CN102647774A - 一种gsm功放系统的自适应时隙关断方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种GSM功放系统的自适应时隙关断方法和装置，GSM功放系统的自适应时隙关断方法包括以下步骤：首先检测功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值，并调整功放系统主链路时延值或开关控制链路的时延值，使调整后的功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值相等；再分别判断GSM信号的各个时隙是否被占用；基于判断结果对输入功放的栅压进行控制。本发明通过链路时延检测及调整的步骤，使得功放系统对时隙关断栅压更加准确，可靠性更好。本发明在保证设备运行稳定性和提高系统效率的同时也降低了运行成本。

Description

一种GSM功放系统的自适应时隙关断方法和装置

技术领域

本发明涉及GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)基站和直放站通信系统领域，具体涉及一种GSM功放系统的自适应时隙关断方法和装置。

背景技术

近年来，随着无线通信终端技术的发展，手机用户越来越多，尤其是GSM手机用户。这也带动了GSM基站和直放站的发展和应用，使其遍布全国。GSM基站通信系统采用了时分复用(Time Division Multiple Address，TDMA)和频分复用(Frequency Division Multiple Address，FDMA)技术，在每个载频上分为8个时隙，每个时隙都可以支持一个用户进行信息传输。

我们知道在GSM基站或直放站通信系统中，功放是一个主要的信号放大装置，在下行链路中它负责把从基站处理过的信号进行放大并传送到天线端口发射出去以便用户终端接收。功放的耗能在整个系统中是比较大的，然而功放模块每天有65％左右的时间处于低负载或空载状态，由此带来了功放效率低下而耗能多的状况，增加了运营成本，造成了资源浪费，因此，为了实现节能减排必须提高功放的效率。

功放的节能主要是通过关闭空闲时隙的静流来实现，图1是现有的一种时隙关断装置。该技术通过检测GSM时隙是否被占用来开启和关闭输入功放的栅压，以此达到节能和提高功放效率的目的。但是，由于延时造成对功放的时隙关断不准确的隐患，容易造成功放误关断，进而影响通话质量。目前现有的GSM功放系统大多都没有时隙关断技术，有时隙关断技术的也缺少链路时延的自适应调整容易造成功放的误关断。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种GSM功放系统的自适应时隙关断的方法，以解决目前时隙关断技术存在的误关断功放栅压的缺陷，更好的提升功放效率。

本发明的另一目的在于提供一种GSM功放系统的自适应时隙关断的装置。

本发明的目的通过下述技术方案来实现，一种GSM功放系统的自适应时隙关断方法，包括如下步骤：

检测功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值；

调整功放系统主链路时延值或开关控制链路的时延值，使调整后的功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值相等；

分别判断GSM信号的各个时隙是否被占用；

基于判断结果对输入功放的栅压进行控制。

一种GSM功放系统的自适应时隙关断的装置，包括：

时延检测单元，用于检测功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值；

时延调整单元，调整功放系统主链路时延值或开关控制链路的时延值，使调整后的功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值相等；

第一判断单元，用于判断GSM信号的各个时隙是否被占用；

时隙开关控制模块，用于基于第一判断单元的判断结果对输入功放的栅压进行控制；

其中，时延检测单元、时延调整单元、第一判断单元、时隙开关控制模块依次连接。

本发明主要是通过调整主链路时延或开关链路时延，使两个链路的时延值相等，有效的防止误关断功放栅压问题的出现，使得输入功放模块的栅压关断更加准确，可靠性更好，并根据GSM基站系统下行是否有时隙被占用来产生控制信号去控制输入功放的栅压，进而达到开启或关闭功放系统的目的。大大节约了运营维护的成本，功放效率改善也大大提升。

附图说明

图1是现有功放系统时隙关断装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的GSM功放系统的自适应时隙关断方法的流程图；

图3是本发明实施例的时延调整示意图；

图4是本发明实施例的GSM功放系统的自适应时隙关断装置的示意图；

图5是图4中的时隙开关控制模块示意图；

图6是由图4的时隙开关控制模块输出的栅压示意图；

图7是利用本发明实施例的GSM功放系统的自适应时隙关断装置一款功放管进行试验的效率改善状况。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术特点，下面结合实施例和附图对本发明做进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

