CN102244943A

CN102244943A - 一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统及其控制方法

Info

Publication number: CN102244943A
Application number: CN2011102079692A
Authority: CN
Inventors: 赵建平
Original assignee: NTS Technology Chengdu Co Ltd
Current assignee: CHENGDU NTS SOFTWARE CO.,LTD.
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2031-07-25
Also published as: CN102244943B

Abstract

本发明公开一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统及其控制方法，主要包括依次串联的上行主集收发天线、上行主集塔放、上行主集低噪放、上行主集链路，以及依次串联的上行分集收发天线、上行分集塔放、上行分集低噪放、上行分集链路，且所述上行分集链路和上行主集链路同时连接有基站。可使得低噪放和上行塔放间形成冗余备份，提高设备的可靠性和稳定性；满足工程现场有无上行塔放的需求，无需额外增加控制电路成本。

Description

一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统及其控制方法。

背景技术

基站覆盖延伸系统（基站双放系统）由基站功率放大器和塔顶放大器组成，它的实现是通过在基站机房内加装大功率超线性选频功率放大器来放大下行信号，提高信号对遮挡物的穿透性，加深基站下行信号覆盖范围，以到达扩大基站覆盖区域的目的；并且在接收系统前端增加塔顶放大器来配合基站功率放大器提高上行接收灵敏度，解决基站上下行链路平衡，同时达到降低基站上行噪声、提升上行增益，改善基站接收性能的目的。

但随着多载波基站放大器在移动通信覆盖网络中的广泛应用，其下行覆盖范围加大后为相应提高接收机的灵敏度以扩大上行接收范围，一般选择在多载波基站放大器中加入上行低噪放或者在接收天线后加入上行塔放以解决该问题。

一般的多载波基站放大器是根据基站系统是否安装上行塔放而选择在多载波基站放大器中相应的安装或者去掉上行低噪放模块，这样会使得工程应用相对麻烦，同时上行塔放故障后会造成上行链路不通，使得接收机不能正常工作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能解决上行塔放故障后会造成上行链路不通且稳定安全可靠的多载波基站放大器中低噪放旁路系统及其控制方法。

本发明的具体方案如下：一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统及其控制方法，一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统,主要包括依次串联的上行主集收发天线、上行主集塔放、上行主集低噪放、上行主集链路，以及依次串联的上行分集收发天线、上行分集塔放、上行分集低噪放、上行分集链路，且所述上行分集链路和上行主集链路同时连接有基站。

所述上行主集塔放、上行主集低噪放、上行分集塔放、以及上行分集低噪放均分别并联有旁路开关；所述旁路开关均与监控MCU信号连接。

所述上行主集塔放包括依次串联的上行主集塔放滤波器和上行主集塔放小信号放大器，上行主集塔放滤波器与上行主集收发天线连接。

所述上行主集低噪放包括依次串联的上行主集低噪放滤波器和上行主集低噪放小信号放大器，上行主集低噪放小信号放大器与上行主集链路连接。

所述上行分集塔放包括依次串联的上行分集塔放滤波器和上行分集塔放小信号放大器，上行分集塔放滤波器与上行分集收发天线连接。

所述上行分集低噪放包括依次串联的上行分集低噪放滤波器和上行分集低噪放小信号放大器，上行分集低噪放小信号放大器与上行分集链路连接。

所述上行主集链路主要由依次串联的第二旁路开关、第一大功率可调衰减器、第二双工器构成，所述第二双工器与上行主集低噪放连接；所述上行分集链路主要由依次串联的第三旁路开关、第二大功率可调衰减器、第三双工器构成，所述第三双工器与上行分集低噪放连接。

所述上行主集塔放还连接有依次串联的第一旁路开关和第一双工器，且第一双工器与上行主集低噪放连接；上行分集塔放还连接有依次串联的第四旁路开关和滤波器，且所述滤波器与上行分集低噪放连接。

所述第二双工器和第三双工器同时连接有合路器，且所述合路器分别连接有多载波功率放大器和电阻，所述电阻与地线连接，所述多载波功率放大器与第一双工器连接，且第二旁路开关与第一旁路开关连接，第三旁路开关与第四旁路开关连接。

本系统的控制方法如下：

上行主集收发天线和上行分集收发天线自动检测并接受上行信号后，再分别传输到上行主集塔放和上行分集塔放后，再分别经过上行主集低噪放和上行分集低噪放进行低噪放处理，最后信号分别上传到上行主集链路和上行分集链路中，最后上传到基站。

