CN1684531A - Gsm/cdma双向双工塔顶放大器 - Google Patents

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Abstract

一种GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，它有上行链路和下行链路，上行链路的电路结构为：发射接收天线(ANT)经双工器(DUP2)与低噪声放大器(LNA)的输入端连接，低噪声放大器(LNA)的输出端经双工器(DUP1)与基站(BTS)连接，下行链路的电路结构为：基站(BTS)经双工器(DUP1)与功率放大器(PA)的输入端连接，功率放大器(PA)的输出端经双工器(DUP2)与发射接收天线(ANT)连接。本发明的GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，是为解决GSM/CDMA系统边缘区域覆盖而设计的全新的基站延伸覆盖和网络优化设备，它是将基站功率放大器和单工塔顶放大器二者集成为一体的网络优化设备。

Description

GSM/CDMA双向双工塔顶放大器
技术领域
本发明涉及移动通信设备。
背景技术
基站接收灵敏度的提高一直是一个困难的问题，这主要是由于基站接收系统的有源器件和射频导体中的电子热运动引起的热噪声以及较长馈线的损耗引起的噪声。如：接收回路中的馈线，跳线和基站内的接收分路器、高频放大器等。这些热噪声的引入，降低了系统接收的信噪比(S/N)，从而限制了基站接收灵敏度的提高、降低了通话质量。
信号传输中的多级放大原理有利于改善系统噪声系数。多级放大器系统的噪声主要取决于第一级的噪声系数。
在移动通信系统中，由于基站和移动台发射功率和接收灵敏度的差异会造成上、下行功率不平衡，往往会出现移动台接收到基站的信号，而基站收不到移动台的信号，因此一个基站的覆盖范围取决于移动台到基站的上行有效距离。塔顶放大器降低了基站接收系统的噪声系数，也就是提高了基站接收灵敏度。
现有技术全球移动通信系统(GSM)和码分多址(CDMA)移动通信系统的基站放大器和塔顶放大器是分开的，不能实现双向双工的工作方式，也不能实现网络优化，其它的较为典型的移动通信系统如诺基亚和爱立信的BOOSTER只在基站输出端口加设放大器，只能放大下行信号，从效果来看会导致上下行不平衡，出现严重掉话和拥塞；美国赛乐的塔顶放大器由于设计功率过小，使用效果不明显，不能改善网络质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，是为解决GSM/CDMA系统边缘区域覆盖而设计的全新的基站延伸覆盖和网络优化设备，它是将基站功率放大器和单工塔顶放大器二者集成为一体的网络优化设备。
本发明的目的是这样实现的；
一种GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，它有上行链路和下行链路，其特征在于：上行链路的电路结构为：发射接收天线ANT经双工器DUP2与低噪声放大器LNA的输入端连接，低噪声放大器LNA的输出端经双工器DUP1与基站BTS连接，
下行链路的电路结构为：基站BTS经双工器DUP1与功率放大器PA的输入端连接，功率放大器PA的输出端经双工器DUP2与发射接收天线ANT连接。
所述功率放大器PA采用预失真高线性电路。
所述功率放大器PA的输入端和输出端之间的电路结构为：由预失真电路、功放管、隔离器依次级联构成。
所述功率放大器PA输入端和输出端之间跨接有开关K1。
所述低噪声放大器LNA的输入端和输出端之间跨接有开关K2。
本发明有以下积极有益效果：
与分设的基站功率放大器和单工塔顶放大器相比，本发明的双向双工塔顶放大器具有如下优点：
具有上、下行链路平衡的机制：应用本机可使上行噪声改善约6-7dB，下行功放增益6-7dB，使上下行信噪比同时增大，使基站延伸覆盖后的上下行区域基本一致。从而提高信号质量，减少掉话，提高切换成功率，有效调节话务分配，改善网络的通话质量。
毋需增加塔顶的天线和馈线：由于采用双工方式直接放大下行信号，可使用基站原天馈系统，适应各种CDU配置，安装简便快捷。
不动基站基房内的收发信机接口：由于设备安装于塔顶，电源通过T型头馈入，作为外置设备不需改变基站原有配置，可适应各种基站设备。
具有实时监测发射功率和自动旁路系统：功放单元故障时启动检测电路并自动导换到旁路系统，使基站仍以原有功率工作，系统不致中断。
可在-45℃--+55℃的环境温度下正常工作：达到室外通信设备工作环境温度的国家I类机标准，可适应国内各类复杂的地形和区域。
附图说明
图1是本发明一实施例的原理方框图；
图2是图1中功率放大器的原理方框图。
具体实施方式
请参照图1、图2，本发明是一种GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，它有上行链路和下行链路，上行链路的电路结构为：发射接收天线ANT经双工器DUP2与低噪声放大器LNA的输入端连接，低噪声放大器LNA的输出端经双工器DUP1与基站BTS连接，
