CN101471723B

CN101471723B - 一种用于时分双工系统的双向动态放大方法及装置

Info

Publication number: CN101471723B
Application number: CN200710303870A
Authority: CN
Inventors: 赵振江; 闫岩; 程皓; 王文申; 马槐楠
Original assignee: BEIJING LANGBO XINWEI TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING LANGBO XINWEI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: CN101471723A

Abstract

本发明提供了一种用于时分双工系统的双向动态放大方法及装置，其中，双向动态放大方法包括以下步骤：工作状态控制装置检测用户端和局端两个方向的射频信号，与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而输出逻辑控制信号来控制双向动态放大装置，使双向动态放大装置处于其中一种工作状态；双向动态放大装置的工作状态包括空闲状态、下行支路放大状态和上行支路放大状态，在空闲状态，上行支路和下行支路均不提供射频信号放大功能，在下行支路放大状态，仅下行支路提供射频信号放大功能，在上行支路放大状态，仅上行支路提供射频信号放大功能，采用本发明能够根据随机接入的上下行信号，动态的获取收发同步和实现双向动态放大。

Description

一种用于时分双工系统的双向动态放大方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种用于时分双工系统的双向动态放大方法及装置。

背景技术

在无线通信系统中，无线通信系统设备间的通信是在射频频段内通过无线空间或有线电缆传输实现的。由于射频信号在空间传播路径的损耗或电缆的损耗，使得互连无线设备的通信距离局限在一定的范围内。为了增加通信距离同时增大覆盖范围，可以在互连设备间使用射频信号双向放大装置。

无线通信系统的双工方式主要可分为频分双工(FDD，Frequency Division Duplex)和时分双工(TDD，Time Division Duplex)两种。双向放大装置一般采用与其系统一致的双工方式，对于FDD系统，双向放大装置通过其内的两个频分双工单元将具有不同频率的上下行支路信号送到两个放大单元分别实现放大，放大单元无需根据信号输入方向进行同步的控制；而在TDD系统中，由于上下行支路采用同一频率，两个放大支路不能同时处于放大状态，所以需要对双向放大装置的两个放大支路的状态进行控制，当下行支路有信号时，此方向放大单元工作于放大状态，而另一支路放大单元处于关闭状态；反之亦然。这样就要求双向放大装置的工作状态要根据支路信号的收发状况作动态调整。针对以TDD方式工作的TD-SCDMA系统，专利03145982.X和200510090189.9提供了两种双向放大装置及其与基站同步的方法。其中，专利03145982.X采用了一个完整的接收单元来接收基站发送的无线信号，从而提取出上下支路的同步信号，进而完成对双向放大装置的同步控制，此方法适用于终端的发射时间完全由基站确定的系统；而专利200510090189.9使用一个耦合单元耦合来自基站的射频信号，并对耦合的射频信号进行检波而得到随射频功率变化的电压信号，然后采用比较单元比较所述电压信号与参考电压信号而得到射频指示信号，最后通过信号处理单元发出控制逻辑，此方法是利用了TDS-SCDMA系统中特殊的时隙结构，仅适用于TD-SCDMA系统。对于同样以TDD方式工作的IEEE802.11x系统，由于其接入方式为CSMA/CS(载波侦听多路接入/冲突避免)，每个终端的发射时间完全由终端自身根据信道空闲与否来决定，且接入点(AccessPoint)并没有固定的发射时间，所以不能仅通过检测接入点的信号而获取同步。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种适用于时分双工系统，能够根据信号输入方向和大小实现双向动态放大的方法和装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于时分双工系统的双向动态放大装置，包括下行支路，上行支路，第一开关单元和第二开关单元；所述下行支路用于完成从局端到用户端方向的射频信号的放大，所述上行支路用于完成从用户端到局端方向的射频信号的放大，所述第一开关单元设置在靠近局端一侧，所述第二开关单元设置在靠近用户端一侧；