进一步的，所述控制方法，还包括以下步骤：

a、当本系统不需要上行主集塔放和上行分集塔放工作时或上行主集塔放和上行分集塔放出现故障时；监控MCU自动设置参数或手动控制旁路开关，并给出开关信号SW，使得与上行主集塔放和上行分集塔放并联的旁路开关闭合，同时使得与上行主集低噪放和上行分集低噪放并联的旁路开关断开；此状态下的信号流程为：上行主集收发天线和上行分集收发天线接受到的信号，分别通过与上行主集塔放和上行分集塔放并联的旁路开关后，再分别经过上行主集低噪放和上行分集低噪放，最后信号分别上传到上行主集链路和上行分集链路中；

b、当本系统不需要上行主集低噪放和上行分集低噪放工作时，或上行主集低噪放和上行分集低噪放出现故障时；监控MCU自动设置参数或手动控制旁路开关，并给出开关信号SW，使得与上行主集塔放和上行分集塔放并联的旁路开关断开，同时使得与上行主集低噪放和上行分集低噪放并联的旁路开关闭合；此状态下的信号流程为：上行主集收发天线和上行分集收发天线接受到的信号，分别通过上行主集塔放和上行分集塔放后，再分别经过与上行主集低噪放和上行分集低噪放并联的旁路开关，最后信号分别上传到上行主集链路和上行分集链路中；

c、当本系统中上行主集塔放、上行主集低噪放、上行分集塔放、以及上行分集低噪放均需要工作时，监控MCU自动设置参数或手动控制旁路开关，并给出开关信号SW，使得旁路开关均断开；此状态下的信号流程为：上行主集收发天线和上行分集收发天线接受到的信号，分别通过上行主集塔放和上行分集塔放后，再分别经过上行主集低噪放和上行分集低噪放，最后信号分别上传到上行主集链路和上行分集链路中。

再进一步的；所述控制方法，还包括以下步骤：

A、当所述上行主集链路和上行分集链路出现故障时；监控MCU自动设置参数或手动控制，并给出开关信号SW，使得第二旁路开关与第一旁路开关，第三旁路开关，以及第四旁路开关均处于闭合状态；信号流程为：上行主集收发天线和上行分集收发天线接受到的信号，分别通过上行主集塔放和上行分集塔放后，再分别经过第一旁路开关和第四旁路开关，并将信号分别直接传输给第二旁路开关和第三旁路开关，最后由第二旁路开关和第三旁路开关上传给基站。

B、当所述上行主集链路和上行分集链路正常工作时；监控MCU自动设置参数或手动控制，并给出开关信号SW，使得第二旁路开关与第一旁路开关，第三旁路开关，以及第四旁路开关均处于断开状态；信号流程为：上行主集收发天线和上行分集收发天线接受到的信号分别通过上行主集塔放和上行分集塔放后，再分别经过第一双工器和滤波器，再分别经过上行主集低噪放和上行分集低噪放，再分别经过第二双工器和三双工器，再分别经过第一大功率可调衰减器和第二大功率可调衰减器，最后分别上传到基站。

本实用性的设计工作原理如下：将低噪放旁路开关与上行塔放旁路开关进行联动，使得低噪放工作的同时，旁路上行塔放；或者上行塔放工作的时候，同时旁路低噪放，从而使得低噪放和上行塔放间通过同一控制信号进行联动以使得一个工作，另一个旁路，一个坏掉，另一个马上工作，这样使得低噪放和上行塔放间形成冗余备份，提高设备的可靠性和稳定性，同时避免通过增加或去掉低噪放硬件或者更换有无低噪放的多载波基站放大器以满足工程现场有无上行塔放的需求。

设计原理的实现方法为：在多载波基站放大器的上行放大链路中加入低噪放旁路开关，同时将该旁路开关与上行塔放的旁路开关通过监控软件控制实现联动功能，当基站需要安装上行塔放以提高基站上行接收灵敏度时，通过监控软件设置联动开关将旁路上行低噪放同时接通上行塔放以避免上行链路低噪放饱和；当基站不用安装上行塔放或者上行塔放故障时，通过监控软件设置联动开关将旁路掉上行塔放同时接通上行低噪放开关以保证多载波基站放大器的正常工作。上述设计均可保证本系统安全有效的运行，故障频率大大降低，同时可实现上行低噪放与上行塔放间的冗余备份。

