CN201039168Y - 一种自适应移动通信直放站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自适应同频无线直放站。包括施主天线、重发天线和两个分别与施主天线重发天线相连的双工器以及分别连接在两双工器TX口和RS口之间由低噪声放大器、数控衰减器、选频器、功率放大器构成的下行链路和上行链路，其中上下行链路中的数控衰减器与功率放大器均连接CPU，在下行低噪声放大器的一条分路设置有底噪扫描检测模块，并通过CPU的一套程序来进行控制。这种方法是在低噪放后分一路来变到中频，并用跳频的方法做输入功率检测及边带的底噪功率的检测的扫描，直放站如果不自激，输入直放站的底噪功率为热噪声加上增益和噪声系数；如果开始微弱自激，底噪功开始发生率明显变化，与之前的记录向比较，可以判断出这时处于微弱的自激状态，这时就降低增益，保证不发生自激的现象。

Description

一种自适应移动通信直放站

【技术领域】

本实用新型涉及一种移动通信直放站，特别是涉及一种自适应同频无线直放站。

【背景技术】

在移动通信迅速发展的今天，在移动通信手机迅速普及的带动下，直放站市场得到了持续的发展。直放站可以扩大已建移动通信基站的覆盖范围，是解决盲区、边远地区移动通信的最经济有效的手段。直放站(中继器)属于同频放大设备，是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。直放站是一种中继产品，衡量直放站好坏的指标主要有，智能化程度(如远程监控等)、低IP3、低噪声系数(NF)、杂散发射小、整机可靠性、良好的技术服务等。

从传输方式来分有无线直放站、光纤传输直放站和移频传输直放站。

现有无线直放站包括施主天线、重发天线和两个分别与施主天线、重发天线相连的双工器以及分别连接在两双工器TX口和RS口之间由低噪声放大器、数控衰减器、选频器、功率放大器构成的下行链路和上行链路，其中上下行链路中的数控衰减器与功率放大器均连接CPU。由于无线直放站均取自空间耦合信号，且是同频的，因此其工作增益受到施主端和重发端天线隔离度的限制，一旦隔离度不够，就会发生自激。

引起直放站自激的原因很多，比如温度变化引起放大器增益变化、隔离度改变、基站参数改变造成直放站输入信号增大等。调试直放站时，切不可过分追求直放站的放大作用而将增益调得过大，一定要留有余地。

对于有故障记录的直放站，直放站反向信道出现自激是较难察觉的。因为直放站的前向信道一直有基站信号输入，假如直放站自激，前向放大器可能进入过载，某些型号直放站检测到放大器过载三次以后，立即关闭直放站并明确给出故障记录，较容易发现。而反向信道放大器输入信号变化极大，手机发射机并非总处于发射状态，且距离时远时近，某种情况下会引发反向信道放大器自激，但由于输入突然消失放大器又恢复正常。反向信道放大器自激时间短只有几秒，且无规律，有时好几个小时都不自激一次，极难排除故障。在安装直放站的地区，如果手机市话进行通信，手机听市话正常，而市话听手机时断时通，音质极差，有可能就是直放站反向信道放大器自激造成的。

为了保证无线直放站不发生自激通常的做法有以下两种：

1、提高直放站施主端和重发端之间的天线隔离度，但实际工程中受到各种环境条件的制约，其改善程度只能靠工程人员的经验去估算，即使携带昂贵且笨重的测试仪器到施工现场去测试，但测试的数据也只是反应安装时刻的状态，而以后周围环境很可能发生变化，就无法具备实时性；

2、实时不间断检测天线隔离度，但一般的做法都是从直放机内部产生一个带内的信号，从一端天线发射出去，然后从另一端天线接收，这样计算出相应的隔离度的值。但发射出来的信号会对电磁环境产生污染，且带内的信号有可能会对邻近基站带内同频载波产生干扰。

【发明内容】

鉴于上述现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种自动消除自激，自动控制增益的自适应无线直放站。

