CN1627661A - 一种自适应无线直放站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自适应无线直放站，包括：一工作通路、一检测通路及一控制通路，所述工作通路包含一上行链路及一下行链路，所述链路都包含同一施主天线、重发天线及两个双工器，所述链路各包含一低噪声放大器及一功率放大器；所述检测通路包含一频率合成器及一混频器；所述控制通路包含一监控处理单元；其中，所述检测通路的频率合成器在控制通路的监控处理单元控制下产生一参考信号，所述参考信号经过工作通路的所述天线发射及接收后，通过检测通路的混频器与频率合成器原始产生的参考信号混频后，进入控制通路的监控处理单元，最后监控处理单元发出控制信号，调节工作通路的所述放大器的增益，从而实现自适应无线直放站的自适应功能。

Description

一种自适应无线直放站

【技术领域】

本发明涉及一种移动通信信号的覆盖系统，特别是涉及一种无线直放站。

【背景技术】

随着GSM、CDMA等移动通信网络的推广普及，通过采用不同类型的直放站来完善和优化网络信号覆盖质量，具有快捷、经济、有效的显著特点，因此安装使用直放站成为极其重要的网络优化手段，按不同工作形式直放站可分为：无线直放站、移频直放站、光纤直放站、室内直放站等，根据不同的工作要求分别应用于不同的环境场合。

对于无线直放站，请参阅图1，其基本工作方式是将重发天线接收到的上行信号(Fu)、施主天线接收到的下行信号(Fd)各自经过低噪声放大、功率放大处理后，分别经双工器从施主天线和重发天线发射出去，监控处理单元通过严格控制放大电路的放大增益，从而实现上下行信号的同步均衡放大，改善移动通信网络的无线覆盖效果。

由于无线直放站的信号源均取自空间耦合信号，因此其工作增益先天性受到施主端和重发端天线隔离度的限制。工程中首先需要对施主天线和重发天线之间的隔离度进行测量，为避免自激现象的发生及保证较好的信号质量，须保证隔离度高于系统工作增益，通常保持大约15dB的安全增益裕量，即IL-GU＝IL-GD≥10～15dB(IL、GU、GD分别为天线隔离度、上行工作增益、下行工作增益)

如果考虑到各种环境变化因素对天线隔离度可能造成的恶化，以及现场测量可能存在的误差等因素，实际安装调试中的安全增益裕量可能会更高，这样就进一步压缩了直放站工作增益的有效范围，降低直放站的无线覆盖范围和质量。因此，对于无线直放站，工作增益和安全稳定形成了矛盾。

为了改善直放站的工作效能，在确保不发生自激现象的前提下，现有的提高系统增益工作范围的主要技术措施是：

1.采用分集和屏蔽等技术措施提高施主端和重发端之间的天线隔离度；

2.提高天线隔离度的检测精度，降低测试误差；

3.实时不间断检测天线隔离度，即时监控隔离度参数的变化；

对于措施1，可从根本上改善直放站的稳定工作条件，但实际工程中受到各种环境条件的制约，其改善的程度存在较大局限性；

对于措施2，采用现代化的通信测试手段完全可以满足测试精度要求，但需要携带昂贵而笨重的测试仪器到施工安装现场，测试数据仅反映安装时刻状态，无法具备实时性；

对于措施3，请参阅中国专利申请第02115593.3号，该专利申请揭露了一种对无线传输直放站的天线隔离度进行自动检测的技术，其实现方法是：将测试功能模块嵌入到直放站中，通过对一系列带内参考信号的发射和接收，并进行相应的功率检测和计算来获得准确的天线隔离度数据，也可不间断工作获得实时检测数据，上述技术方案解决了天线隔离度的实时自动检测问题，但检测模块的工作并未考虑到邻近基站带内同频载波的影响因素，通常各基站的工作载波配置情况会根据需要进行调整和增配，对处于电磁环境较为复杂的基站密集区域，带内参考信号的接收和功率检测极易受到影响导致误差，另一方面，具有一定功率电平的带内参考信号发射到空间，也对邻近基站的正常工作造成干扰。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种自适应无线直放站。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明一种自适应无线直放站包含一工作通路、一检测通路及一控制通路，所述工作通路包含一上行链路及一下行链路，所述链路都包含同一施主天线、重发天线及两个双工器，所述链路各包含一低噪声放大器及一功率放大器；所述检测通路包含一频率合成器及一混频器；所述控制通路包含一监控处理单元；

