CN101557248B - Td-scdma干线放大器及信号上、下行控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种TD-SCDMA干线放大器及信号上、下行控制方法，为了解决现有技术中在上下行通路中隔离不好的问题，提供了一种TD-SCDMA干线放大器，包括开关，分别与所述功率放大器和低噪声放大器相连接，所述开关在所述同步检测与同步控制器的控制下接通或者断开所述功率放大器与所述电源之间的连接，接通或者断开所述低噪声放大器与电源之间的连接。本发明的有益效果在于，干线放大器上行和下行通道切换彻底，隔离度高，同时由于可以分时地把上、下行的供电关闭，系统省电，效率高，发热低。并且干线放大器的体积较小，适用性好。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体地讲是一种TD-SCDMA干线放大器及信号上、下行控制方法。
背景技术
随着我国移动通信事业的迅猛发展，目前的第2代或2.5代移动通信系统在容量和业务能力方面均不能满足社会的巨大需求，因此第2代或者2.5代移动通信系统必将被第三代（3G）移动通信系统所取代。为了能够在第二代网络的基础上逐步灵活地演进成第三代网络，3G有三个通信标准：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA，其中TD-SCDMA技术是由中国提出并于2000年正式成为第三代移动通信国际标准的，遵循这个标准开发的系统具有很高的频谱利用率和较低的成本。
在TD-SCDMA网络的建设中，室内深度覆盖和室外广度覆盖一样，对网络性能和用户感受有着非常重要的影响。如何在室内给用户一个良好覆盖和成熟的网络，对网络运营和持续健康发展，打下一个良好的基础。
当前在TD-SCDMA网络采用基带单元设备+射频远端设备（BBU+RRU）这种光分布系统解决TD-SCDMA的室内（楼内）覆盖问题。利用光纤将与室内的天线相连接，另一端再连接基站、直放站之类的信号中继设备，但此类方案一是需要在建筑物内布置光缆，给工程的可行性和业主协调带来很大难度；二是由于使用了光缆，所以方案成本非常高；三是此方案工程周期长。因此就需要一种施工简便，成本低廉的快速解决方案，即TD-SCDMA的干线放大器，该干线放大器专门用于建筑物内，其主要作用为拓展了网络覆盖，减少TD-SCDMA在室内的盲点，其采用直接耦合模式作为室内（楼内）中继设备，在基站、直放站和移动通信终端之间传送信号。
中国专利申请号200620027401.7，公开了一种射频开关通过切换输入信号TD-SCDMA干线放大器和直放站，将下行信号转换为基带信号，用该基带信号控制射频开关、功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA），此时PA需要较大的电容器去耦，而这种射频开关在切换上行和下行信号时，在关断PA的供电后，由于PA内部电容器的储能作用，关闭的时间较长，造成直放站上行和下行信号的隔离度不是很理想。
以引入方式将上述技术内容合并于本申请。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TD-SCDMA干线放大器，能有效解决现有技术中上下行信号隔离度不高的问题，有效放大信号，滤除其它无关信号，提高通话质量和覆盖范围。
本发明的另一目的在于提供一种TD-SCDMA干线放大器信号上行控制方法，使干线放大器在处理上行信号时，完全切断下行链路电源，这样能够很好的隔离上、下行信号，并能防止下行同步信号切换不彻底，出现功率放大器的拖尾现象。
本发明的另一目的在于提供一种TD-SCDMA干线放大器信号下行控制方法，使干线放大器在处理下行信号时，完全切断上行链路电源，这样能够很好的隔离上、下行信号，并能防止上行同步信号切换不彻底，出现低噪声放大器的拖尾现象。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种TD-SCDMA干线放大器，包括：低噪声放大器、功率放大器、同步检测与同步控制器和电源；其特征在于该干线放大器还包括开关，分别与所述功率放大器和低噪声放大器相连接，所述低噪声放大器用于放大上行信号，所述功率放大器用于放大下行信号；所述开关在所述同步检测与同步控制器的控制下接通或者断开所述功率放大器与所述电源之间的连接，接通或者断开所述低噪声放大器与电源之间的连接。所述干线放大器还包括储能电容，滤除所述电源向所述低噪声放大器和功率放大器供电的纹波；所述开关包括第一开关、第二开关，所述第一开关连接于所述电源与低噪声放大器之间，用于接通或者断开向所述低噪声放大器的供电的同时接通或断开所述低噪声放大器与所述储能电容的连接；所述第二开关连接于所述功率放大器和所述电源之间，所述第二开关接通或者断开所述电源向所述功率放大器供电的同时接通或断开所述功率放大器与所述储能电容的连接。
