CN1523907A

CN1523907A - 一种功率放大器备份的方法及其装置

Info

Publication number: CN1523907A
Application number: CNA031048285A
Authority: CN
Inventors: 李海涛; 郦舟剑; 蒲涛
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2023-02-20
Also published as: CN1266961C

Abstract

本发明提出了一种功率放大器备份的方法及其装置，适用于无线通信系统中，N路主集信号分别从N个输入端口与N个功放连接，信号放大后分别从N个输出端口输出；N路分集信号分别从N个输入端口输入到第一单位N掷的电子开关，通过预先选择的通道连接一个功放，信号放大后输入到第二单位N掷的电子开关，并选择相应的通道从相应的输出端口输出；当第M路主集信号通道的功放发生故障，两个单位N掷电子开关将通道切换到与第M路主集信号通道相对应分集信号通道上，并将第M路主集信号通道执行的业务转到该分集信号通道上。本发明不仅可以提供功放备份功能，而且在功放不发生故障时，可以提供备份通道加强下行覆盖的能力。

Description

一种功率放大器备份的方法及其装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统，尤其是涉及基站中功率放大器(以下称“功放”)的技术领域。

技术背景

在无线通信系统中，对基站可靠性要求非常严格。特别是某些小容量系统，站点位置偏僻，环境恶劣，对系统的可靠性要求更为严格。所以，绝大部分解决方案，都对重要单元进行了备份配置。在WCDMA系统中，线性功放大量使用，其单模块的可靠性相对于系统其他单元要低很多，是系统可靠性的瓶颈，所以对功放单元的备份是各个系统设计者特别关注和需要倾全力一定要实现的。它的基本思想是：当发现系统中某功放单元发生故障不能继续工作时，通过系统及时处理，将该功放单元上的全部或部分功能转移到其备份单元上来完成，从而不对系统的正常工作产生大的影响，争取时间来进行对故障单元的维护，恢复系统到正常状态。

下面以一个3+1备份的配置方案为例说明现有通用的功放备份方案。如图1所示，其中，功放单元共4只，第一功放单元1021、第二功放单元1022、第三功放单元1023、第四功放单元1024，主要使用的是前三只功放单元，而第四功放单元1024是备用功放单元，是作为其他三只功放单元中任何一个出现故障时临时的替代单元。功放单元是独立模块，而前后两个电子开关是本方案的主要构成单元，还包含一些控制线等辅助部分，而控制功能的实现是在基站系统的其它部分完成的。

从图1可以看出，输入端口为三个，分别是第一输入端口1031、第二输入端口1032、第三输入端口1033；输出端口也为三个，分别是第一输出端口1041、第二输出端口1042、第三输出端口1043。三个输入端口经过一个三位四掷(3P4T)电子开关1011后接四只功放单元，经过4个功放单元放大后信号经过另一个3P4T电子开关1012后接三个输出端口。

备份功能的实现是依靠两个电子开关，在系统控制命令105下，配合实现信号通道的选择，从而选择合适的功放单元来完成信号放大功能。

举例说明备份功能的实现方式：正常状态下，第一功放单元1021、第二功放单元1022、第三功放单元1023都正常工作，所以系统选择此三只功放来完成信号放大功能，而第四功放单元1024闲置备用。而两个电子开关的通道状态正如图1所示，选择与前三只功放相连的通道。

图2所示为举例说明当其中第二功放单元发生故障时的通道切换情况，如果系统发现第二功放单元1022发生故障，系统会通过控制线105给两个电子开关下发控制命令，进行通道切换。两个开关会按照命令，断开发生故障的第二功放单元1022的联系通道，而将通道选择到备用功放单元——第四功放单元1024相连的通道上来，从而完成了备份功放切换功能，而对系统正常工作几乎没有影响。

