CN101599791B

CN101599791B - 无线td直放站自激自动消除方法

Info

Publication number: CN101599791B
Application number: CN 200910304191
Authority: CN
Inventors: 睢竹林; 叶建忠
Original assignee: Shanghai Electric Power Industry (group) Ltd By Share Ltd
Current assignee: Shanghai Electric Power Industry (group) Ltd By Share Ltd
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: CN101599791A

Abstract

本发明涉及移动通信系统无线网络配套设备领域，具体涉及一种无线TD直放站自激自动消除方法，该方法在所述直放站上、下行链路中任意一链路中的低噪声放大器和中频模块之间设置可变衰减器，并将所述可变衰减器连接一增益检测比较电路，通过在所述增益检测比较电路内设定有运行门限，当直放站运行时所述增益检测比较电路根据直放站的输出功率和输入总电平信号的大小计算所述直放站实际运行增益，之后将所述实际运行增益与运行门限比较，之后通过控制所述可变衰减器来调节直放站的设备增益，本发明的优点是：主动的自动消除自激，而不是等自激已经发生或即将发生时才去采取措施来消除，给无线直放站的安装带来很大的方便。

Description

无线TD直放站自激自动消除方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统无线网络配套设备领域，具体涉及一种无线TD直放站自激自动消除方法。

背景技术

如附图1所示，无线直放站是一种同频放大器系统，其工作过程如下：

在下行链路中，施主天线将接收的基站信号，送至直放站输入端，经直放站放大后，由转发天线发至需要覆盖的区域。在上行链路中，转发天线接收手机发出的信号，经直放站放大后，由施主天线转发给基站，完成双向通信。

下面以直放站下行链路为例，说明无线直放站的自激现象。

在下行链路中，施主天线接收基站信号送入直放站的信号为Sin，然而，转发天线输出的信号除了发给移动手机外，还会通过空间耦合途经反馈到施主天线，施主天线接收的反馈信号送入直放站输入端的信号为S’in。一般定义Sin与S’in的比值为直放站的稳定系数Q，即Q＝Sin/S’in.当Sin与S’in同相位时，满足放大器自激震荡的相位条件.当|Q|1＞时Sin＞S’in，，不满足振幅条件，放大器不会自激；当|Q|≤1时Sin≤S’in，放大器不稳定会产生自激，失去放大功能。为了使直放站工作稳定，远离自激状态，一般要求|Q|＝5-10

由图1可知，当直放站作为单向放大器时，直放站输出信号为Sout，Sout与Sin的关系为

G＝Sout/Sin (1)

式(1)中的G为直放站的最大线性增益

而无线直放站的隔离度I为：

I＝Sout/S’in (2)

当直放站自激时，有|Q|＝1即有Sin/S’in＝1 (3)

将式(1)和式(2)带入式(3)，可得到直放站自激时，有

G＝I (4)

所以，无线直放站的隔离度I等于直放站增益G时，直放站就会自激。为了不使直放站产生自激现象，一般要求在进行无线直放站工程安装时，应保证收发天线之间的隔离度大于直放站设备增益10dB以上。

目前工程中增大收发天线之间隔离度的方法有以下几种：

增大收发天线之间的水平距离和垂直距离；

增加收发天线之间遮挡物，如利用墙体阻挡或加装屏蔽网等；

选用方向性更强的施主天线和转发天线；

调整收发天线的角度和方向，使两者尽量成180。的背向。

从无线直放站自激条件式(4)中可以看出，为了消除自激可以有两种方法：一种是在工程中努力增大收发天线之间隔离度；另一种是降低直放站的增益，使G＜I，从而保证S’in＜Sin，使直放站不产生自激。然而直放站增益降低后，它的输出功率也随之下降，当然其覆盖范围也就跟着缩小了，因此在一般无线直放站应用中，是不会采用降低增益的方法来消除自激的。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种无线TD直放站自激自动消除方法，该方法适用于微功率直放站中，通过降低直放站增益来消除无线直放站自激。由于微功率直放站的覆盖范围较小，约为100m²-300m²面积，这样覆盖范围要求微功率直放站的输出功率本来就不大。因此，在降低直放站增益消除直放站自激时，虽然会使输出功率也有下降，但不会对用户产生明显影响。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种无线TD直放站自激自动消除方法，其特征在于该方法在所述直放站上、下行链路中任意一链路中的低噪声放大器和中频模块之间设置可变衰减器，并将所述可变衰减器连接一增益检测比较电路，通过在所述增益检测比较电路内设定有运行门限，当直放站运行时所述增益检测比较电路根据直放站的输出功率和输入总电平信号的大小计算所述直放站实际运行增益，之后将所述实际运行增益与运行门限比较，之后通过控制所述可变衰减器来调节直放站的设备增益。