其特征在于，所述第一开关单元用于所述上行支路和下行支路的开关切换，所述第二开关单元用于所述上行支路和下行支路的开关切换；所述双向动态放大装置还包括工作状态控制装置，所述工作状态控制装置用于检测来自用户端和局端两个方向的射频信号，将所检测的射频信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而输出逻辑控制信号来控制所述双向动态放大装置，使所述双向动态放大装置处于其中一种工作状态；所述双向动态放大装置的工作状态包括空闲状态、上行支路放大状态和下行支路放大状态，在所述空闲状态，上行支路和下行支路均不提供射频信号放大功能，在所述下行支路放大状态，所述下行支路提供射频信号放大功能而所述上行支路不提供射频信号放大功能，在所述上行支路放大状态，所述上行支路提供射频信号放大功能而所述下行支路不提供射频信号放大功能。

进一步地，所述下行支路包括第一射频放大器和第一射频单元；所述上行支路包括第二射频放大器和第二射频单元；所述工作状态控制装置包括上行支路信号检测装置、下行信号检测装置和逻辑控制单元，所述上行支路信号检测装置设置在上行支路的第二射频放大器和第二射频单元之间，用于从上行支路提取射频信号，经滤波、检波后转化为电压信号，再将所述电压信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制单元输出逻辑电平，所述下行支路信号检测装置设置在下行支路的第一射频放大器和第一射频单元之间，用于从下行支路提取射频信号，经滤波、检波后转化为电压信号，再将所述电压信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制单元输出逻辑电平，所述逻辑控制单元根据接收自上行支路信号检测装置和下行支路信号检测装置的逻辑电平，分别向所述第一开关单元、下行支路第一射频放大器、下行支路第一射频单元、第二开关单元、上行支路第二射频放大器、上行支路第二射频单元发出逻辑控制信号。

进一步地，所述下行支路信号检测装置包括第一耦合单元、第一检波单元和第一比较单元；所述上行支路信号检测装置包括第二耦合单元、第二检波单元和第二比较单元；

其中，所述第一耦合单元用于将所述下行支路第一射频放大器发送来的射频信号耦合到所述第一检波单元，所述第一检波单元用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压并输入到所述第一比较单元，所述第一比较单元中设置有开启检测门限和关闭检测门限，用于将输入的模拟电压与所述开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制单元输出高或低电平；

所述第二耦合单元用于将所述上行支路第二射频放大器发送来的射频信号耦合到所述第二检波单元，所述第二检波单元用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压并输入到所述第二比较单元，所述第二比较单元中设置有开启检测门限和关闭检测门限，用于将输入的模拟电压与所述开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制单元输出高或低电平；

所述逻辑控制单元用于根据所述第一比较单元和第二比较单元输出的高或低电平，给出控制所述第一开关单元和所述第二开关单元选通射频信号通路的信号以及控制所述上下行支路工作状态的逻辑信号。

进一步地，所述第一比较单元和第二比较单元均为迟滞型比较单元。

进一步地，所述第一开关单元和第二开关单元均为单刀双掷射频开关。

进一步地，所述双向动态放大装置进一步包括第一射频滤波单元和第二射频滤波单元；所述第一射频滤波单元被连接在所述第一开关单元的局端一侧，用于滤除来自局端一侧的带外干扰，所述第二射频滤波单元被连接在所述第二开关单元的用户端一侧，用于滤除来自用户端一侧的带外干扰。

一种用于时分双工系统的双向动态放大方法，所述方法是通过本发明所提供的双向动态放大装置来实现的，其特征在于，所述双向动态放大方法包括以下步骤：

所述工作状态控制装置检测用户端和局端两个方向的射频信号，与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而输出逻辑控制信号来控制所述双向动态放大装置，使所述双向动态放大装置处于其中一种工作状态；所述双向动态放大装置的工作状态包括空闲状态、下行支路放大状态和上行支路放大状态，在所述空闲状态，上行支路和下行支路均不提供射频信号放大功能，在所述下行支路放大状态，所述下行支路提供射频信号放大功能而所述上行支路不提供射频信号放大功能，在所述上行支路放大状态，所述上行支路提供射频信号放大功能而所述下行支路不提供射频信号放大功能。

其中，所述下行支路包括从局端到用户端方向依次连接的第一射频放大器和第一射频单元；所述上行支路包括从用户端到局端方向依次连接的第二射频放大器和第二射频单元；所述工作状态控制装置包括第一耦合单元、第一检波单元和第一比较单元、第二耦合单元、第二检波单元、第二比较单元和逻辑控制单元；所述时分双工系统的双向动态放大方法被进一步细化为包括以下步骤：

