CN103596188A - 基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备及其控制方法，设备包括第一主集双工器，与第一主集双工器连接的主集低噪放大单元和主集放大单元，与主集低噪放大单元和主集放大单元连接的第二主集双工器；第一分集双工器，与第一分集双工器连接的分集低噪放大单元和分集放大单元，与分集低噪放大单元和分集放大单元连接的第二分集双工器，还包括合路器，载波搜索单元以及载波指派单元，合路器分别与第一主集双工器和第一分集双工器连接，载波搜索单元分别与主集放大单元和分集放大单元连接。本发明采用载波搜索以及载波指派的技术实现了兼容单端口2载波或者每个端口1载波的应用方式，从而有效的提高了覆盖效果以及应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统中射频技术、数字技术设计领域，特别涉及一种能有效、可靠的、安全的进行基站下行载波放大以及上行接收机灵敏度改善的塔放设备及控制方法。
背景技术
随着近年来移动通信的发展，为了提升移动通信的服务质量，需要进一步提升无线信号的覆盖效果，达到无缝覆盖的要求。而现有技术中移动信号的超远距离覆盖以及深度覆盖的效果均不理想，当超过一定的距离以及一定的深度之后，信号的覆盖效果比较差。
如图1所示，目前传统的塔顶放大器由于其原理受限，所以只能从基站的载波板取信号或者说只能适应于基站的输出端只有一个载波的应用；其主要的限制在于只允许每一个输入端口进入1个载波。如图2所示为传统塔放设备的具体应用及频谱图，许多2载波的基站其输出端口是2个载波，此时该系统的输出端口不仅会有这两个载波，而且会同时产生很多的交调分量，干扰相邻信道或者上行通道。同时另外一路功放起不到任何作用，从而影响覆盖的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种提升移动信号的超远距离覆盖以及深度覆盖效果的基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备。
本发明的另一目的在于，提供一种基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备的控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备，包括第一主集双工器，分别与第一主集双工器连接的主集低噪放大单元和主集放大单元，分别与主集低噪放大单元和主集放大单元连接的第二主集双工器；第一分集双工器，分别 与第一分集双工器连接的分集低噪放大单元和分集放大单元，分别与分集低噪放大单元和分集放大单元连接的第二分集双工器，还包括串联连接的合路器，载波搜索单元以及载波指派单元，所述合路器分别与第一主集双工器和第一分集双工器连接，所述载波搜索单元分别与主集放大单元和分集放大单元连接。
优选的，所述载波搜索单元包括顺序连接的第一混频器、模拟/数字转换器ADC以及对转换后的数字信号进行数字信号分析处理的FPGA，模拟/数字转换器一端连接混频器，另一端连接FPGA。
优选的，所述载波指派单元包括，对具体的信道设置相应的数字滤波器的FPGA，所述FPGA连接有一个或多个数字模拟转换器DAC，每一个数字模拟转换器分别连接一个混频器。
优选的，所述主集低噪放单元包括串联连接的第一主集ATT放大单元和主集低噪放大器，所述第一主集ATT放大单元与第一主集双工器连接，所述主集低噪放大器与与第二主集双工器连接。
优选的，所述主集放大单元包括串联连接的第二主集ATT放大单元和主集放大器，所述第二主集ATT放大单元与载波指派单元连接，所述主集放大器与第二主集双工器连接。
优选的，所述分集低噪放单元包括串联连接的第一分集ATT放大单元和分集低噪放大器，所述第一分集ATT放大单元与第一分集双工器连接，所述分集低噪放大器与与第二分集双工器连接。
优选的，所述分集放大单元包括串联连接的第二分集ATT放大单元和分集放大器，所述第二分集ATT放大单元与载波指派单元连接，所述分集放大器与第二分集双工器连接。
为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案:
本发明基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备的控制方法，包括下述具体步骤：
S1、基站输出的2载波下行信号，通过双工器分离后进入到合路器；
S2、经合路器处理后的信号进入到载波搜索单元；
S3、载波搜索单元中经过数字信号处理与分析，得到输入信号的具体信道号，载波搜索单元根据分析输入信号的信道号；
S4、载波指派单元根据载波搜索单元的具体信道号，设计相应的信号通道，并分别把每一个载波指派到相应的功率放大单元；
S5、通过独立功放放大进入到其中的载波信号；
S6、每一个经过放大后的载波信号通过双工器后进入到天馈发射。