本发明具体系统工作原理：下行链路为：基站的发射信号BTS0、BTS1分别经过第二旁路开关和第三旁路开关后，再分别经过第一大功率可调衰减器和第二大功率可调衰减器进行功率衰减到0dBm左右，然后分别经过第二双工器和第三双工器滤波后将下行信号分离出来，合路器对BTS0和BTS1两路下行信号进行合路后送到多载波功率放大器进行功率放大，再经过输出第一双工器进行滤波，经过第一旁路开关及上行主集塔放后送到上行主集收发天线后以电磁波的形式发射出去，达到无线覆盖的目的；上行链路：上行主集通过上行主集收发天线接收上行的信号后经上行主集塔放放大（或旁路开关），经过第一旁路开关、第一双工器进行上行滤波后经过上行主集低噪放对接收小信号进行放大，然后经过第二双工器滤波，经过第一大功率可调衰减器、第二旁路开关后发送到基站解调；上行分集通过上行分集收发天线接收上行信号后经上行分集塔放放大（或旁路开关），在经过第四旁路开关、滤波器进行上行滤波后经过上行分集低噪放旁路（或对接收小信号进行放大），然后经过第三双工器滤波，经过第二大功率可调衰减器、第三旁路开关后发送到基站解调。所述旁路开关控制是由监控软件实现，同时也可由硬件电路完成。

采用本发明的方案，可以得低噪放和上行塔放间形成冗余备份，提高设备的可靠性和稳定性，同时避免通过增加或去掉低噪放硬件或者更换有无低噪放的多载波基站放大器以满足工程现场有无上行塔放的需求。

本发明与现有多载波基站放大器比较有如下特点：

1、该发明将低噪放旁路开关与上行塔放旁路开关进行联动，使得低噪放工作的同时旁路上行塔放或者上行塔放工作的时候同时旁路低噪放，从而使得低噪放和上行塔放间通过同一控制信号进行联动以使得一个工作，另一个旁路，一个坏掉，另一个马上工作，这样使得低噪放和上行塔放间形成冗余备份，提高设备的可靠性和稳定性；

2、避免通过增加或去掉低噪放硬件或者更换有无低噪放的多载波基站放大器以满足工程现场有无上行塔放的需求，为工程实施提供了良好的解决方案；

3、通过多载波基站放大器的监控对上行低噪放和上行塔放进行联动控制，无需额外增加控制电路成本。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为本发明上行塔放和上行低噪放的联动示意图。

图3为本发明设计原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

如图1和图2所示，一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统主要包括依次串联的上行主集收发天线109、上行主集塔放108、上行主集低噪放105、上行主集链路5，以及依次串联的上行分集收发天线120、上行分集塔放119、上行分集低噪放116、上行分集链路51，且所述上行分集链路51和上行主集链路5同时连接有基站101。上行主集塔放108、上行主集低噪放105、上行分集塔放119、以及上行分集低噪放116均分别并联有旁路开关121。旁路开关121均与监控MCU507信号连接。

上行主集塔放108包括依次串联的上行主集塔放滤波器501和上行主集塔放小信号放大器502，上行主集塔放滤波器501与上行主集收发天线109连接。上行主集低噪放105包括依次串联的上行主集低噪放滤波器504和上行主集低噪放小信号放大器505，上行主集低噪放小信号放大器505与上行主集链路5连接。

上行分集塔放119包括依次串联的上行分集塔放滤波器5011和上行分集塔放小信号放大器5021，上行分集塔放滤波器5011与上行分集收发天线120连接。上行分集低噪放116包括依次串联的上行分集低噪放滤波器5041和上行分集低噪放小信号放大器5051，上行分集低噪放小信号放大器5051与上行分集链路51连接。

上行主集链路5主要由依次串联的第二旁路开关102、第一大功率可调衰减器103、第二双工器104构成，所述第二双工器104与上行主集低噪放105连接；所述上行分集链路51主要由依次串联的第三旁路开关113、第二大功率可调衰减器114、第三双工器115构成，所述第三双工器115与上行分集低噪放116连接。

上行主集塔放108还连接有依次串联的第一旁路开关107和第一双工器106，且第一双工器106与上行主集低噪放105连接；上行分集塔放119还连接有依次串联的第四旁路开关118和滤波器117，且所述滤波器117与上行分集低噪放116连接。

第二双工器104和第三双工器115同时连接有合路器110，且所述合路器110分别连接有多载波功率放大器111和电阻，所述电阻与地线连接，所述多载波功率放大器111与第一双工器106连接，且第二旁路开关102与第一旁路开关107连接，第三旁路开关113与第四旁路开关118连接。