根据本发明的一种TD-SCDMA干线放大器的再一个进一步的方面，还包括第三开关，所述功率放大器还具有高频电容，所述高频电容位于所述功率放大器和第二开关之间，所述第三开关位于所述高频电容与第二开关之间，并联于所述高频电容，接通所述第三开关时对所述高频电容进行放电。
根据本发明的一种TD-SCDMA干线放大器的另一个进一步的方面，所述对高频电容进行放电包括将所述高频电容电压高的一侧接地。
根据本发明的一种TD-SCDMA干线放大器的另一个进一步的方面，所述干线放大器还包括RF耦合检波器、射频环行器，将所述RF耦合检波器、射频环行器、功率放大器、低噪声放大器、同步检测与同步控制器和开关集成于同一块电路板。
根据本发明的一种TD-SCDMA干线放大器的另一个进一步的方面，还具有监控板，采集干线放大器运行数据，设置运行参数，进行远程监控。
为了实现上述目的，本发明实施例还提供一种TD-SCDMA干线放大器信号上行控制方法，该方法包括：
将干线放大器的同步检测与同步控制器与基站同步；
断开下行链路功率放大器与电源的连接，使所述功率放大器停止工作，并同时接通上行链路低噪声放大器与电源的连接，使所述低噪声放大器工作；所述断开下行链路功率放大器与电源的连接包括，在断开所述功率放大器与电源连接的同时断开所述率放大器与储能电容的连接。
移动通信终端通过上行链路进行通信。
根据本发明的一种TD-SCDMA干线放大器信号上行控制方法的再一个进一步的方面，所述断开下行链路功率放大器与电源的连接包括，在断开所述功率放大器与储能电容连接的同时接通所述功率放大器的高频电容的放电电路，对所述高频电容进行放电。
根据本发明一种TD-SCDMA干线放大器信号上行控制方法的另一个进一步的方面，所述放电电路包括将所述高频电容电压高的一侧接地。
为了实现上述目的，本发明实施例还提供一种TD-SCDMA干线放大器信号下行控制方法，该方法包括：
将干线放大器的同步检测与同步控制器与基站同步；
断开上行链路低噪声放大器与电源的连接，使所述低噪声放大器停止工作，并同时接通下行链路功率放大器与电源的连接，使所述功率放大器工作；所述接通下行链路功率放大器与电源的连接包括，在接通所述功率放大器与电源连接的同时接通所述功率放大器与储能电容的连接。
移动通信终端通过下行链路进行通信。
根据本发明一种TD-SCDMA干线放大器信号下行控制方法的再一个进一步的方面，所述接通下行链路功率放大器与电源的连接包括，在接通所述功率放大器与储能电容连接的同时断开功率放大器的高频电容的放电电路。
根据本发明一种TD-SCDMA干线放大器信号下行控制方法的另一个进一步的方面，所述放电电路包括将所述高频电容电压高的一侧与地断开。
本发明实施例的有益效果在于，上行和下行通道切换彻底，隔离度高，同时由于可以分时地把上、下行的供电关闭，系统省电，效率高，发热低。并且本发明干线放大器的体积较小，适用性好。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明干线放大器系统结构图；
图2是本发明开关部分电路结构图；
图3是本发明信号上行时干线放大器的控制流程图；
图4是本发明信号下行时干线放大器的控制流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供一种TD-SCDMA干线放大器，如图1所示为本发明干线放大器的结构图，包括开关1、功率放大器2（PA）、低噪声放大器3（LNA）、同步检测与同步控制器4、合路器5、RF耦合检波器6、射频环行器7、AC/DC电源8、第一滤波器9、第二滤波器9’、监控板10；所述第一滤波器9通过天线（图未示）与用户的移动终端MS相连接，第二滤波器9’通过线缆与基站（BTS）或者直放站相连接，AC/DC电源8向整个干线放大器供电；所述监控板10采集干线放大器运行数据，设置运行参数，进行远程监控；同步检测与同步控制器4与开关1相连接，通过时序控制开关的开、关，从而控制功率放大器2和低噪声放大器3分时工作；所述开关1与功率放大器2相连接，该功率放大器2是用于放大从BTS到MS的下行信号，将从基站直接耦合过来的信号进行功率幅度放大，同时保证传输的信号的质量和达到室内系统的覆盖要求；所述开关1与低噪声放大器3相连接，该低噪声放大器3是用于放大从MS到BTS的上行信号，主要是将移动通信终端发射的信号功率放大后传送到基站，其本身具有噪声低的特点；所述射频环行器7分别与功率放大器2输出端和低噪声放大器3输入端相连接，并与第一滤波器9相连接，该射频环行器7分离上下行通道；所述第一滤波器9对带外杂散信号进行滤波；所述合路器5分别与功率放大器2输入端和低噪声放大器3输出端相连接；所述第二滤波器9’与所述合路器5相连接，对带外杂散信号进行滤波。