下行链路的电路结构为：基站BTS经双工器DUP1与功率放大器PA的输入端连接，功率放大器PA的输出端经双工器DUP2与发射接收天线ANT连接。
所述功率放大器PA采用预失真高线性电路。
所述功率放大器PA输入端和输出端之间的电路结构为：由预失真电路、功放管、隔离器依次级联构成。
所述功率放大器PA输入端和输出端之间跨接有开关K1。
所述低噪声放大器LNA的输入端和输出端之间跨接有开关K2。
由以上描述可知，本发明的电路可放大上行链路信号，改善基站接收系统信噪比，提高接收灵敏度，增大上行信号覆盖距离；放大下行链路信号功率，增大下行信号覆盖距离。从而实现上、下行信号覆盖范围同时增大，达到覆盖延伸和网络优化的效果。该设备采用全双工方式的大功率超线性选频放大下行信号，同时提高上行接收灵敏度的一体化。
本发明的关键技术的先进性为：一是采用了美国LDMOS大功率功放管，效率高，可靠性好，实现数据信号发射功率倍数放大；二是如图1所示，采用了双双工方式，将原有的基站功率放大器和单工塔顶放大器合成在同一设备内，实现了上下行链路自动检测和平衡；三是采用了分级放大和智能检测比较电路，在设备出现运行不稳定、功放电路故障或击穿时能实现自动旁路，不致由于设备故障而导致网络瘫痪；四是采用了美国原产耐超低温继电器，适用于东北野外超低温度、超湿润、大风等极冷气候条件下的设备启动和再启动，使通讯设备一步达到军品级(I类机)的最高等级要求。成批使用以来，设备性能稳定，各项指标运行良好，显示出工艺的合理性和成熟性。
本发明的双向双工塔顶放大器GRSN900M/800M-TDTA(Two-way andDuplexing of Tower Amplifier)，比现有的单工塔顶放大器，其爱尔兰值(单位时间内接收和通话数量)可提高一倍，基站覆盖有效半径可扩大1倍以上，覆盖面积成倍扩展，通话质量可提高2个以上的技术等级。
本发明电路的设计能有效地放大下行功放(6-7dB)，并最大可能地降低线形失真，利用大功率继电器2SLASL，保证在塔放系统掉电或功放损坏时，基站可正常运行。
本发明的塔顶放大器通过在基站接收系统的前端，即紧靠接收天线下方增加一个低噪声放大器来实现对基站接收性能的改善。
本发明的塔顶放大器有利于降低基站接收系统的噪声，提高基站的接收系统灵敏度。它对基站的覆盖能带来多方面的好处。
请参照图1、图2，本发明的双向双工塔顶放大器，整个系统正常工作时，接收天线接收到的上行信号由ANT端口、双工器DUP2、微波开关送到低噪声放大器LNA进行放大，再通过微波开关、双工器DUP1、在线取电器送往基站BTS系统。若低噪声放大器LNA出现故障或基站覆盖延伸系统停电，则旁路开关K2会自动切换使接收到的信号跳过低噪声放大器LNA，送到基站BTS系统；若下行功率放大器PA出现故障时送来的基站的下行信号通过双工器DUP1、旁路开关K1、双工器DUP2构成的下行通路送往天线ANT发射击出去，这样不至于使整个系统瘫痪。
本发明的预失真电路对管子的栅极进行电流控制，有效的改善了管子的发热后线性下降问题。功放管采用美国摩托罗拉公司生产的MRF9085。
隔离器采用南京广顺公司的大功率隔离器，此器件最大限度地保护了功放管。
旁路开关K1的控制采用最快速的速模电路，使用继电器2SLASL，它在功率放大器PA出现问题3ms内可实现自动切换。

Claims (5)

1.一种GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，它有上行链路和下行链路，其特征在于：上行链路的电路结构为：发射接收天线(ANT)经双工器(DUP2)与低噪声放大器(LNA)的输入端连接，低噪声放大器(LNA)的输出端经双工器(DUP1)与基站(BTS)连接，
下行链路的电路结构为：基站(BTS)经双工器(DUP1)与功率放大器(PA)的输入端连接，功率放大器(PA)的输出端经双工器(DUP2)与发射接收天线(ANT)连接。
2.如权利要求1所述的GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，其特征在于：所述功率放大器(PA)采用预失真高线性电路。
3.如权利要求2所述的GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，其特征在于：所述功率放大器(PA)的输入端和输出端之间的电路结构为：由预失真电路、功放管、隔离器依次级联构成。
4.如权利要求1所述的GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，其特征在于：所述功率放大器(PA)输入端和输出端之间跨接有开关K1。
5.如权利要求1所述的GSM/CDMA双向双工塔顶放大器，其特征在于：所述低噪声放大器(LNA)的输入端和输出端之间跨接有开关K2。
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