为了更好的理解本发明，先简单介绍一下图1所示的现有功放系统时隙关断装置的结构示意图中各个模块的功能和作用。该功放系统包括了射频信号接收处理模块A1、中频信号接收处理模块2、数字基带信号处理模块3、射频信号接收处理模块B4、功放模块5、时隙开关控制模块6以及栅压产生模块7。

射频信号接收处理模块A1主要是将接收到的GSM信号经过下变频转换为中频信号用于模数转换器(ADC)进行采样处理然后交给数字基带信号处理模块3；射频信号接收处理模块B4的功能是将数字基带信号处理模块3处理完的信号转变为射频信号进行输出。

中频信号处理模块2主要是模数转换器(ADC)，用于将模拟的信号转变为数字信号交给数字基带信号处理模块3进行处理。

数字基带信号处理模块3可以是FPGA(现场可编程门阵列)也可以是DSP(数字信号处理器)。该模块的功能是：可以通过对接收到的信号进行滤波检测的方法，分别判断GSM信号的8个时隙哪个时隙被用户占用哪个时隙没有被占用，同时根据时隙是否被占用产生一个控制信号去控制时隙开关控制模块。

栅压产生模块7是由控制系统通过对数模转换器(DAC)进行控制产生栅压输入到时隙开关控制模块6。

如图2所示，本发明的GSM功放系统的自适应时隙关断的方法，包括如下步骤：

步骤S101：检测功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值，主链路时延值是指图1中的从数字基带信号处理模块3到射频信号接收模块B 4再到功放模块5的链路时延值，开关链路时延值是指从基带信号处理模块3经时隙开关控制模块6再到功放模块5的时延值；可以采用现有技术中链路时延检测方法完成时延检测，例如可以通过数字基带处理模块3产生一个点频信号(时域上为正弦信号或余弦信号)，在点频信号发出去的同时开始计数并关闭该点频信号产生单元，然后检测反馈回来的信号功率出现没有信号功率值时停止计数。该计数的值即为对应链路的时延值，然后再采用这一方法检测另一路的时延值；

步骤S102：调整功放系统主链路时延值或开关控制链路时延值，使调整后的功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值相等，通过调整主链路时延值或开关链路时延值，有效的防止误关断问题的出现；

步骤S103：分别判断GSM信号的各个时隙是否被占用，通过信号功率检测的方法可以判断GSM信号的哪个时隙被用户占用，哪个时隙未被用户占用；

步骤S104：基于上述判断结果对输入功放的栅压进行控制，当时隙被占用，通过控制使得功放有栅压输入，即开启对应时隙的栅压，当时隙未被占用，无栅压输入功放，即关闭对应时隙的栅压。

参见图3所述，上述步骤S102具体的过程可以通过如下步骤实现：

判断功放系统主链路时延值是否大于开关控制链路时延值；是，则加大开关控制链路时延至与功放系统主链路时延值相等；否，则加大功放主链路时延至与开关控制链路时延值相等。在此，需要说明的是，因为器件本身带来的时延不可以消除，所以一般调整时延只可以加大对应链路的时延而不能减小对应链路的时延。同时，由于功放主链路信号处理时延一般较开关链路时延要长，所以一般不会出现功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值正好相等的情况，同时因为所采用的调整方法一般为在对应链路中通过软件程序加上两个链路时延值的差值，所以就算出现二者相等的情况，只不过是在某一链路中加上零，也不会影响链路时延的调整。

所述步骤S104具体包括：当判断结果是GSM时隙被占用，基于对应的判断结果控制使得有栅压输入功放；当判断结果是GSM时隙未被占用，基于对应的判断结果控制使得无栅压输入功放。在一个优选的实施例中，可以选用三极管作为时隙开关控制模块6的控制开关，那么当判断结果是GSM时隙被占用，则产生低电平控制信号，使得三极管开关电路截止从而输出栅压给功放，开启了功放对应时隙的栅压；当判断结果是GSM时隙未被占用，则产生高电平控制信号，使得三极管开关电路导通而无栅压输出，关闭了功放对应时隙的栅压。此外，也可以采用其他方式实现，比如与非门的方式。

实施例2

图4示出了本发明提供的GSM功放系统的自适应时隙关断装置的示意结构，为了便于说明，仅示出了与本发明的实施例相关的部分，这些部分可以是软件、硬件或者软硬件结合的模块。