下行链路（BTS→MS）：是指由基站到移动台传输的链路。从基站送来的射频信号通过电缆连接到干线放大器下行输入端口（BTS）；然后通过腔体滤波器9’，对信号带外杂散滤波；再通过合路器5，直接输入到功率放大器2输入端；功率放大器2在开关1使能信号的控制下对小信号进行放大，进行时隙电平自动控制；功率放大器2的输出信号再经腔体滤波器9滤波，使杂散发射和带外抑制等指标达到最佳；最后通过输出端口MS输出功率天线。
上行链路（MS→BTS）：是指由移动台到基站传输的链路。天线接收到的射频信号通过体滤波器9滤波后，由低噪声放大器3进行放大，以保证良好的噪声系数和性能；在开关1控制下，进行时隙电平自动控制，对低噪声放大器3发送使能信号；低噪声放大器3的输出信号通过合路器5将信号传输到腔体滤波器9’，最后通过BTS口送到基站。
作为优选的，将功率放大器2、低噪声放大器3、开关1和同步检测与同步控制器4集成于一个电路内，构成射频/同步一体化模块，在保证各项指标的前提下，可以紧缩电路设计，节省干线放大器的空间。
图2所示为本发明开关部分电路结构图，低噪声放大器3与开关K1相连接，开关K1与恒压电源相连接，所述恒压电源从AC/DC电源8获得电源供应并转换为恒压电源，开关K1接受同步检测与同步控制器4的控制，根据时序控制实现低噪声放大器3与恒压电源的连接接通或断开，从而实现低噪声放大器3的使能。功率放大器2与开关K2相连接，开关K2与恒压电源相连接，在所述开关K2和恒压电源之间还并联有储能电容10，所述储能电容10用于滤除恒压电源的纹波，使滤波后的恒压电源向功率放大器2和低噪声放大器3供电，在上述断开K1时同时切断了低噪声放大器3与储能电容10的连接，可以防止低噪声放大器3的拖尾现象；开关K2与接受同步检测与同步控制器4的控制，根据时序控制实现功率放大器2与恒压电源的连接接通或断开，从而实现功率放大器2的使能，在功率放大器匹配电路中应用了高频电容11，所述高频电容11用于匹配功率放大器2，在开关K2关断时，要求高频电容11快速放电，开关K3并联于高频电容11，并与同步检测与同步控制器4相连接，接受同步检测与同步控制器4的控制，当下行信号切换到上行信号时对高频电容11进行放电，同步检测与同步控制器4控制断开开关K2，停止对功率放大器2的供电，同时接通开关K1，开始对低噪声放大器3进行供电，并通过接通开关K3对高频电容11进行快速放电；当上行信号切换到下行信号时，同步检测与同步控制器4控制断开开关K1，停止对低噪声放大器2的供电，并同时接通开关K2，开始对功率放大器2进行供电，并同时断开开关K3，使高频电容11工作。
图3为本发明基于电源管理的干线放大器信号上行工作流程图，步骤301，干线放大器与基站时钟同步；步骤302，断开功率放大器2与恒压电源、储能电容10之间的连接，并同时接通低噪声放大器3和恒压电源之间的连接，实现从下行到上行的切换；步骤303，接通功率放大器2的高频电容11的放电电路，对高频电容11进行放电；步骤304，移动通信终端通过干线放大器的上行链路进行通信。
通过在低噪声放大器与储能电容之间加入开关K1，在功率放大器与储能电容之间加入开关K2，实现功率放大器和低噪声放大器与储能电容的隔离，在信号上行时断开储能电容与功率放大器的连接，避免储能电容对功率放大器的拖尾影响。
通过给功率放大器的高频电容并联开关K3，在信号上行时，根据同步控制利用开关K3对所述高频电容进行快速放电，实现减小功率放大器的拖尾现象的目的。
图4为本发明基于电源管理的干线放大器信号下行工作流程图，步骤401，干线放大器与基站时钟同步；步骤402，断开低噪声放大器3和恒压电源之间的连接，并同时接通功率放大器2与恒压电源、储能电容10之间的连接，实现从上行到下行的切换；步骤403，断开功率放大器2的高频电容11的放电电路；步骤404，移动通信终端通过干线放大器的下行链路进行通信。
通过在低噪声放大器与储能电容之间加入开关K1，在功率放大器与储能电容之间加入开关K2，实现功率放大器和低噪声放大器与储能电容的隔离，在信号下行时断开储能电容与低噪声放大器的连接，避免储能电容对低噪声放大器的拖尾影响。
