因為在信號的傳播過程中，經常會遇到阻擋物，如建築物、山脈、各種複雜地形等，在阻擋物的背面以及各種地下建築物的內部，如地下商場、地鐵、隧道中，由於信號不能覆蓋產生通信盲區。架設更多的基站可以解決盲區問題，但架設基站成本太高，而且有些地方不適合建機房與鐵塔，所以直放站的選用就有重要意義。
圖1表示的是直放站在移動通信系統中的應用示意圖。直放站是該系統中不可缺少的一部分，主要完成基站和終端之間無線信號的變頻轉發任務。施主天線直接接收的基站信號，通過直放站放大後用重發天線覆蓋盲區。
現在，在SCDMA系統中，除了基站外，解決盲區覆蓋的方案中只有直放站可以選用。但是在實際應用中，僅採用直放站很難解決大規模室內覆蓋系統的要求。因為大功率功放的價格昂貴，直放站的輸出功率有限，而且經過多次功分器與耦合器，以及很長電纜的損耗，一個直放站只能帶6～8個重發天線，否則天線埠輸出功率很低，難以達到覆蓋要求。
這樣就需要有一種幹線放大器在覆蓋系統的末端進行信號的放大，來抵消饋線及耦合器的損耗，重新得到功率，增加直放站的覆蓋面積。

發明內容
本發明的目的是提供一種幹線放大器，該幹線放大器應用於TD-SCDMA移動通信系統中，能夠配合直放站實現盲區覆蓋。
本發明的幹線放大器包括一個射頻模塊，其包括環形器，用於下行信號處理的數調衰減器、預放單元、功放單元及功放檢波器；以及用於處理上行信號的低噪聲放大器、中放單元及數調衰減器；一個基帶模塊，其包括A/D轉換單元，DSP(數位訊號處理器)單元及CPLD(複雜可編程邏輯器)單元；以及輸入饋線及輸出饋線；其中，輸入饋線為射頻模塊及基帶模塊提供電源；其中，射頻模塊中的輸入信號經檢波器後的電壓信號及功放輸出經檢波器後的電壓信號經基帶模塊處理，由基帶模塊的CPLD單元輸出射頻收發鏈路需要的時序控制信號，控制射頻通道收發時序，還輸出增益控制信號調節射頻模塊中數調衰減器的衰減值。
優選地，射頻模塊還包括連接在預放單元與功放單元之間的ALC(自動電平控制)單元。
優選地，所述輸入和輸出饋線為射頻電纜。
本發明提供的幹線放大器，應用於TD-SCDMA移動通信系統中，能夠配合直放站實現盲區覆蓋，不僅實現了更好的信號覆蓋效果，並且能夠大大減少直放站的數量，節約成本，同時降低了網絡規劃的難度。利用上下行增益自動可調技術，有效解決了上下行平衡問題。並且，本發明的幹線放大器採用了ALC(自動電平控制)技術、AGC(自動增益控制)技術，能夠保護功放並保持輸出功率恆定，這樣不僅使得其工作狀態穩定，並且延長了設備的使用壽命。


結合附圖閱讀以下的詳細說明，本發明的目的、特徵和優點會變得顯而易見。附圖中
圖1為直放站在室內覆蓋系統中的典型應用示意圖；圖2為本發明幹線放大器具體實施方式
的結構示意圖；圖3為圖2中本發明幹線放大器的射頻電路結構框圖；圖4為圖2中本發明幹線放大器的基帶模塊結構框圖。
具體實施例方式
如圖2所示，本發明的幹線放大器包括射頻模塊1、基帶模塊2、輸入饋線3、輸出饋線4，其中輸入饋線3為射頻模塊1和基帶模塊2提供電源，射頻模塊1為基帶模塊2提供輸入檢波信號及功放檢波信號，基帶模塊2根據所述輸入檢波信號為射頻模塊1提供時序控制信號並根據功放檢波信號提供增益控制信號。
圖3為圖2中本發明幹線放大器的射頻模塊電路結構框圖。其中，採用環行器101、106作為上下行射頻通道的射頻雙工器。與環形器相連的輸入輸出饋線3、4採用射頻電纜。所述射頻模塊1採用同步開關射頻通道技術，使幹線放大器的射頻通道上下行時序保持和直放站以及基站同步。儘管可以直接利用接收到的射頻信號來產生TDD時序來實現同步，但這種方法可靠性不強，這是因為該方法依賴於接收信號的幅度，如果有幹擾信號或者系統內用戶的登陸信號過大，都有可能產生錯誤的TDD時序。
射頻模塊中，輸入饋線3傳輸的直放站下行信號經環形器101處理分離為兩部分，一部分經輸入信號檢波器111分解出同步檢波信號，該信號用於控制射頻模塊1及基帶模塊2與直放站及基站同步。另一部分下行信號處理流程為下行信號經過數調衰減器102得到經調整的通道增益，經由預放單元103、ALC(自動電平控制)單元104、及功放單元105處理後，輸出具有恆定放大功率的信號，經環形器106後發出。
其中，經預放的下行信號經ALC單元104進行自動電平控制。自動電平控制為由電路設定一個比較門限，當該點功率大於設定值(一般是足以引起功放損壞的幹擾脈衝電平)，ALC單元進行控制處理，將功率鉗位在一個較低水平，保護價格比較昂貴的功放單元；
