CN100512504C - 一种实现td_scdma射频收发模块中上下行时分切换管理的方法 - Google Patents

一种实现td_scdma射频收发模块中上下行时分切换管理的方法 Download PDF

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一种实现TD-SCDMA射频收发模块中上下行时分切换管理的方法，根据上位机控制信号、模块的正常工作状态信号以及功率放大器的栅极电压状态信号，经过逻辑运算，完成模块上下行电源的以及收发射频开关的切换。特别是利用功率放大器的栅极电压状态信号来参与控制上行链路电源的切换以及射频收发开关的切换，这样绝对保证了只要功率放大器处在开启状态，上行链路电源就不开启以及射频收发开关打向负载一侧，保证了上行链路的绝对安全。此外，模块的非正常工作状态如过温、过流信号也参与了上下行电源的控制，这样可以避免在非正常工作状态下损坏模块。

Description

一种实现TD_SCDMA射频收发模块中上下行时分切换管理的方法
技术领域
本发明涉及一种用于实现TD-SCDMA系统中功率放大器-低噪放收发一体化模块中上下行时分切换管理的方法，同时也适用于其它时分双工(TDD)系统的收发一体化模块。
背景技术
众所周知，目前的TD-SCDMA系统是一个时分双工(TDD)的系统。就目前TD-SCDMA射频拉远系统中的射频功放-低噪放一体化模块应用来讲，由于是TDD的工作模式，在下行时隙只打开功放下行链路的电源，而关闭低噪放上行链路的电源；在上行时隙只打开低噪放上行链路的电源。而关闭功放下行链路的电源，这样不仅可以增加整个模块的效率，而且极大的增加了上下行通道的隔离度。此外，由于TD-SCDMA射频拉远系统中的射频功放-低噪放一体化模块下行的输出和上行的输入是共用一个射频接口，上下行是通过一个环行器和一个单刀双掷的射频开关来进行隔离，开关的控制信号对于保证在下行时隙低噪放的安全是至关重要的。综合上述可知，用于TD-SCDMA系统的功放低噪放一体化模块需要有一个可靠的上下行时分切换管理方法，使得在上下行高速的切换中，能绝对保证模块安全稳定的工作。
发明内容
本发明的目的为了保证TD-SCDMA系统的功率放大器-低噪放一体化模块在上下行高速的切换中能安全稳定地工作，而提供一种实现TD-SCDMA射频功率放大器-低噪放收发一体化模块中上下行时分切换管理方法，使得模块在上下行高速的切换工作中，始终安全可靠。
本发明的技术方案为：根据上位机控制信号、模块的非正常工作状态信号以及功率放大器偏置点的状态，经过合理的逻辑运算，来决定是否开启低噪放上行电源以及收发射频开关的指向。
本发明的原理是：功率放大器的开启以及关闭可以通过改变其栅极电压来完成，栅极电压可以表征功率放大器的开启状态。因此，对功率放大器的栅极电压进行处理就可以作为一体化模块切换的控制量；收发一体化模块的非正常工作状态，诸如过流与过温都可以用TTL电平来表征，因此，这些非正常工作的状态也可以作为一体化模块切换的控制量。综合上述，对模块外的控制信号、模块的非正常工作状态信号以及功率放大器偏置点的状态进行合理的处理，对上下行的电源切换以及射频开关进行控制，射频收发一体化模块就可以实现一个稳定可靠的时分切换控制。
一种实现TD-SCDMA射频收发模块中上下行时分切换管理的方法，在下行时隙只打开功率放大器下行链路的电源，而关闭低噪放上行链路的电源；在上行时隙只打开低噪放上行链路的电源，而关闭功率放大器下行链路的电源，上下行射频信号的切换是通过一个环行器和一个单刀双掷的射频开关来进行隔离，其特征在于：模块上下行电源切换和收发射频开关切换的控制信号要根据上位机控制信号、模块工作状态信号以及功率放大器的栅极电压状态信号，经过逻辑运算来完成。
所述的模块上下行电源切换和收发射频开关切换的控制信号要根据上位机控制信号、模块工作状态信号以及功率放大器的栅极电压状态信号，经过逻辑运算来完成，具体作法如下：上位机对功率放大器控制信号Vpa设为高电平、低电平二种，Vpa为低电平时，打开功率放大器电源，否则关闭功率放大器电源；上位机对于低噪放控制信号V1na设为高电平、低电平二种，V1na为低电平时，要求低噪放电源打开，否则低噪放电源关闭；模块工作状态信号Vd设为高电平、低电平二种，Vd为高电平时，表明模块处在过温或者过流的非正常工作状态，关闭模块上下行电源，Vd为低电平时，模块为正常工作状态，不影响模块的上下行工作；功率放大器的栅极电压状态信号V2设为高电平、低电平二种，当V2为高电平表示栅极电压为标称值，功率放大器正常工作，否则表明功率放大器关闭。上行电源的开关控制信号V3由V1na、V2以及Vd来控制，只有V1na、V2以及Vd都为低电平时，才打开上行链路电源；射频收发开关控制信号Vs由V1na和V2来控制，当V1na和V2都为低电平时，Vs也为低电平，射频开关打向接收一边，否则射频开关打向发射一边；上行电源的开启以及射频开关的切换都要受到功率放大器实际工作状态信息V2的影响，这就绝对避免了在功率放大器开启的时候打开低噪放和射频开关打向低噪放一端的可能性。
TD-SCDMA射频拉远单元中一体化模块中时分切换控制电路的具体工作机理如下：在发射时隙，下行链路通过上位机的控制信号，打开下行链路的电源，此时功率放大器栅极电压为高电平，将栅极电压经过合理的逻辑运算，使得上行链路的电源关闭以及收发开关打向发射一端。在上行时隙，上行链路电源以及射频收发开关的控制信号除了受上位机控制信号的影响外，还受功率放大器栅极电平的影响，只有功率放大器关闭后，即功率放大器栅极电平为低时，上行链路电源才打开，射频收发开关才打向接收端。
该时分切换控制方法的优点主要表现在以下几个方面：
(一)上行电源的开启状态要受功率放大器栅极电压的影响，这样绝对避免了功率放大器开启时，打开上行电源的可能性。
(二)射频收发开关的指向也要受功率放大器栅极电压的控制，这样绝对避免了功率放大器开启时，收发开关打向低噪放一端的可能性，进而可以绝对避免天线口开路时损坏低噪声放大器的可能性。
(三)上下行电源的控制以及射频收发开关的控制都要受模块本身状态信息的影响，如过流和过温时都可以关闭上下行电源，这样可以保护模块不被损坏。
附图说明
图1为时分切换控制电路在TD-SCDMA射频拉远单元功率放大器-低噪放一体化模块中的应用原理图。
图2a为时分切换控制电路的下行链路电路原理图。
图2b为时分切换控制电路的上行链路电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
为时分切换控制电路在TD-SCDMA射频拉远单元功率放大器-低噪放一体化模块中的应用原理图如图1所示，时分切换控制电路的输入量为一体化模块与上位机的电源接口、控制信号接口以及模块工作状态的检测信号。在下行时隙，下行链路电源开启，上行链路电源关闭，功率放大器PA工作，此时射频开关收发开关打向TX端。如果天线口(Antenna)开路，此时会有大功率的信号反射到TX端，并被负载所吸收，鉴于开关高的隔离度，此时RX端只有很小的信号输出，这样不会损坏低噪放LNA。在上行时隙，上行链路电源关闭而下行链路电源关闭，功率放大器PA不工作，射频开关SPDT打向RX端，信号由天线口(Antenna)输入，从RX端输出，经由低噪声放大器放大输出。
时分切换控制电路的电路原理图如图2a、图2b所示，各参量的定义如下：(1)Vpa为上位机对于功率放大器的开关控制信号，Vpa为低电平时，要求功率放大器打开。(2)Vd为模块状态检测控制信号，Vd为高电平时，表明模块处在如过温或者过流的非正常工作状态。(3)V1为下行链路的控制信号，其控制功率放大器栅极电压以及下行链路驱动放大器的切换开关。V1为低电平时，功率放大器以及驱动放大器工作。(4)Vref为比较器的一个参考电压，它的取值要根据功率放大器具体的栅极电压大小来确定。(5)V2为栅极电压状态控制信号，V2为高电平表示栅极电压为标称值，功率放大器正常工作。(6)V1na为上位机对于底噪放上行链路的开关控制信号，V1na为低电平时，要求低噪放电源打开。(7)V3为上行链路电源的控制信号，它控制上行链路电源的切换开关，V3为低电平时，上行链路电源接通。(8)Vs为射频收发开关的控制信号，Vs为低电平时，射频开关打向接收一边。
时分切换控制电路的具体工作过程如下：在下行时隙，由上位机给的控制信号Vpa为低电平，如果模块的状态正常，Vd为低电平，使得V1为低电平，此时下行链路工作。而此时V2为高电平，无论V1na的状态，V3与Vs为高电平，使得上行链路的电源关闭以及射频收发开关打向负载一测。在上行时隙，由上位机给的控制信号Vpa为低电平，如果模块的状态正常，Vd为低电平，由于上行链路的电源控制信号V3以及射频开关的控制信号Vs还与功率放大器栅极电压的状态控制信号V2有关，即便是V1na、Vd为低，只要功率放大器还工作既V2为高电平，上行链路电源就不打开，射频开关就不打向接收一边，这样可以保证即使在外界控制信号有错误的情况下，也可以保证模块的绝对安全。如果在模块工作的过程中，出现了过流以及过温的非正常状态，即Vd为高电平时，都会使得上下行电源关闭，这样也可以保证模块的非正常工作状态的情况下被损坏。