所述双向动态放大装置加电，进入空闲状态；

第一检波单元检测来自局端的射频信号功率，并与第一比较单元的开启判决门限电压比较；同时，第二检波单元检测来自用户端的射频信号功率，并与第二比较单元的开启判决门限电压比较；

如果下行链路有射频信号输入且功率超过下行的开启判决门限，则设定第一比较单元的输出为低，第二比较单元的输出为高，所述双向动态放大装置进入下行支路放大状态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入下行支路放大状态，则第二检波单元关闭，第二比较单元输出高电平，第一检波单元检测来自局端的射频信号功率，当射频信号功率小于第一比较单元的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；

如果上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，则设定第一比较单元的输出为高，第二比较单元的输出为低，所述双向动态放大装置进入上行支路放大状态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入上行支路放大状态，则第一检波单元关闭，第一比较单元输出高电平，第二检波单元检测来自用户端的射频信号功率，当射频信号功率小于第二比较单元的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；

如果上下行链路同时有射频信号输入且功率均超过各自开启判决门限，则设定第一比较单元的输出为低，同时第二比较单元的输出也为低，则所述逻辑控制单元仍然控制所述双向动态放大装置保持在空闲状态。

其中，如果下行链路有射频信号输入且功率超过下行的开启判决门限，也可以设定第一比较单元的输出为高，第二比较单元的输出为低，则所述双向动态放大装置的状态转移过程中，第一和第二比较单元的输出电压的高/低做相应调整；如果上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，也可以设定第一比较单元的输出为低，第二比较单元的输出为高，则所述双向动态放大装置的状态转移过程中，第一和第二比较单元的输出电压的高/低做相应调整。

本发明的双向动态放大方法及装置能够根据随机接入的上下行信号，动态的获取收发同步和实现双向动态放大，因此可以适用于IEEE802.11x系统中。本发明所提供的方法及装置同样可适用于其它以TDD方式工作的系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1为本发明用于时分双工系统的双向动态放大装置的原理框图；

图2为图1所示的双向动态放大装置的状态转移过程图；

图3为为本发明应用于IEEE802.11x系统的一个实施例中的模拟部分电路图；

图4为为本发明应用于IEEE802.11x系统的一个实施例中的比较和控制部分电路图；

图5(a)和图5(b)分别为本发明应用于IEEE802.11x系统的一个实施例中的下行支路和上行支路迟滞型比较器的电压传输特性图；

图6为本发明应用于IEEE802.11x系统的一个实施例中，当下行支路输入信号为-43dBm时，对数检波单元的输出电压图(VBW＝1.8MHz)；

图7为本发明应用于IEEE802.11x系统的一个实施例中的逻辑控制部分的状态转移图。

具体实施方式

如图1所示，在本发明的一个实施例中，用于时分双工系统的双向动态放大装置包括下行支路，上行支路，第一射频开关、第二射频开关和工作状态控制装置。

所述下行支路用于完成从局端到用户端方向的射频信号的放大，包括下行支路第一射频放大器11和第一射频单元12。所述上行支路用于完成从用户端到局端方向的射频信号的放大，包括上行支路第二射频放大器21和第二射频单元22。所述第一射频开关1设置在靠近局端一侧，用于所述上行支路和下行支路的开关切换，所述第二射频开关2设置在靠近用户端一侧，用于所述上行支路和下行支路的开关切换。

所述工作状态控制装置包括第一耦合器13、第一检波器14和第一比较器15、第二耦合器23、第二检波器24、第二比较器25和逻辑控制单元3。其中，第一耦合器13用于将下行支路第一射频放大器11发送来的射频信号耦合到第一检波器14，第一检波器14用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压并输入到第一比较器15，第一比较器15中设置有开启检测门限和关闭检测门限，用于将输入的模拟电压与所述开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向逻辑控制单元3输出高或低电平。第二耦合单元23用于将上行支路第二射频放大器21发送来的射频信号耦合到第二检波器24，第二检波器24用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压并输入到第二比较器25，第二比较器25中设置有开启检测门限和关闭检测门限，用于将输入的模拟电压与所述开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向逻辑控制单元3输出高或低电平。逻辑控制单元3用于根据第一比较器15和第二比较器25输出的高或低电平，给出控制第一射频开关1和第二射频开关2的选通射频信号通路的信号以及控制所述上下行支路工作状态的逻辑信号SW1、SW2、PA11_EN、PA12_EN、PA21_EN、PA22_EN，进而动态的控制所述的双向动态放大装置的工作状态。