本实用新型通过以下技术方案来解决上述技术问题：

一种自适应移动通信直放站，包括施主天线、重发天线和两个分别与施主天线、重发天线相连的双工器以及分别连接在两双工器TX口和RS口之间由低噪声放大器、数控衰减器、选频器、功率放大器构成的下行链路和上行链路，其中上下行链路中的数控衰减器与功率放大器均连接CPU，在下行低噪声放大器的一条分路设置有底噪扫描检测模块，并通过CPU的一套程序来进行控制。

所述底噪扫描检测模块包含声表、混频器、中频放大器、中频滤波器、可变增益放大器、功率检测器；其中声表连接混频器，混频器连接中频放大器，中频放大器连接中频滤波器，中频滤波器连接可变增益放大器，可变增益放大器连接功率检测器，功检测器连接到CPU，混频器需要的本振频率LO1通过单片机CPU来控制。

作为本实用新型的一种改进方案，所述底噪扫描检测模块包含的中频放大器和中频滤波器是两个，其中声表连接混频器，混频器连接第一中频放大器，第一中频放大器连接第一中频滤波器，第一中频滤波器连接第二中频放大器，第二中频放大器连接第二中频滤波器，第二中频滤波器连接可变增益放大器，可变增益放大器连接功率检测器，功检测器连接到CPU；混频器需要的本振频率通过单片机CPU来控制。

用这种方法只要在下行链路中增加一个底噪扫描检测模块，成本低，制作相对简单，更为重要的一项优势是不发射额外的信号，这样避免对电磁环境产生污染，也不对其他基站或直放站等产生干扰。基本方法是：在低噪放后分一路来变到中频，并用跳频的方法做输入功率检测及边带的底噪功率的检测的扫描，直放站如果不自激，输入直放站的底噪功率为热噪声加上增益和噪声系数；如果开始微弱自激，底噪功开始发生率明显变化，与之前的记录向比较，可以判断出这时处于微弱的自激状态，这时就降低增益，保证不发生自激的现象。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型原理总框图。

图2是本实用新型优选实例中底噪扫描检测模块的原理框图。

图3是本实用新型中下行信号增益自动控制电路工作示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1，本实用新型主要包括施主天线1、重发天线2和两个分别与施主天线1、重发天线2相连的双工器以及分别连接在两双工器TX口和RS口之间由低噪声放大器、数控衰减器、选频器、功率放大器构成的下行链路3和上行链路4，其中上下行链路中的数控衰减器与功率放大器均连接CPU，在下行低噪声放大器的一条分路设置有底噪扫描检测模块，并通过CPU的一套程序来进行控制。工作通路是：下行信号从施主天线1接收下来，经过双工器滤波，再经过低噪声放大器放大，然后经过数控衰减器和选频器进行中频滤波，接着功率放大器放大，这样放大滤波的大信号再经过双工器滤波，最后从重发天线2发射出去。反之上行链路4从重发天线2接收，经过相类似的模块，最后从施主天线1发射出去。

请参阅图2，是一优选实施例中底噪扫描检测模块的原理框图。底噪扫描检测模块包含声表、混频器、两个中频放大器、两个中频滤波器、可变增益放大器、功率检测器；其中声表连接混频器，混频器连接第一中频放大器，第一中频放大器连接第一中频滤波器，第一中频滤波器连接第二中频放大器，第二中频放大器连接第二中频滤波器，第二中频滤波器连接可变增益放大器，可变增益放大器连接功率检测器，功检测器连接到CPU；混频器的本振频率LO1通过CPU程序来控制。

底噪扫描检测模块的工作流程：在下行低噪放后分一路出来输出到底噪扫描检测模块中，在这个模块中，下行信号在经过声表滤波，由混频器混频到中频，经过两级的中频窄带滤波和两级放大，再经过可变增益放大器，最后输入到功率检测器，就能检测出相应底噪的功率，而且当CPU控制PLL(锁相环)使本振频率LO1发生跳频，这样就能检测不同点的底噪功率。通过这种方法，直放站如果不自激，输入直放站的底噪功率为热噪声加上增益和噪声系数；如果开始微弱自激，底噪功开始发生率明显变化，与之前的记录向比较，可以判断出这时处于微弱的自激状态，这时就降低增益，保证不发生自激的现象。