其中，所述检测通路的频率合成器在控制通路的监控处理单元控制下产生一参考信号，所述参考信号经过工作通路的所述天线发射及接收后，通过检测通路的混频器与频率合成器原始产生的参考信号混频后，进入控制通路的监控处理单元，最后监控处理单元发出控制信号，调节工作通路的所述放大器的增益，从而实现自适应无线直放站的自适应功能。

本发明自适应无线直放站以预定的安全增益裕量工作的同时，通过对带内空闲信道的利用避免了其对邻近基站正常工作造成干扰，并且可在隔离度允许的范围内最大限度的提高无线直放站的覆盖范围。

【附图说明】

图1为现有无线直放站的原理示意图；

图2为本发明自适应无线直放站的连接及原理示意图；

图3为图2中混频及检测电路工作示意图；

图4为图2中频率合成器工作示意图；

图5为图2中衰减器工作示意图。

【具体实施方式】

本发明自适应无线直放站的各部件及其连接如图2所示：

1.工作通路

在下行链路中，施主天线接收工作信号Fd，经过双工器送到低噪声放大器(LNA)，经过低噪声放大后再送到功率放大器(PA)，经过功率放大后通过双工器由重发天线发射出去。

在上行链路中，重发天线接收工作信号Fu，经过双工器将工作信号Fu送到低噪声放大器(LNA)，进行低噪声放大后经过耦合器及滤波单元送至放大器，进行功率放大后送至双工器，最后由施主天线发射出去。

2.检测通路

请一并参阅图2、图3、图4及图5，频率合成器在监控处理单元控制下在带内空闲信道产生一恒定电平参考信号Ft(参考值：13dbm)后，将其同时馈入衰减器和混频器，经衰减器定量衰减(以保持施主天线端口Ft的输出电平为一恒定值，参考值：-15dbm)后，依次经由隔离器(使信号单向流通)、合路器、双工器，由施主天线发射出去；重发天线接收由施主天线发送的参考信号Ft的泄漏信号Ft’及工作信号Fu后，将泄漏信号Ft’及工作信号Fu经过双工器送至低噪声放大器(LNA)，经低噪声放大后，由耦合器耦合采样送至检测放大器，而送至滤波单元的泄漏信号Ft’被滤除，送至检测放大器的泄漏信号Ft’及耦合采样工作信号Fu’随后在混频器中与参考信号Ft进行同频混频，并生成反映衰减量的零中频信号Ft”及耦合采样工作信号Fu’，然后送入检测电路，在检测电路中，耦合采样工作信号Fu’由低通滤波器滤除，剩下的零中频信号Ft”依次经过绝对值放大、对数放大及A/D转换后送入监控处理单元。

3.控制通路

请一并参阅图2、图4及图5，该控制通路包含一监控处理单元，上述监控处理单元接收来自检测电路的检波信号后，经过运算发出控制信号至上下行工作通路的放大器及检测通路的衰减器，通过自动控制上下行工作通路放大器的增益，来实现施主天线与重发天线间隔离度的自动控制，所述监控处理单元的工作流程如下所述：

预处理状态：

a.监控处理单元发出控制信号，使直放站上下行放大通路正常工作，并使衰减器的射频开关处于关闭状态，以阻断参考信号Ft的发射通道；

b.监控处理单元自动控制频率合成器按指定频率(工作频带内任意设定)产生参考信号Ft(13dbm)馈入混频器；

c.在重发端接标准信号源，该标准信号源分别输出若干精确电平的射频信号(频率与Ft相同)，检测电路输出端则分别产生相应的若干电平数据，监控处理单元记录所述电平数据，并通过线性运算获得精细的参考电平数据。

其中，经过上述步骤可使监控处理单元获取精细、准确的参考电平数据。

自适应工作状态：

a.监控处理单元发出控制信号，关闭直放站上下行工作通路，关闭衰减器的射频开关，以阻断参考信号Ft的发射检测通路，而重发端对Ft的接收检测通路处于工作状态；

b.监控处理单元控制频率合成器分别产生若干工作频带内的点频扫描信号馈入混频器，分别记录对应检测电平数据，经比较运算获得带内电平最低的工作频点(即带内空闲信道的频点)；

c.监控处理单元开启衰减器的射频开关和上行功放(如果上行功放处于关闭状态)，使频率合成器以步骤b确定的工作频点产生参考信号Ft；

d.接收检测电路输出的检测电平数据，与预处理状态获得的精细电平数据对比运算，获得此时刻精确的隔离度数值；

e.监控处理单元依据预设的安全增益裕量(参考值：15dB)确定上下行工作通路功放的最佳工作增益数值，并以所述增益数值控制上下行工作通路功放(下行工作通路LNA及PA功放中至少一个，上行工作通路PA功放)，使所述无线直放站自动以预设的天线隔离度工作；

f.监控处理单元关闭衰减器的射频开关，阻断参考信号Ft的发射检测通路；

g.返回步骤b。

本发明的另一种实施方式是，将上行工作通路中的偶合器、滤波单元及合路器放在下行工作通路的相应位置，这样可使参考信号Ft由重发天线发射，然后由施主天线接收，其原理与工作方式与前述实施方式相同，在此不再赘述。