双向动态放大装置根据输入信号的情况可工作在以下三种不同状态之一：空闲状态；上行支路放大状态；下行支路放大状态。

在空闲状态，第一射频开关1的0-1导通，下行支路第一射频放大器11打开，下行支路第一射频单元12关闭，同时，第二射频开关2的0-1导通，上行支路第二射频放大器21打开，上行支路第二射频单元22关闭。关闭下行支路第一射频单元12，可以为下行支路第一射频放大器11的输出和第二检波器24的输入提供一定的隔离，保证不会因局端信号的输入而导致第二检波器24的输出电压超过第二比较器25的开启电压，防止发生误判；同样地关闭上行支路第二射频单元22也有同样的作用。打开下行支路第一射频放大器11，可以放大局端的射频输入功率，从而提高该装置对局端输入信号的最低可检测功率；同样地打开上行支路第二射频放大器21也有同样的作用。

在下行支路放大状态，第一射频开关1的0-1导通，下行支路第一射频放大器11打开，下行支路第一射频单元12打开，同时，第二射频开关2的0-2支路导通，上行支路第二射频放大器21关闭，上行支路第二射频单元22关闭。

在上行支路放大状态，第一射频开关1的0-2导通，下行支路第一射频放大器11关闭，下行支路第一射频单元12关闭，同时，第二射频开关2的0-1支路导通，上行支路第二射频放大器21打开，上行支路第二射频单元22打开。

如图2所示，本发明的双向动态放大装置的状态转移过程如下：

双向动态放大装置加电，进入空闲状态；

第一检波器14检测来自局端的射频信号功率，并与第一比较器15的开启判决门限电压比较；同时，第二检波器24检测来自用户端的射频信号功率，并与第二比较器25的开启判决门限电压比较；

如果下行链路有射频信号输入且功率超过开启判决门限，则第一比较器15的输出为低，第二比较器25的输出为高，则所述双向动态放大装置进入下行支路放大状态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入下行支路放大状态，则第二检波器24关闭，第二比较器25输出高电平，第一检波器14检测来自局端的射频信号功率，当射频信号功率小于第一比较器15的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；

如果上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，则第一比较器15的输出为高，第二比较器25的输出为低，则所述双向动态放大装置进入上行支路放大状态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入上行支路放大状态，则第一检波器14关闭，第一比较器15输出高电平，第二检波器24检测来自用户端的射频信号功率，当射频信号功率小于第二比较器25的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；

如果上下行链路同时有射频信号输入且功率均超过各自开启判决门限，则如果第一比较器15的输出为低，同时第二比较器25的输出也为低，则逻辑控制单元3仍然控制所述双向动态放大装置保持在空闲状态。

其中，如果下行链路有射频信号输入且功率超过下行的开启判决门限，也可以设定第一比较器15的输出为高，第二比较器25的输出为低，则所述双向动态放大装置的状态转移过程中，第一比较器15和第二比较器25的输出电压的高/低做相应调整；如果上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，也可以设定第一比较器15的输出为低，第二比较器25的输出为高，则所述双向动态放大装置的状态转移过程中，第一比较器15和第二比较器25的输出电压的高/低做相应调整。

从以上描述可见，本发明所提供的双向放大装置在起始时首先处于空闲状态，以检测两个方向的射频信号；一旦某方向输入的射频信号的功率超过开启检测阈值，则设置到该方向的放大状态，以达到动态放大该方向射频信号的目的；在该方向射频信号传完，输入射频信号功率小于关闭检测阈值后，返回空闲状态，继续检测两个方向的射频信号。特别地，当两个方向同时有射频信号输入时，双向放大器对两个方向均不放大，保持在空闲状态。