所述GSM功放系统的自适应时隙关断的装置包括数字基带信号处理模块3和时隙开关控制模块6，同时，数字基带信号处理模块3包括依次连接的时延计算单元、时延调整单元、第一判断单元，第一判断单元连接时隙开关控制模块6，下面详细介绍各个单元和模块的功能和作用：

时延计算单元，用于检测功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值，主链路时延值是指从数字基带信号处理模块3到射频信号接收模块B4再到功放模块5的链路时延值，开关链路时延值是指从基带信号处理模块3经时隙开关控制模块6再到功放模块的时延值；可以采用现有技术中链路时延检测方法完成时延检测，例如可以通过数字基带处理单元3产生一个点频信号(时域上为正弦信号或余弦信号)，在点频信号发出去的同时开始计数并关闭该点频信号产生单元，然后检测从反馈链路反馈回来的信号功率出现没有信号功率值时停止计数，根据该计数的值得到对应链路的时延值，然后再采用这一方法检测另一路的时延值；

时延调整单元，用于调整功放主链路时延或开关控制链路时延，使调整后的功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值相等，通过调整主链路时延值和开关链路时延值，有效的防止误关断问题的出现；

第一判断单元，用于判断GSM信号的各个时隙是否被占用，并根据判断结果产生对应控制信号，通过信号功率检测的方法可以判断GSM信号的哪个时隙被用户占用，哪个时隙未被用户占用，同时，根据时隙是否被占用产生一个控制信号；

时隙开关控制模块，用于基于上述控制信号对功放的栅压进行控制，当时隙被占用，通过控制信号的作用可以使功放有栅压输入，即开启对应时隙的功放栅压，当时隙未被占用，通过控制信号的作用可以不给功放输入栅压，即关闭对应时隙的功放栅压。如图6所示，GSM时隙TS0、TS1、TS6为有栅压，功放打开，其他的是无栅压，则功放关闭。

时延调整单元具体包括：第二判断单元，用于判断功放系统主链路时延值是否大于开关控制链路时延值；第一时延调整子单元，用于在第二判断单元的判断结果为是时，加大开关控制链路时延至与功放系统主链路时延值相等；第二时延调整子单元，用于在第二判断单元的判断结果为否时，加大功放主链路时延至与开关控制链路时延值相等。关于为什么采用加大对应链路的时延以及不考虑功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值相等的情况与实施例1中所述内容相同，在此就不再加以赘述。

在一个优选的实施例中，时隙开关控制模块6包括三极管开关电路9，所述三极管开关电路9的基极连接第一判断单元的输出端，三极管开关电路9集电极连接功放模块的栅压输入端口，三极管开关电路9的发射极连接栅压产生模块。当判断单元的判断结果是GSM对应时隙被占用，则产生低电平控制信号，会导致三极管开关电路9截止从而输出栅压给功放模块，当判断结果是GSM时隙未被占用，则产生高电平控制信号，会导致三极管开关电路导通9而不给功放模块的输入栅压。

在具体实施时，如图5所示，是本发明的时隙开关控制模块结构示意图，时隙开关控制模块包括射随器8、三极管开关电路9，其中，射随器8的输入端是由栅压产生模块7产生的栅压，射随器8的输出端接到三极管开关电路9的集电极上。时隙开关控制模块6的控制信号是由数字基带信号根据检测到的GSM信号时隙是否被占用而产生的控制信号，当检测到的GSM时隙被占用时，数字基带信号处理模块3产生一个低电平信号，使得三极管开关电路9截止从而输出栅压给功放模块，当检测到的GSM时隙没有被占用时，数字基带信号处理模块产生一个高电平使得三极管开关电路导通进而不给功放模块的栅压，关闭了功放模块达到了节能目的。射随器8的加入增加了三极管开关电路9和栅压产生模块的隔离度，也增加了栅压的驱动能力，不添加射随器8会导致栅压经过三极管开关电路9会被拉低而无法对功放单元的栅压进行控制，该射随器8的输出口也可以先经过滤波器再接到三极管开关电路9上。