Claims (1)

1、一种实现TD-SCDMA射频收发模块中上下行时分切换管理的方法，在下行时隙只打开功率放大器下行链路的电源，而关闭低噪放上行链路的电源；在上行时隙只打开低噪放上行链路的电源，而关闭功率放大器下行链路的电源，上下行射频信号的切换是通过环行器和一个单刀双掷的射频开关来进行的，其特征在于：模块上下行电源切换和收发射频开关切换的控制信号要根据上位机控制信号、模块工作状态信号以及功率放大器的栅极电压状态信号，经过逻辑运算来完成，具体作法如下：上位机对功率放大器控制信号Vpa设为高电平、低电平二种，Vpa为低电平时，打开功率放大器电源，否则关闭功率放大器电源；上位机对于低噪放控制信号V1na设为高电平、低电平二种，V1na为低电平时，要求低噪放电源打开，否则低噪放电源关闭；模块工作状态信号Vd设为高电平、低电平二种，Vd为高电平时，表明模块处在过温或者过流的非正常工作状态，关闭模块上下行电源，Vd为低电平时，模块为正常工作状态；功率放大器的栅极电压状态信号V2设为高电平、低电平二种，当V2为高电平表示栅极电压为标称值，功率放大器正常工作，否则表明功率放大器关闭；上行电源的开关控制信号V3由V1na、V2以及Vd来控制，只有V1na、V2以及Vd都为低电平时，才打开上行链路电源；射频收发开关控制信号Vs由V1na和V2来控制，当V1na和V2都为低电平时，Vs也为低电平，射频开关打向接收一边，否则射频开关打向发射一边。
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