本发明所提供的双向放大装置的结构及其实现方法，适用于任意时分双工的系统。以下给出本发明在IEEE802.11x系统中的一个具体应用。

以有线电缆互连的WLAN设备，由于互连电缆的损耗达到了100dB以上，而导致数据吞吐率达不到最佳要求，需要在电缆上增加一个双向放大器，以弥补电缆的损耗。系统对双向放大器的要求为：

a.动态地双向链路放大功能；

b.上下行支路在各自的放大状态下，40dB的放大增益；

c.下行支路的开启功率阈值为-43dBm，上行支路的开启功率阈值为-63dBm；

d.两个支路检测延迟时间小于1uS；

e.线形最大输出功率大于或等于10dBm(信号物理层调制方式为IEEE802.11gOFDM，满足EVM＜1.5％)。

f.采用图1所示结构，该双向放大装置的具体电路原理图如图3和图4所示，图3为模拟部分，图4为比较与控制部分。

图3中，由滤波器FLT1、U1的RFC-RF2通路、U2、U3、U4的RF1-RFC通路、FLT2构成双向放大器的下行支路，由滤波器FLT2、U4的RFC-RF2通路、U5、U6、U1的RF1-RFC通路、FLT2构成双向放大器的上行支路。

射频开关U1和U4为单刀双掷开关，完成两个射频支路的切换。S1_1和S1_2为U1的控制信号。当S1_1＝1且S1_2＝0时，RFC-RF2支路导通，RFC-RF1支路断开；当S1_1＝0且S1_2＝1时，RFC-RF1支路导通，RFC-RF2支路断开。S2_1和S2_2为U4的控制信号。当S2_1＝1且S1_2＝0时，RFC-RF2支路导通，RFC-RF1支路断开；当S1_1＝0且S1_2＝1时，RFC-RF1支路导通，RFC-RF2支路断开。

射频放大器U2、U3、U5、U6采用同一器件，在打开情况下，其增益为30dB，输出功率小于14dBm时，输出信号EVM＜1.5％。可以满足系统对增益和线形度的要求，在关闭情况下其输入到输出具有30dB的隔离。S1_1控制U2的打开与关闭，S2_1控制U3的打开与关闭，S2_2控制U5的打开与关闭，S1_2控制U6的打开与关闭。

由R3、R6、R7、R8、R9、R19构成的电阻衰减器实现14dB的射频功率衰减。上行支路上，由R14、R15、R16、R17、R18、R20构成的电阻网络也具有同样的作用

FLT1和FLT2为以1.1GHz为中心频率的射频带通滤波器，其插入损耗为2dB，用以滤出带外信号。

U7、U8为两个支路的射频检波器，R21、C48耦和下行支路的一部分功率并馈给U7，C60耦合上行支路的一部分功率并馈给U8。检波后输出电压分别为V_DET_DN和V_DET_UP。电容C50和C54设置为820pF，用以设置两个对数检波器的视频带宽为1.8MHz，这样确保对数检波器输出电压相对于射频信号的延迟时间小于500nS。

U13与外围电阻构成一个迟滞型比较器，其输入输出电压传输特性如图5(a)所示，其中V_T1 ^DN对应于下行支路输入口功率为-43dBm时检波器输出电压的平均值，为下行支路的开启阈值电压，V_T2 ^DN对应于下行支路输入口功率为-43dBm时检波器输出电压的最小值，为下行支路的关闭阈值电压，如图6所示；同样U14与外围电阻构成一个迟滞型比较器，其输入输出电压传输特性如图5(b)所示，其中V_T1 ^UP对应于上行支路输入口功率为-63dBm时检波器输出电压的平均值，为上行支路的开启阈值电压，V_T2 ^UP对应于上行支路输入口功率为-63dBm时检波器输出电压的最小值，为上行支路的关闭阈值电压。

逻辑部分采用图3所示的组合逻辑电路实现。U15和U18为双输入与非门，U16为双输入或非门，U17包含两个D触发器，U19为D触发器提供40MHz时钟。R36和C70组成一个RC延时电路，为两个D触发器在初始加电时提供Reset功能。逻辑部分的状态转移过程如图7所示。