需要说明的是，除了举例的3+1备份方式以外，上述描述对原理相同的N+1备份方式同样适用，只是通道和功放单元数量差异而已，这里不一一罗列了。

在现有的技术方案中，备份功放单元平时是闲置不用的，所以大部分时间内它的作用体现不出来，而对客户而言，是一种资源的极大浪费，因为在无线基站系统中，特别是WCDMA系统中，功放单元的成本占整个基站的成本比重比较大(在满配置情况下大概占到30％)，任何客户都希望能充分利用资源，达到最大的效益成本比。

另外，在WCDMA系统以及其他一些系统中，发射通道是有分集支路的，可以选择使用或者不使用。使用分集的好处是，增加了下行信号的覆盖范围，并且提高了移动终端抗干扰能力。但是上面的方案设计，没有体现分集的作用，通常都不支持分集，或者本来系统有分集作用，因为采用了备份方案，而浪费了发射机的分集功能闲置不用。

发明内容

本发明的目的就是提出一种功率放大器备份的新方法，可以提供无线通信基站功放单元备份功能，而且在功放不发生故障时，同时可以提供备份通道加强下行覆盖的能力，解决了基站高可靠性要求与功放模块较低可靠性现实的矛盾。

本发明另一个目的是提出一种可以实现上述方法的装置。

为实现本发明目的，一种功率放大器备份的方法，适用于无线通信系统中，包括以下步骤：

a、N路主集信号分别从N个输入端口与N个功率放大器连接，信号放大后分别从N个输出端口输出，其中N为不小于1的正整数；

b、N路分集信号分别从N个输入端口输入到第一单位N掷的电子开关，通过预先选择的通道连接一个功率放大器，信号放大后输入到第二单位N掷的电子开关，并选择相应的通道从相应的输出端口输出；

c、当第M路主集信号通道的功率放大器发生故障，第一单位N掷电子开关和第二单位N掷电子开关将通道切换到与第M路主集信号通道相对应分集信号通道上，并将第M路主集信号通道执行的业务转到该分集信号通道上，其中M为小于N的正整数。

步骤b中所述预先选择通道是由系统根据电子开关状态的控制来完成的。

步骤c中所述通道切换是由系统下发控制命令完成的。

一种实现所述功率放大器备份方法的装置，包括N路输入端口和输出端口，以及位于相应输入端口和输出端口之间的N个功率放大器，形成N路并行的通道，还包括一路由N路备份输入端口和输出端口、与所述输入端口和输出端口分别连接的两个单位N掷电子开关、以及位于所述两个单位N掷电子开关之间的一个功率放大器组成的通道，该通道与所述N路通道是并行的。

还包括一条连接所述两个单位N掷电子开关和系统的线路。

采用了本发明，可以充分利用备份功放，完成系统最佳性能。备份功放在平时没有备份需要的情况下，可以灵活支持某一路的分集信号发射，从而在一定程度上优化了系统性能，提高了系统效用；并且降低了成本，因为在实现第一个关键点的可选方案中，其他方案都是极大地增加了系统成本，而且在一定的意义上而言是不能被采用的，而本方案不但没有增加成本，而且降低了成本，达到了同样的目的；同时利用了分集通道，其他方案没有使用分集通道，降低了系统的可靠性和性能，因为分集不仅辅助了主集通道，共同优化了通道性能；需要的时候，分集还可以作为主集的备份，完全代替主集的功能；另一个优点在于控制系统在此方案中发挥了不仅仅是简单的开关控制切换功能，而是除了控制开关切换外，还结合了主集分集之间的功能协调，转换，从而灵活地实现所需要的配置。

附图说明

图1是现有技术中正常状态下功放备份结构示意图；

图2是现有技术中切换状态下功放备份结构示意图；

图3是本发明中正常状态下功放备份结构示意图；

图4是本发明中切换状态下功放备份结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明的具体实施方式。

仍以三路信号通道为例说明本发明的功放备份的方法及其实现装置。如图3所示的本发明中正常状态下功放备份结构，本发明将信号通道分成了两个相对独立的部分：

第一部分是主集信号通道，三路主集信号分别从第一输入端口2031、第二输入端口2032、第三输入端口2033分别连接三只功放单元：第一功放单元2021、第二功放单元2022、第三功放单元2023，信号放大后分别从第一输出端口2041、第二输出端口2042、第三输出端口2043输出。