本发明自适应无线直放站的具体实施方式并不局限于上述的实施例。

Claims (9)

1.一种自适应无线直放站，包含一工作通路、一检测通路及一控制通路，所述工作通路包含一上行链路及一下行链路，所述链路都包含同一施主天线、重发天线及两个双工器，所述链路各包含一低噪声放大器及一功率放大器；所述检测通路包含一频率合成器及一混频器；所述控制通路包含一监控处理单元；其中，所述检测通路的频率合成器在控制通路的监控处理单元控制下产生一参考信号，所述参考信号经过工作通路的所述天线发射及接收后，通过检测通路的混频器与频率合成器原始产生的参考信号混频后，进入控制通路的监控处理单元，最后监控处理单元发出控制信号，调节工作通路的所述放大器的增益，从而实现自适应无线直放站的自适应功能。

2.如权利要求1所述的自适应无线直放站，其特征在于，所述检测通路还包含一衰减器，所述衰减器可在所述监控处理单元控制下定量衰减所述频率合成器产生的参考信号，以保持所述天线的输出电平为一恒定值。

3.如权利要求2所述的自适应无线直放站，其特征在于，所述检测通路还包含一隔离器及一检测放大器，所述隔离器的作用是使信号单向流通。

4.如权利要求3所述的自适应无线直放站，其特征在于，所述检测通路通过一合路器及一耦合器与所述工作通路连接，所述合路器使检测通路的所述参考信号由工作通路的所述天线发射；所述耦合器从所述工作通路耦合提取出所述参考信号的泄漏信号及一耦合采样工作信号。

5.如权利要求4所述的自适应无线直放站，其特征在于，所述工作通路还包含一滤波单元，所述滤波单元可滤除来自偶合器的所述泄漏信号

6.如权利要求1所述的自适应无线直放站，其特征在于，所述检测通路还包含一检测电路，所述检测电路将所述混频器的信号进行滤波、绝对值放大、对数放大及A/D转换后送入监控处理单元。

7.如权利要求1所述的自适应无线直放站，其特征在于，所述监控处理单元包含一预处理状态：

a.监控处理单元发出控制信号，使直放站上下行放大通路正常工作，并使衰减器的射频开关处于关闭状态，以阻断参考信号的发射通道；

b.监控处理单元自动控制频率合成器按指定频率(工作频带内任意设定)产生参考信号馈入混频器；

c.在重发端接标准信号源，该标准信号源分别输出若干精确电平的射频信号(频率与参考信号相同)，检测电路输出端则分别产生相应的若干电平数据，监控处理单元记录所述电平数据，并通过线性运算获得精细的参考电平数据。

8.如权利要求7所述的自适应无线直放站，其特征在于，所述监控处理单元包含一自适应工作状态：

a.监控处理单元发出控制信号，关闭直放站上下行工作通路，关闭衰减器的射频开关，以阻断参考信号的发射检测通路，而重发端对参考信号的接收检测通路处于工作状态；

b.监控处理单元控制频率合成器分别产生若干工作频带内的点频扫描信号馈入混频器，分别记录对应检测电平数据，经比较运算获得带内电平最低的工作频点(即带内空闲信道的频点)；

c.监控处理单元开启衰减器的射频开关和上行功放(如果上行功放处于关闭状态)，使频率合成器以步骤b确定的工作频点产生参考信号；

d.接收检测电路输出的检测电平数据，与预处理状态获得的精细电平数据对比运算，获得此时刻精确的隔离度数值；

e.监控处理单元依据预设的安全增益裕量确定上下行工作通路功放的最佳工作增益数值，并以所述增益数值控制上下行工作通路功放，使所述无线直放站自动以预设的天线隔离度工作；

f.监控处理单元关闭衰减器的射频开关，阻断参考信号的发射检测通路；

g.返回步骤b。

9.如权利要求1所述的自适应无线直放站，其特征在于，所述混频器产生的信号是一耦合采样工作信号及一反映衰减量的零中频信号。