所述的调节直放站设备增益具体指的是：若实际运行增益降至设定运行门限，控制所述可变衰减器降低所述直放站设备增益；实际运行增益升至设定门限之上，控制所述可变衰减器升高所述直放站设备增益。

所述增益检测比较电路控制连接有指示灯。

所述指示灯在所述可变衰减器运行时开启。

所述下行链路的发射功率不小于20mw；所述上行链路的发射功率不小于10mw。

所述运行门限低于所述直放站的最大增益1-2db。

本发明的优点是：主动的自动消除自激，而不是等自激已经发生或即将发生时才去采取措施来消除，给无线直放站的安装带来很大的方便。

附图说明

图1为现有TD直放站原理示意图

图2为本发明原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-2所示，标号1-10分别表示：基站1、施主天线2、转发天线3、功率放大器4、中频模块5、低噪声放大器6、可变衰减器7、增益检测比较电路8、移动手机9、指示灯10。

同样以直放站下行链路为例，本发明的原理如下：

假设直放站的最大增益为G，Sout为最大输出功率，在最大输出功率状态下，最大输入信号为Sin，三者之间的关系为：Sout＝Gsin (5)

在无线直放站安装完毕并开通后，直放站在最大输出功率时，直放站实际的运行增益就会变成G’，G’的表达式为

G’＝Sout/(Sin+S’in) (6)

式(6)中S’in为空间反馈到直放站输入端口的干扰信号功率。

由于功率控制作用，最大输出信号Sout是恒定的，而输入端的信号变成了Sin+S’in，因此可以明显看出，G’＜G，S’in愈大，则G’就愈小。

当S’in≈Sin时，G’的值为

G’＝Sout/(Sin+S’in)＝Sout/2Sin＝1/2G (7)

由式(7)可知，直放站接近自激状态时，其实际的运行增益已经下降到直放站设备最大增益的一半(下降了3dB)。因此，我们可以通过检测直放站开通后的实际运行增益G’的下降程度来估计无线直放站在安装开通后隔离度的大小，也可以据此来判断直放站距离自激状态的程度。

根据以上分析，可以得出自动消除无线直放站自激方法：当直放站的隔离度不满足要求时，可以从检测到的直放站实际运行增益G’的下降程度看出来，那么，我们可以一方面设法自动检测G’数值，当下降到设定的门限时给出一个控制信号，去自动控制直放站的设备增益G，使之下降，直至G小于隔离度一定数值，直到无线直放站系统消除自激为止。

因为直放站发生自激时，有可能是上行链路产生自激，也有可能是下行链路产生自激，甚至是上、下行链路同时自激。实际工况中，上、下行链路的隔离度相差不大，而在工程设计时为了保持通信系统中上、下行链路的平衡，上、下行链路的实际运行增益G’也基本相同。所以可以任意选取上、下行链路中的一路作为自激检测、消除的链路。

如图2中所示，以下行链路为例，本发明的技术方案如下：

基站1、施主天线2、转发天线3、功率放大器4、中频模块5、低噪声放大器6、可变衰减器7、增益检测比较电路8、移动手机9。

本发明实施例中的直放站装置包括施主天线2、转发天线3以及并联设置于所述施主天线2、转发天线3之间的上行链路和下行链路，所述上、下行链路均包括依次串联的低噪声放大器6、中频模块5和功率放大器4，在所述下行链路的低噪声放大器6和中频模块5之间连接设置可变衰减器7，所述可变衰减器7连接有增益检测比较电路8，所述增益检测比较电路8内根据所述直放站设备参数设定有运行门限。增益检测比较电路8还控制连接有指示灯10，指示灯10在可变衰减器调节8直放站设备增益时开启，以起到提示作用。