其中，增益調節是由基帶模塊2控制，增益調節控制的實現過程是射頻模塊1中的功放輸出信號輸入到功率檢波器110，經功率檢波器110處理的信號輸入到基帶模塊A/D(模數轉換)單元201(見圖4)，經模數轉換後和標準功率對應的值相比較，來判斷當前功率值是偏大還是偏小，進而調整數調衰減器102的值。
上行信號則經過低造放(低噪聲放大器)單元107、中放單元108和數調衰減器109，從環行器101輸出。同樣，增益控制信號對數調衰減器109進行調節。
由以上所述可知，所述射頻模塊1採用了自動增益控制。一般放大器的增益都會隨著溫度的變化而變化，進行這種自動增益控制以後，功放輸出功率將不隨環境溫度而變化，使幹線放大器能夠穩定可靠的工作。同時，自動增益控制還使得射頻模塊上下行增益自動可調，能有效地解決上下行平衡問題。當然，也可以做成上下行不平衡，這樣作可以減小對直放站或者基站的噪聲幹擾，但是這樣必然改變了原來系統中的鏈路預算平衡，使終端的發射功率增大，耗電量增加，如果上下行嚴重不平衡，終端發射功率最大時也達不到原來的覆蓋距離，當然這種用法可以在不追求覆蓋距離，即覆蓋區域比較小的情況下採用。保持鏈路平衡，也可以使上下行增益固定，但是這樣射頻通道的增益會隨著溫度而變化，同時接收到的信號功率也可能發生變化，這時輸出功率就會改變，覆蓋效果將會受到影響。因此，採用本發明的幹線放大器進行自動增益控制，可以保證輸出功率穩定。
圖4為圖2中本發明幹線放大器的基帶模塊結構框圖。
基帶模塊包括A/D轉換器(模數轉換器)201、DSP(Digital SignalProcessing數位訊號處理器)202、CPLD(Complex Programmable LogicDevices複雜可編程邏輯器件)203，其中A/D轉換器201將同步檢波器111、功率檢波器110輸出的信號進行模數轉換為數位訊號，送到DSP202中進行處理。
CPLD204根據DSP202的輸出信號產生射頻通道所需的各種時序開關信號TCS，同時產生數調衰減器的控制信號GCS。
由於SCDMA系統中，下行信號在其時隙內也不是相同功率，這樣需要DSP根據同步時序信號，在相應點進行功率採樣，來進行增益調整的策略，同時提供上行鏈路的增益控制。
利用本發明幹線放大器，並結合直放站，可以在保證同樣覆蓋範圍的情況下減少直放站的數量，大大節約了成本，同時降低了網絡規劃的難度。
權利要求
1.一種實現TD-SCDMA系統中盲區覆蓋的幹線放大器，其特徵在於，該幹線放大器包括一個射頻模塊(1)，其包括環形器(101、106)，輸入信號檢波器(111)，用於下行信號處理的數調衰減器(102)、預放單元(103)、功放單元(105)及功放檢波器(110)；以及用於上行信號處理的低噪聲放大器(107)、中放單元(108)及數調衰減器(109)；一個基帶模塊(2)，其包括A/D轉換單元(201)，DSP單元(201)及CPLD(203)單元；以及與射頻模塊(1)通訊的輸入饋線(3)及輸出饋線(4)；其中，輸入饋線(3)為射頻模塊(1)及基帶模塊(2)提供電源；其中，射頻模塊(1)中的輸入信號的檢波信號及功率檢波器(110)的輸出信號經基帶模塊(2)處理，基帶模塊(2)的CPLD單元(204)輸出時序控制信號(TCS)來控制射頻收發鏈路的收發時序，以及輸出增益控制信號(GCS)以調節射頻模塊中數調衰減器的衰減值。
2.如權利要求1所述的幹線放大器，其特徵在於，射頻模塊(1)還包括連接在預放單元(103)與功放單元(105)之間的ALC單元(104)。
3.如權利要求1所述的幹線放大器，其特徵在於，所述輸入饋線(3)和輸出饋線(4)為射頻電纜。
全文摘要
本發明公開了一種實現TD－SCDMA系統中盲區覆蓋的幹線放大器，該幹線放大器包括一個射頻模塊，包括用於上行及下行信號的環形器(101、106)，輸入信號檢波器(111)，用於下行信號處理的數調衰減器(102)、預放單元(103)、功放單元(105)及功放檢波器(110)；以及用於上行信號處理的低噪聲放大器(107)、中放單元(108)及數調衰減器(109)；一個基帶模塊，其包括A/D轉換單元(202)，DSP單元(203)及CPLD(204)單元；以及輸入饋線(3)及輸出饋線(4)。利用該幹線放大器結合直放站可以在保證同樣覆蓋範圍的情況下減少直放站的數量，大大節約了成本，同時降低了網絡規劃的難度。
文檔編號H04B7/26GK1756122SQ20041008056
公開日2006年4月5日 申請日期2004年9月28日 優先權日2004年9月28日
發明者呂建峰, 陳肇雄 申請人:北京信威通信技術股份有限公司