按照本发明提供的方法，该双向放大器根据两个方向输入信号情况，可以工作在空闲状态、下行支路放大状态、上行支路放大状态。在空闲状态，S1_1＝1，S1_2＝0，S2_1＝0，S2_2＝1，射频放大器U2、U5打开，而放大器U3、U6关闭，射频开关U1的RFC-RF2支路导通，射频开关U4的RF2-RFC支路导通；在下行支路放大状态状态，S1_1＝1，S1_2＝0，S2_1＝1，S2_2＝0，射频放大器U2、U3打开，而放大器U5、U6关闭，射频开关U1的RFC-RF2支路导通，射频开关U4的RF1-RFC支路导通；在上行支路放大状态状态，S1_1＝0，S1_2＝1，S2_1＝0，S2_2＝1，射频放大器U2、U3关闭，而放大器U5、U6打开，射频开关U1的RFC-RF1支路导通，射频开关U4的RF2-RFC支路导通。

如图7所示，该双向放大器的实现双向动态放大的过程所下：

系统加电，RC延时电路先保持D触发器1和D触发器2的Reset处于0电位，强制D触发器1的输出DFF1_Q为0，D触发器2的输出DFF2_Q为0，使得电路处于空闲状态。

然后RC电路将RESET缓慢充电到1电位，D触发器1和2开始接受来自/DET1和/DET2的输入；当下行链路有信号输入且功率大于-43dBm且上行链路无输入信号或输入信号功率小于-63dBm时，检波电压V_DET_DN大于比较器开启阈值电压V_T1 ^DN，检波电压V_DET_UP小于比较器开启阈值电压V_T1 ^UP，两个比较器输出/DET1为0，/DET2为1，D触发器1的输出DFF1_Q为1，D触发器2的输出DFF2_Q为0，控制整个双向放大器工作在下行支路放大状态；在进入上行支路放大状态后，比较器U14被关闭，/DET2常为高，检波器U7检测下行链路信号功率，当下行链路信号传送完毕，V_DET_DN下降，当小于比较器U13的关闭阈值电压时，/DET1输出为1，这样D触发器1的输出DFF1_Q为0，D触发器2的输出DFF2_Q为0，控制整个双向放大器返回到空闲状态。同样地，双向放大器处在空闲状态下，当上行链路有信号输入且功率大于-63dBm且下行链路无输入信号或输入信号功率小于-43dBm时，检波电压V_DET_UP大于比较器开启阈值电压V_T1 ^UP，检波电压V_DET_DN小于比较器开启阈值电压V_T1 ^DN，两个比较器输出/DET1为1，/DET2为0，D触发器1的输出DFF1_Q为0，D触发器2的输出DFF2_Q为1，控制整个双向放大器工作在上行支路放大状态；在进入上行支路放大状态后，比较器U13被关闭，/DET1常为高，检波器U8检测上行链路信号功率，当上行链路信号传送完毕，V_DET_UP小于比较器U14的关闭阈值电压时，/DET2输出为1，D触发器1的输出DFF1_Q为0，D触发器2的输出DFF2_Q为0，控制整个双向放大器返回到空闲状态。特别情况下，上行链路和下行链路同时有信号输入到双向放大器，且上行输入功率大于-63dBm，下行输入功率大于-43dBm，则两个比较器输出均为0，此时两个D触发器Q输出均为0，使得双向放大器保持在空闲状态。

Claims

1.一种用于时分双工系统的双向动态放大装置，包括下行支路，上行支路，第一开关单元和第二开关单元；所述下行支路用于完成从局端到用户端方向的射频信号的放大，所述上行支路用于完成从用户端到局端方向的射频信号的放大，所述第一开关单元设置在靠近局端一侧，所述第二开关单元设置在靠近用户端一侧；

2.如权利要求1所述用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特征在于，所述下行支路包括第一射频放大器和第一射频单元；所述上行支路包括第二射频放大器和第二射频单元；所述工作状态控制装置包括下行支路信号检测装置、上行支路信号检测装置和逻辑控制单元，所述下行支路信号检测装置设置在下行支路的第一射频放大器和第一射频单元之间，用于从下行支路提取射频信号，经滤波、检波后转化为电压信号，再将所述电压信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制单元输出逻辑电平，所述上行支路信号检测装置设置在上行支路的第二射频放大器和第二射频单元之间，用于从上行支路提取射频信号，经滤波、检波后转化为电压信号，再将所述电压信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制单元输出逻辑电平，所述逻辑控制单元根据接收自上行支路信号检测装置和下行支路信号检测装置的逻辑电平，分别向所述第一开关单元、下行支路第一射频放大器、下行支路第一射频单元、第二开关单元、上行支路第二射频放大器、上行支路第二射频单元发出逻辑控制信号。