通过给功率放大器的高频电容并联开关K3，在信号下行时，断开K3停止对高频电容的放电。
本发明的有益效果在于，直放站上行和下行通道切换彻底，隔离度高，同时由于可以分时地把上、下行的供电关闭，系统省电，效率高，发热低。并且直放站的体积较小，适用性好。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种TD-SCDMA干线放大器，包括：低噪声放大器、功率放大器、同步检测与同步控制器和电源；其特征在于该干线放大器还包括开关，分别与所述功率放大器和低噪声放大器相连接，所述低噪声放大器用于放大上行信号，所述功率放大器用于放大下行信号；所述开关在所述同步检测与同步控制器的控制下接通或者断开所述功率放大器与所述电源之间的连接，接通或者断开所述低噪声放大器与电源之间的连接，所述干线放大器还包括储能电容，滤除所述电源向所述低噪声放大器和功率放大器供电的纹波；所述开关包括第一开关、第二开关，所述第一开关连接于所述电源与低噪声放大器之间，用于接通或者断开向所述低噪声放大器供电的同时接通或断开所述低噪声放大器与所述储能电容的连接；所述第二开关连接于所述功率放大器和所述电源之间，所述第二开关接通或者断开所述电源向所述功率放大器供电的同时接通或断开所述功率放大器与所述储能电容的连接。
2.根据权利要求1所述的一种TD-SCDMA干线放大器，其特征在于，还包括第三开关，所述功率放大器还具有高频电容，所述高频电容位于所述功率放大器和第二开关之间，所述第三开关位于所述高频电容与第二开关之间，并联于所述高频电容，接通所述第三开关时对所述高频电容进行放电。
3.根据权利要求2所述的一种TD-SCDMA干线放大器，其特征在于，所述对高频电容进行放电包括将所述高频电容电压高的一侧接地。
4.根据权利要求1所述的一种TD-SCDMA干线放大器，其特征在于，所述干线放大器还包括RF耦合检波器、射频环行器，将所述RF耦合检波器、射频环行器、功率放大器、低噪声放大器、同步检测与同步控制器和开关集成于同一块电路板。
5.根据权利要求1所述的一种TD-SCDMA干线放大器，其特征在于，还具有监控板，采集干线放大器运行数据，设置运行参数，进行远程监控。
6.一种TD-SCDMA干线放大器信号上行控制方法，其特征在于，该方法包括：
将干线放大器的同步检测与同步控制器与基站同步；
断开下行链路功率放大器与电源的连接，使所述功率放大器停止工作，并同时接通上行链路低噪声放大器与电源的连接，使所述低噪声放大器工作；所述断开下行链路功率放大器与电源的连接包括，在断开所述功率放大器与电源连接的同时断开所述功率放大器与储能电容的连接，移动通信终端通过上行链路进行通信。
7.根据权利要求6所述的一种TD-SCDMA干线放大器信号上行控制方法，其特征在于，所述断开下行链路功率放大器与电源的连接包括，在断开所述功率放大器与储能电容连接的同时接通所述功率放大器的高频电容的放电电路，对所述高频电容进行放电。
8.根据权利要求7所述的一种TD-SCDMA干线放大器信号上行控制方法，其特征在于，所述放电电路包括将所述高频电容电压高的一侧接地。
9.根据权利要求6所述的一种TD-SCDMA干线放大器信号上行控制方法，其特征在于，还包括一个监测步骤，在所述干线放大器信号上行处理中实时监测所述干线放大器各个部件的运行状态参数，当监测值超过门限值则向维护服务器报警。
10.一种TD-SCDMA干线放大器信号下行控制方法，其特征在于，该方法包括：
将干线放大器的同步检测与同步控制器与基站同步；
断开上行链路低噪声放大器与电源的连接，使所述低噪声放大器停止工作，并同时接通下行链路功率放大器与电源的连接，使所述功率放大器工作；所述接通下行链路功率放大器与电源的连接包括，在接通所述功率放大器与电源连接的同时接通所述功率放大器与储能电容的连接，
移动通信终端通过下行链路进行通信。
11.根据权利要求10所述的一种TD-SCDMA干线放大器信号下行控制方法，其特征在于，所述接通下行链路功率放大器与电源的连接包括，在接通所述功率放大器与储能电容连接的同时断开功率放大器的高频电容的放电电路。
12.根据权利要求11所述的一种TD-SCDMA干线放大器信号下行控制方法，其特征在于，所述放电电路包括将所述高频电容电压高的一侧与地断开。
13.根据权利要求10所述的一种TD-SCDMA干线放大器信号下行控制方法，其特征在于，还包括一个监测步骤，在所述干线放大器信号下行处理中实时监测所述干线放大器各个部件的运行状态参数，当监测值超过门限值则向维护服务器报警。
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