优选的，步骤S3中，所述载波搜索的具体步骤为：
S31、射频信号经过下变频转化为中频信号；
S32、中频信号经过ADC采样转化为数字信号；
S33、FPGA接收到ADC送过来的数字信号并对其进行数字信号分析处理，得到具体的信道号，完成载波搜索。
优选的，所步骤S4中，所述载波指派的具体步骤为：
S41、FPGA经过载波搜索的知道信号的具体信道号；
S42、FPGA对连接DAC的通道，根据具体的信道号设置相应的数字滤波器；
S43、载波的信号经过相应的数字滤波器后保证每一个通道只有一个载波进入；
S44、DAC对经过滤波器后的载波信号进行数模转化，变成中频信号；
S45、中频信号经过上变频转化成原有的射频信号；
S46、射频信号送入到不同的功放完成载波指派的功能。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明采用载波搜索以及载波指派的技术实现了可以兼容单端口2载波或者每个端口1载波的应用方式，从而有效的提高了覆盖效果以及应用范围。
2、本发明能有效、可靠的、安全的进行基站下行载波放大以及上行接收机灵敏度改善。
附图说明
图1是传统塔顶放大器原理框图；
图2是传统塔放一个端口输入2载波的示意图；
图3是本发明基于载波搜索与载波指派大功率塔放系统框图；
图4是本发明基于载波搜索与载波指派大功率塔放系统2载波输入时工作原理图。
图5是本发明载波搜索单元的结构示意图；
图6是本发明载波指派单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图3和图4所示，本实施例一种基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备，包括第一主集双工器，分别与第一主集双工器连接的主集低噪放大单元和主集放大单元，分别与主集低噪放大单元和主集放大单元连接的第二主集双工器；第一分集双工器，分别与第一分集双工器连接的分集低噪放大单元和分集放大单元，分别与分集低噪放大单元和分集放大单元连接的第二分集双工器，还包括串联连接的合路器，载波搜索单元以及载波指派单元，所述合路器分别与第一主集双工器和第一分集双工器连接，所述载波搜索单元分别与主集放大单元和分集放大单元连接。
如图5所示，所述载波搜索单元包括顺序连接的第一混频器、模拟/数字转换器以及对转换后的数字信号进行数字信号分析处理的FPGA，模拟/数字转换器一端连接混频器，另一端连接FPGA。
如图6所示，所述载波指派单元包括，对具体的信道设置相应的数字滤波器的FPGA、第二数字/模拟转换器、第三数字/模拟转换器、第二混频器以及第三混频器，所述第二数字/模拟转换器和第三数字/模拟转换器均与FPGA连接，所述第二混频器与第二数字/模拟转换器，所述第三混频器与第三数字/模拟转换器连接。所述FPGA还可以连接多个数字/模拟转换器，每个数字/模拟转换器分别又连接一个混频器。
所述主集低噪放单元包括串联连接的第一主集ATT放大单元和主集低噪放大器，所述第一主集ATT放大单元与第一主集双工器连接，所述主集低噪放大器与与第二主集双工器连接。
所述主集放大单元包括串联连接的第二主集ATT放大单元和主集放大器，所述第二主集ATT放大单元与载波指派单元连接，所述主集放大器与第二主集双工器连接。
所述分集低噪放单元包括串联连接的第一分集ATT放大单元和分集低噪放大器，所述第一分集ATT放大单元与第一分集双工器连接，所述分集低噪放大器与与第二分集双工器连接。
所述分集放大单元包括串联连接的第二分集ATT放大单元和分集放大器，所述第二分集ATT放大单元与载波指派单元连接，所述分集放大器与第二分集双工 器连接。
图4为基于载波搜索与载波指派大功率塔放系统2载波输入时工作原理图本，其控制方法包括下述具体步骤：
S1、基站输出的2载波下行信号，通过双工器分离后进入到合路器，所述合路器保证可以同时应用到基站单端口输出2载波以及每一个端口输出到1载波的应用以及；
S2、由于合路器只有一路有输入信号，其会带来一定的功率损耗，经合路器处理后的信号进入到载波搜索单元；
S3、载波搜索单元中经过数字信号处理与分析，得到输入信号的具体信道号，载波搜索单元根据分析输入信号的信道号，所述载波搜索单元能够有效分析输入信号的信道号；
S4、载波指派单元根据载波搜索单元的具体信道号，设计相应的信号通道，并分别把每一个载波指派到相应的功率放大单元，载波指派单元是有效实现载波分离；
S5、大功率的独立功放放大进入到其中的载波信号；
S6、每一个经过放大后的载波信号通过双工器后进入到天馈发射。
步骤S3中，所述载波搜索的具体步骤为：
S31、射频信号经过下变频转化为中频信号；
S32、中频信号经过ADC采样转化为数字信号；
S33、FPGA接收到ADC送过来的数字信号并对其进行数字信号分析处理，得到具体的信道号，完成载波搜索。
所步骤S4中，所述载波指派的具体步骤为：
S41、FPGA经过载波搜索的知道信号的具体信道号；