本发明的设计原理，如图3所示，当多载波基站放大系统没有安装上行塔放时，可以通过多载波基站放大器的监控MCU604设置上行低噪放的旁路开关603断开实现对上行接收信号的放大功能，其信号流程是：来自接收天线6的信号经过上行低噪放中的滤波器601进行滤波，然后经过小信号放大器602放大后将信号发送到上行链路7。此图为低噪放旁路设计原理。滤波器601和小信号放大器602构成低噪放，若低噪处于不使用状态或者故障状态，则通过监控MCU604给出开关信号SW，则其中的旁路开关603转为闭合状态。信号可以直接通过旁路开关603，由接收天线6直接送达到上行链路7中。

现在回去参考图2，我可以看出其工作原理为，在此设计中，一般设计为三个工作状态分别如下：

1、当多载波基站放大系统安装有上行塔放时，可以通过多载波基站放大器的MCU507设置上行塔放的旁路开关121断开，同时使得上行低噪放的旁路开关121闭合实现对上行接收信号的放大功能，其信号流程是：来自接收天线的信号经过上行塔放中的滤波器501进行滤波，然后经过小信号放大器502放大，然后经过上行低噪放的旁路开关121后将信号发送到上行链路。

2、如图2所示，通过MCU507检测多载波基站放大系统上行信号的有无判断上行塔放是否故障，当检测到没有上行信号时，MCU507判断上行塔放故障，然后MCU507自动发出控制信号使得上行塔放的旁路开关121闭合，同时断开上行低噪放的旁路开关121，使得上行链路正常工作，实现上行低噪放与上行塔放间的冗余备份。

3、如图2所示，当MCU507检测多载波基站放大系统上行信号的有无判断上行低噪放是否故障，当检测到没有上行信号时，MCU507判断上行低噪放故障，然后MCU507自动发出控制信号使得上行塔放的旁路开关121断开，同时闭合上行塔放的旁路开关121，使得上行链路正常工作，实现上行低噪放与上行塔放间的冗余备份。

上述上行塔放包括图1中所示的上行主集塔放108和上行分集塔放119。

上述上行低噪放包括图1中所示的上行主集低噪放105和上行分集低噪放116。

上述上行链路包括上行主集链路5和上行分集链路51。

上述接收天线包括上行主集接收天线109和上行分集接收天线120。

如上所述便可较好实现本发明。

Claims

1.一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统，其特征在于，主要包括依次串联的上行主集收发天线（109）、上行主集塔放（108）、上行主集低噪放（105）、上行主集链路（5），以及依次串联的上行分集收发天线（120）、上行分集塔放（119）、上行分集低噪放（116）、上行分集链路（51），且所述上行分集链路（51）和上行主集链路（5）同时连接有基站（101）。

2.根据权利要求1所述的一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统，其特征在于，所述上行主集塔放（108）、上行主集低噪放（105）、上行分集塔放（119）、以及上行分集低噪放（116）均分别并联有旁路开关（121）；所述旁路开关（121）均与监控MCU（507）信号连接。

3.根据权利要求2所述的一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统，其特征在于，所述上行主集塔放（108）包括依次串联的上行主集塔放滤波器（501）和上行主集塔放小信号放大器（502），上行主集塔放滤波器（501）与上行主集收发天线（109）连接。

4.根据权利要求2所述的一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统，其特征在于，所述上行主集低噪放（105）包括依次串联的上行主集低噪放滤波器（504）和上行主集低噪放小信号放大器（505），上行主集低噪放小信号放大器（505）与上行主集链路（5）连接。

5.根据权利要求2所述的一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统，其特征在于，所述上行分集塔放（119）包括依次串联的上行分集塔放滤波器（5011）和上行分集塔放小信号放大器（5021），上行分集塔放滤波器（5011）与上行分集收发天线（120）连接。

6.根据权利要求2所述的一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统，其特征在于，所述上行分集低噪放（116）包括依次串联的上行分集低噪放滤波器（5041）和上行分集低噪放小信号放大器（5051），上行分集低噪放小信号放大器（5051）与上行分集链路（51）连接。