第二部分是分集信号通道，三路分集信号从第四输入端口2034、第五输入端口2035、第六输入端口2036输入到一个单位三掷(SP3T)电子开关2011，通过选择通道连接备用功放单元(PA-R)2024，信号放大后在进入另一个SP3T电子开关2012，相应地选择通道然后从第四输出端口2044、第五输出端口2045、第六输出端口2046三者之一输出。对通道的选择取决于电子开关状态的控制，而控制是系统通过控制线205下发控制命令来完成的。

需要指出的，本发明使用的电子开关是SP3T型，而不同于一般的备份方案使用的电子开关形式3P4T。

正常状态下，第一功放单元2021、第二功放单元2022、第三功放单元2023都正常工作，所以系统选择此三个功放来完成信号放大功能，而备用功放单元2024可以根据之前的约定，灵活地选择任何一路分集放大输出，比如图3所示的，该路是作为第一输入端口2031经第一功放单元2021再到第一输出端口2041的分集通道，配合其实现下行覆盖的优化能力。而此时两个电子开关的通道状态正如图3所示。这时候，很好地利用了备份功放的功能，优化了系统部分性能，而不让资源闲置。

图4是本发明中切换状态下功放备份结构示意图，如图4所示，如果系统发现第二功放单元2022发生故障，系统会通过控制线205给两个电子开关下发控制命令，进行通道切换。两个开关会按照命令，将通道选择到第五输入端口2035经备用功放2024再与第五输出端口2045相连的通道上，并通过适当处理，将原来第二功放单元2022执行的业务完全转到备份功放单元2024上来完成，而类似处理将原来由第一输入端口2031经第一功放单元2021再到第一输出端口2041组成的通道和由第四输入端口2034经备份功放单元2024再到第四输出端口2044组成的通道共同完成的业务转换为全部由第一输入端口2031经第一功放单元2021再到第一输出端口2041组成的通道来完成，从而完成了备份功放切换功能，而对系统正常工作没有严重影响。

需要说明的是，除了举例的备份方式以外，上述描述对原理相同的备份方式同样适用，只是通道和功放单元数量差异而已。

与现有的技术方案相比，本发明有如下优点：

备份功放单元不再闲置，没有功放单元故障的时候，备份功放单元被充分利用，从而使客户的投资取得最大化的效益；

开关控制方式简单，与通用方案相比，这里的电子开关相比较现有技术中的电子开关相对简单，这样可以节省成本。而一般备份方案中，电子开关的成本占总成本的50％以上，所以这个变化对成本降低有一定的好处；

充分利用分集通道，特别是WCDMA系统，协议要求具备发射分集作用；而现有的功放备份方案，不能在同等配置下具备发射分集功能；而利用分集通道，可以优化系统性能，扩大系统容量，同等投入取得更大地受益；

系统的应用使配置方式灵活，也便于实现；现有技术中控制系统只是简单起到控制开关作用，没有发挥其他作用；而本发明，只需要软件上增加一些功能，成本可以忽略，就灵活地实现了更多的功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种功率放大器备份的方法，适用于无线通信系统中，其特征在于包括以下步骤：

2、如权利要求1所述的功率放大器备份方法，其特征在于：步骤b中所述预先选择通道是由系统根据电子开关状态的控制来完成的。

3、如权利要求1所述的功率放大器备份方法，其特征在于：步骤c中所述通道切换是由系统下发控制命令完成的。

4、一种实现权利要求1所述的功率放大器备份方法的装置，包括N路输入端口和输出端口，以及位于相应输入端口和输出端口之间的N个功率放大器，形成N路并行的通道，其特征在于还包括：一路由N路备份输入端口和输出端口、与所述输入端口和输出端口分别连接的两个单位N掷电子开关、以及位于所述两个单位N掷电子开关之间的一个功率放大器组成的通道，该通道与所述N路通道是并行的。

5、如权利要求4所述的装置，其特征在于还包括：一条连接所述两个单位N掷电子开关和系统的线路。