3.如权利要求2所述用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特征在于，所述下行支路信号检测装置包括第一耦合单元、第一检波单元和第一比较单元；所述上行支路信号检测装置包括第二耦合单元、第二检波单元和第二比较单元；

4.如权利要求3所述用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特征在于，所述第一比较单元和第二比较单元均为迟滞型比较单元。

5.如权利要求1-4中任一项所述的用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特征在于，所述第一开关单元和第二开关单元均为单刀双掷射频开关。

6.如权利要求1-4中任一项所述的用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特征在于，所述双向动态放大装置进一步包括第一射频滤波单元和第二射频滤波单元；所述第一射频滤波单元被连接在所述第一开关单元的局端一侧，用于滤除来自局端一侧的带外干扰，所述第二射频滤波单元被连接在所述第二开关单元的用户端一侧，用于滤除来自用户端一侧的带外干扰。

7.一种用于时分双工系统的双向动态放大方法，所述方法是通过如权利要求1所述的双向动态放大装置来实现的，其特征在于，所述双向动态放大方法包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的双向动态放大方法，其特征在于，所述下行支路包括从局端到用户端方向依次连接的第一射频放大器和第一射频单元；所述上行支路包括从用户端到局端方向依次连接的第二射频放大器和第二射频单元；所述工作状态控制装置包括第一耦合单元、第一检波单元和第一比较单元、第二耦合单元、第二检波单元、第二比较单元和逻辑控制单元；所述时分双工系统的双向动态放大方法被进一步细化为包括以下步骤：

所述双向动态放大装置加电，进入空闲状态；

9.如权利要求7所述的双向动态放大方法，其特征在于，所述下行支路包括从局端到用户端方向依次连接的第一射频放大器和第一射频单元；所述上行支路包括从用户端到局端方向依次连接的第二射频放大器和第二射频单元；所述工作状态控制装置包括第一耦合单元、第一检波单元和第一比较单元、第二耦合单元、第二检波单元、第二比较单元和逻辑控制单元；所述时分双工系统的双向动态放大方法被进一步细化为包括以下步骤：

所述双向动态放大装置加电，进入空闲状态；

如果下行链路有射频信号输入且功率超过下行的开启判决门限，则设定第一比较单元的输出为高，第二比较单元的输出为低，所述双向动态放大装置进入下行支路放大状态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入下行支路放大状态，则第二检波单元关闭，第二比较单元输出低电平，第一检波单元检测来自局端的射频信号功率，当射频信号功率小于第一比较单元的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；

如果上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，则设定第一比较单元的输出为低，第二比较单元的输出为高，所述双向动态放大装置进入上行支路放大状态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入上行支路放大状态，则第一检波单元关闭，第一比较单元输出低电平，第二检波单元检测来自用户端的射频信号功率，当射频信号功率小于第二比较单元的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；

如果上下行链路同时有射频信号输入且功率均超过各自开启判决门限，则设定第一比较单元的输出为高，同时第二比较单元的输出也为高，则所述逻辑控制单元仍然控制所述双向动态放大装置保持在空闲状态。

10.如权利要求8或9所述的双向动态放大方法，其特征在于，所述第一开关单元和第二开关单元均为单刀双掷射频开关；在空闲状态，所述第一射频开关的0-1导通，下行支路第一射频放大器打开，下行支路第一射频单元关闭，同时，第二射频开关的0-1导通，上行支路第二射频放大器打开，上行支路第二射频单元关闭；在下行支路放大状态，第一射频开关的0-1导通，下行支路第一射频放大器打开，下行支路第一射频单元打开，同时，第二射频开关的0-2支路导通，上行支路第二射频放大器关闭，上行支路第二射频单元关闭；在上行支路放大状态，第一射频开关的0-2导通，下行支路第一射频放大器关闭，下行支路第一射频单元关闭，同时，第二射频开关的0-1支路导通，上行支路第二射频放大器打开，上行支路第二射频单元打开。