7.根据权利要求2所述的一种多载波基站放大器中低噪放旁路系统，其特征在于，所述上行主集链路（5）主要由依次串联的第二旁路开关（102）、第一大功率可调衰减器（103）、第二双工器（104）构成，所述第二双工器（104）与上行主集低噪放（105）连接；所述上行分集链路（51）主要由依次串联的第三旁路开关（113）、第二大功率可调衰减器（114）、第三双工器（115）构成，所述第三双工器（115）与上行分集低噪放（116）连接；所述上行主集塔放（108）还连接有依次串联的第一旁路开关（107）和第一双工器（106），且第一双工器（106）与上行主集低噪放（105）连接；上行分集塔放（119）还连接有依次串联的第四旁路开关（118）和滤波器（117），且所述滤波器（117）与上行分集低噪放（116）连接；所述第二双工器（104）和第三双工器（115）同时连接有合路器（110），且所述合路器（110）分别连接有多载波功率放大器（111）和电阻，所述电阻与地线连接，所述多载波功率放大器（111）与第一双工器（106）连接，且第二旁路开关（102）与第一旁路开关（107）连接，第三旁路开关（113）与第四旁路开关（118）连接。

8.基于上述多载波基站放大器中低噪放旁路系统的控制方法，其特征在于，上行主集收发天线（109）和上行分集收发天线（120）自动检测并接受上行信号后，再分别传输到上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）后，再分别经过上行主集低噪放（105）和上行分集低噪放（116）进行低噪放处理，最后信号分别上传到上行主集链路（5）和上行分集链路（51）中，最后上传到基站（101）。

9.根据权利要求8所述控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

a、当本系统不需要上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）工作时或上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）出现故障时；监控MCU（507）自动设置参数或手动控制旁路开关（121），并给出开关信号SW，使得与上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）并联的旁路开关（121）闭合，同时使得与上行主集低噪放（105）和上行分集低噪放（116）并联的旁路开关（121）断开；此状态下的信号流程为：上行主集收发天线（109）和上行分集收发天线（120）接受到的信号，分别通过与上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）并联的旁路开关（121）后，再分别经过上行主集低噪放（105）和上行分集低噪放（116），最后信号分别上传到上行主集链路（5）和上行分集链路（51）中；

b、当本系统不需要上行主集低噪放（105）和上行分集低噪放（116）工作时，或上行主集低噪放（105）和上行分集低噪放（116）出现故障时；监控MCU（507）自动设置参数或手动控制旁路开关（121），并给出开关信号SW，使得与上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）并联的旁路开关（121）断开，同时使得与上行主集低噪放（105）和上行分集低噪放（116）并联的旁路开关（121）闭合；此状态下的信号流程为：上行主集收发天线（109）和上行分集收发天线（120）接受到的信号，分别通过上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）后，再分别经过与上行主集低噪放（105）和上行分集低噪放（116）并联的旁路开关（121），最后信号分别上传到上行主集链路（5）和上行分集链路（51）中；

c、当本系统中上行主集塔放（108）、上行主集低噪放（105）、上行分集塔放（119）、以及上行分集低噪放（116）均需要工作时，监控MCU（507）自动设置参数或手动控制旁路开关（121），并给出开关信号SW，使得旁路开关（121）均断开；此状态下的信号流程为：上行主集收发天线（109）和上行分集收发天线（120）接受到的信号，分别通过上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）后，再分别经过上行主集低噪放（105）和上行分集低噪放（116），最后信号分别上传到上行主集链路（5）和上行分集链路（51）中。

10.根据权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

A、当所述上行主集链路（5）和上行分集链路（51）出现故障时；监控MCU（507）自动设置参数或手动控制，并给出开关信号SW，使得第二旁路开关（102）与第一旁路开关（107），第三旁路开关（113），以及第四旁路开关（118）均处于闭合状态；信号流程为：上行主集收发天线（109）和上行分集收发天线（120）接受到的信号，分别通过上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）后，再分别经过第一旁路开关（107）和第四旁路开关（118），并将信号分别直接传输给第二旁路开关（102）和第三旁路开关（113），最后由第二旁路开关（102）和第三旁路开关（113）上传给基站（101）；

B、当所述上行主集链路（5）和上行分集链路（51）正常工作时；监控MCU（507）自动设置参数或手动控制，并给出开关信号SW，使得第二旁路开关（102）与第一旁路开关（107），第三旁路开关（113），以及第四旁路开关（118）均处于断开状态；信号流程为：上行主集收发天线（109）和上行分集收发天线（120）接受到的信号分别通过上行主集塔放（108）和上行分集塔放（119）后，再分别经过第一双工器（106）和滤波器（117），再分别经过上行主集低噪放（105）和上行分集低噪放（116），再分别经过第二双工器（104）和三双工器（115），再分别经过第一大功率可调衰减器（103）和第二大功率可调衰减器（114），最后分别上传到基站（101）。