S42、FPGA对连接DAC的通道，根据具体的信道号设置相应的数字滤波器；
S43、载波的信号经过相应的数字滤波器后保证每一个通道只有一个载波进入；
S44、DAC对经过滤波器后的载波信号进行数模转化，变成中频信号；
S45、中频信号经过上变频转化成原有的射频信号；
S46、射频信号送入到不同的功放完成载波指派的功能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替 代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备，包括第一主集双工器，分别与第一主集双工器连接的主集低噪放大单元和主集放大单元，分别与主集低噪放大单元和主集放大单元连接的第二主集双工器；第一分集双工器，分别与第一分集双工器连接的分集低噪放大单元和分集放大单元，分别与分集低噪放大单元和分集放大单元连接的第二分集双工器，其特征在于，还包括串联连接的合路器，载波搜索单元以及载波指派单元，所述合路器分别与第一主集双工器和第一分集双工器连接，所述载波搜索单元分别与主集放大单元和分集放大单元连接。
2.根据权利要求1所述的基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备，其特征在于，所述载波搜索单元包括顺序连接的第一混频器、模拟/数字转换器以及对转换后的数字信号进行数字信号分析处理的FPGA，模拟/数字转换器一端连接混频器，另一端连接FPGA。
3.根据权利要求1所述的基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备，其特征在于，所述载波指派单元包括，对具体的信道设置相应的数字滤波器的FPGA，所述FPGA连接有一个或多个数字模拟转换器，每一个数字模拟转换器分别连接一个混频器。
4.根据权利要求1所述的基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备，其特征在于，所述主集低噪放单元包括串联连接的第一主集ATT放大单元和主集低噪放大器，所述第一主集ATT放大单元与第一主集双工器连接，所述主集低噪放大器与与第二主集双工器连接。
5.根据权利要求1所述的基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备，其特征在于，所述主集放大单元包括串联连接的第二主集ATT放大单元和主集放大器，所述第二主集ATT放大单元与载波指派单元连接，所述主集放大器与第二主集双工器连接。
6.根据权利要求1所述的基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备，其特征在于，所述分集低噪放单元包括串联连接的第一分集ATT放大单元和分集低噪放大器，所述第一分集ATT放大单元与第一分集双工器连接，所述分集低噪放大器与与第二分集双工器连接。
7.根据权利要求1所述的基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备，其特征在于，所述分集放大单元包括串联连接的第二分集ATT放大单元和分集放大器，所述第二分集ATT放大单元与载波指派单元连接，所述分集放大器与第二分集双工器连接。
8.根据权利要求1-7中任一项所述基于载波搜索以及载波指派的大功率塔放设备的控制方法，其特征在于，包括下述具体步骤：
S1、基站输出的2载波下行信号，通过双工器分离后进入到合路器；
S2、经合路器处理后的信号进入到载波搜索单元；
S3、载波搜索单元中经过数字信号处理与分析，得到输入信号的具体信道号，载波搜索单元根据分析输入信号的信道号；
S4、载波指派单元根据载波搜索单元的具体信道号，设计相应的信号通道，并分别把每一个载波指派到相应的功率放大单元；
S5、通过独立功放放大进入到其中的载波信号；
S6、每一个经过放大后的载波信号通过双工器后进入到天馈发射。
9.根据权利要求8所述的基于载波搜索与载波指派的大功率塔放设备的控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述载波搜索的具体步骤为：
S31、射频信号经过下变频转化为中频信号；
S32、中频信号经过模拟数字转换器采样转化为数字信号；
S33、FPGA接收到模拟数字转换器送过来的数字信号并对其进行数字信号分析处理，得到具体的信道号，完成载波搜索。
10.根据权利要求8所述的基于载波搜索与载波指派的大功率塔放设备的控制方法，其特征在于，所步骤S4中，所述载波指派的具体步骤为：
S41、FPGA经过载波搜索的知道信号的具体信道号；
S42、FPGA对连接数字模拟转换器的通道，根据具体的信道号设置相应的数字滤波器；
S43、载波的信号经过相应的数字滤波器后保证每一个通道只有一个载波进入；
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