以上描述的直放站装置的发射功率有如下要求：下行链路的发射功率不小于20mw；上行链路的发射功率不小于10mw。

结合上述装置结构，以下对于无线TD直放站自激自动消除方法进行详细说明：

无线直放站系统安装完毕并开通后，检测出输出功率Sout和输入信号Sin+S’in的大小，在增益检测比较电路8中计算出直放站系统实际运行增益G’，并与直放站设备增益G进行比较，若实际运行增益降至设定运行门限，控制可变衰减器7降低所述直放站设备增益；实际运行增益升至设定门限之上，控制可变衰减器7升高所述直放站设备增益。并在可变衰减器7运行时开启指示灯10以起到提示作用。

G’设置门限举例

假设：直放站设备最大增益G＝80^dB

直放站最大输出功率Sout＝30^dBm

直放站最大输入电平Sin＝50^dB’m

当隔离度I＝90^dB时，

反馈信号电平S’in＝-60^dBm，直放站实际输出电平为

Sin+S’in＝(-50^dBm)+(-60^dBm)＝-49.6^dBm

此时，G’＝30^dBm-(-49.6)＝79.6^dBm

当隔离度分别为85^dB、83^dB、和80^dB时，计算结果如表1所示：

表1

隔离度I	反馈信号S’in	输入信号Sin+S’in	实际运行增益G’
				90^dB	-60^dBm	-49.6^dBm	79.6^dB
85^dB	-55^dBm	-48.9^dBm	78.9^dB
				83^dB	-53^dBm	-48.2^dBm	78.2^dB
80^dB	-50^dBm	-47^dBm	77^dB

在此例中，若设置G’从设备最大增益80^dB下降到79^dB时，指示灯10给出指示，并同时发出控制信号给可变衰减器，调节直放站设备增益G下降，直到指示灯10熄灭，增益调节结束，则隔离度大约为85^dB，即隔离度I比下降后的设备增益79^dB大6^dB。

由上可知，控制调节直放站设备增益G的运行门限可以根据直放站设备的最大增益(为已知的出厂指标值)设定。一般设定运行门限为比设备最大增益降低1～2db，此时的天线隔离度比设备增益大5～3db，直放站工作比较稳定，一般不会产生自激。若设定门限再下降多些，直放站离自激状态就较近了。显然，也有可能出现调节直放站设备增益G下降后，运行增益G’仍然继续下降并出现自激的情况，所以也可设置一系列的运行门限，根据设定的若干门限来持续调节直放站设备增益G来避免出现自激状况。

传统的室内分布系统都是用来解决较大面积室内信号盲区和弱信号区域覆盖问题的，对小于100m²-300m²以下的室内信号盲区，由于经济成本因素，传统的室内分布系统无法良好解决。所以这些小块的信号盲区已成为移动通信网络最后的盲点，随着3G时代的到来，由于3G业务特别时高端业务的70％-80％都发生在室内，解决这些众多的小快室内信号盲区的覆盖问题就会成为许多人的需求，取点灵活、便于安装和价格低廉的微功率直放站设备中，能随时检测到直放站可能产生自激情况，并能通过自动降低设备增益的方法来消除自激危害，从而减小了直放站的安装和施工难度，提高了网络通信质量，也就扩大了微功率直放站的应用前景。

Claims

1.一种无线TD直放站自激自动消除方法，其特征在于该方法在所述直放站上、下行链路中任意一链路中的低噪声放大器和中频模块之间设置可变衰减器，并将所述可变衰减器连接一增益检测比较电路，通过在所述增益检测比较电路内设定有若干运行门限，当直放站运行时所述增益检测比较电路根据直放站的输出功率和输入总电平信号的大小计算所述直放站实际运行增益，之后将所述实际运行增益与运行门限比较，之后通过控制所述可变衰减器来调节直放站的设备增益，所述的调节直放站设备增益具体指的是：若实际运行增益降至设定运行门限，控制所述可变衰减器降低所述直放站设备增益；实际运行增益升至设定门限之上，控制所述可变衰减器升高所述直放站设备增益。

2.根据权利要求1所述的一种无线TD直放站自激自动消除方法，其特征在于所述增益检测比较电路控制连接有指示灯。

3.根据权利要求2所述的一种无线TD直放站自激自动消除方法，其特征在于所述指示灯在所述可变衰减器运行时开启。

4.根据权利要求1所述的一种无线TD直放站自激自动消除方法，其特征在于所述下行链路的发射功率不小于20mw；所述上行链路的发射功率不小于10mw。

5.根据权利要求1所述的一种无线TD直放站自激自动消除方法，其特征在于所述运行门限低于所述直放站的最大增益1-2db。