此外，采用本发明实施例的技术对某一功放管进行了测试，如图7所示，相对于不采用本发明的技术，采用本发明的技术后功放管的效率明显提高。下面对图7进行详细说明：曲线1描绘的是功放输入GSM单载波信号时采用时隙关断技术的效率曲线，而曲线2为对应曲线1却不采用时隙关断技术的效率曲线，从这两条曲线可以发现在GSM单载波单时隙有用户的条件下，采用时隙关断技术以后功放管效率可以从17％左右提升到42％左右。在8个时隙情况下由于时隙全部占用所以开启还是关闭时隙关断开关对功放效率没有改善，曲线1、曲线2都汇交在了45％左右；曲线3描绘了GSM双载波信号在采用时隙关断技术以后的效率曲线，曲线4描绘了GSM双载波信号在不采用时隙关断技术的效率曲线，从这两条曲线可以发现在GSM双载波单时隙有用户的条件下，采用时隙关断技术以后功放管效率可以从13％左右提升到35％左右。曲线5描绘了GSM六载波信号在采用时隙关断技术以后的效率曲线，曲线6描绘了GSM六载波信号在不采用时隙关断技术的效率曲线，从这两条曲线可以发现在采用时隙关断技术以后功放管效率可以从5％左右提升到17％左右。其中，时隙关断功能使用与否一般由数字基带处理单元控制，利用该单元可以对时隙关断技术进行打开也可以关闭。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种GSM功放系统的自适应时隙关断方法，其特征在于包括如下步骤：

检测功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值；

调整功放系统主链路的时延值或开关控制链路的时延值，使调整后的功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值相等；

分别判断GSM信号的各个时隙是否被占用；

基于判断结果对输入功放的栅压进行控制。

2.根据权利要求1所述GSM功放系统的自适应时隙关断的方法，其特征在于所述调整功放系统主链路时延值或开关控制链路的时延值，使调整后的两个链路的时延值相等包括如下步骤：

判断功放系统主链路时延值是否大于开关控制链路时延值；

是，则加大开关控制链路时延值至与功放系统主链路时延值相等；

否，则加大功放系统主链路时延值至与开关控制链路时延值相等。

3.根据权利要求1所述的GSM功放系统的自适应时隙关断方法，其特征在于所述基于判断结果对输入功放的栅压进行控制包括如下步骤：

当判断结果是GSM时隙被占用，基于对应的判断结果控制使得有栅压输入功放；

当判断结果是GSM时隙未被占用，基于对应的判断结果控制使得无栅压输入功放。

4.一种GSM功放系统的自适应时隙关断装置，其特征在于包括：

时延检测单元，用于检测功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值；

时延调整单元，调整功放系统主链路的时延或开关控制链路的时延，使调整后的功放系统主链路时延值和开关控制链路时延值相等；

第一判断单元，用于判断GSM信号的各个时隙是否被占用；

时隙开关控制模块，用于基于第一判断单元的判断结果对输入功放的栅压进行控制；

其中，时延检测单元、时延调整单元、第一判断单元、时隙开关控制模块依次连接。

5.根据权利要求4所述GSM功放系统的自适应时隙关断装置，其特征在于所述时延调整单元具体包括：

第二判断单元，用于判断功放系统主链路时延值是否大于开关控制链路时延值；

第一时延调整子单元，用于在第二判断单元的判断结果为是时，加大开关控制链路时延至与功放系统主链路时延值相等；

第二时延调整子单元，用于在第二判断单元的判断结果为否时，加大功放主链路时延至与开关控制链路时延相等。

6.根据权利要求4所述GSM功放系统的自适应时隙关断装置，其特征在于第一判断单元根据判断结果产生对应控制信号，当判断结果是GSM时隙被占用，则产生低电平控制信号，当判断结果是GSM时隙未被占用，则产生高电平控制信号；

所述时隙开关控制模块包括三极管开关电路，所述三极管开关电路基极连接第一判断单元的输出端，所述三极管开关电路集电极连接功放模块的输入端。

7.根据权利要求6所述GSM功放系统的自适应时隙关断栅压装置，其特征在于所述时隙开关控制模块还包括射随器，所述射随器输入端连接相应的栅压产生模块的输出端，所述射随器输出端连接三极管开关电路的集电极。

8.根据权利要求7所述GSM功放系统的自适应时隙关断栅压装置，其特征在于所述射随器和三极管开关电路之间连接滤波器。

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