另外，底噪扫描检测模块中的也可以只设一个中频放大器和一个中频滤波器，同样也可以实现本实用新型所要解决的技术问题。

请参阅图3，是本实用新型中下行信号增益自动控制电路工作示意图。根据底噪扫描功率检测的情况和输入信号功率的判断，对下行链路的ATT(数控衰减器)进行控制，这样链路增益就能进行自动调整，达到自适应的作用。而上行链路的增益自适应自动控制电路与下行类似。

下面以一个无线直放站的实际检测方式为例，详细说明其工作流程。

1)初始化设置，先关掉下行链路中选频器、功率放大器，检测输入信号功率。输入功率等级分类如表1

表1

输入功率	液晶屏显示
		l、Pin≤-90 dBm	无信号输入
2、-90dBm<Pin≤-75 dBm	信号输入过小，请调整施主天线，增大输入信号
		3、-75dBm<Pin≤-30dBm	服务中，显示下行输入功率
4、Pin≥30 dBm	输入功率过大

2)当检测到下行输入功率不属于表1的第3种情况，则继续检测输入功率，直放站不进行其它的正常工作，直至输入功率满足第3种情况，当检测到的输入功率范围在第3种情况下，则打开下行链路中选频器、功放开关，初始的增益按下表的方法进行设置(如果下行满功率为23dBm，则一般工作状态最大功率按17dBm输出来算，最大增益为75dB)

表2

输入功率	初始增益
		1、-75dBm≤Pin<-58dBm	75dB
2、-58dBm≤Pin<-30dBm	(17-Pin)dB

3)直放站工作后，继续检测输入功率及边带的底噪功率，来判断是否自激，如果自激降低增益(步进可设为3dB)，直到不再自激，这时候其输出功率与增益有表3的几种情况

表3

下行增益	液晶屏显示
		G<40dB	显示隔离度不够，移动施主或重法天线，增大隔离度
40dB≤G<75 dB	服务中

4)功率未达到16dBm，且增益也未达到75dB时，每4秒钟跳频一次，增益加大(步进可设为3dB)，如有微小的自激，增益减小；当功率达到一定范围(16-18dBm)，稳定；如果检测的功率发生变化，则依照此原理循环进行检测。

5)上行的增益设置为下行增益减去7dB，但其最大功率可设为23dBm。

下行的自激的情况比较容易判断，而上行较难，在工程上可以把下行的增益始终比上行的增益大6-8dB的余量，这样只要保证下行链路不出现自激就可以了。单靠检测功放过载不能肯定判断为自激，有可能是输入信号过大，这时其实只要降低一定的增益仍可正常工作。

直放站自适应电路设计基本思路有两条：根据隔离度的不同，自动调整其增益；根据输入功率的变化自动调整其输出功率。

判断下行链路自激的基本方法是在低噪放后分一路来变到中频，并用跳频的方法做输入功率检测及边带的底噪功率的检测的扫描，直放站如果不自激，输入直放站的底噪功率为热噪声加上增益和噪声系数；如果开始微弱自激，底噪功开始发生率明显变化，与之前的记录向比较，可以判断出这时处于微弱的自激状态，这时就降低增益，保证不发生自激的现象。

Claims (3)

1.一种自适应移动通信直放站，包括施主天线、重发天线和两个分别与施主天线、重发天线相连的双工器以及分别连接在两双工器TX口和RS口之间由低噪声放大器、数控衰减器、选频器、功率放大器构成的下行链路和上行链路，其中上下行链路中的数控衰减器与功率放大器均连接CPU，其特征在于在下行低噪声放大器的一条分路设置有底噪扫描检测模块，并通过CPU的一套程序来进行控制。

2.如权利要求1所述的一种自适应移动通信直放站，其特征在于：所述底噪扫描检测模块包含声表、混频器、中频放大器、中频滤波器、可变增益放大器、功率检测器；其中声表连接混频器，混频器连接中频放大器，中频放大器连接中频滤波器，中频滤波器连接可变增益放大器，可变增益放大器连接功率检测器，功检测器连接到CPU；混频器需要的本振频率通过单片机CPU来控制。

3.如权利要求1所述的一种自适应移动通信直放站，其特征在于：所述底噪扫描检测模块包含声表、混频器、两个中频放大器、两个中频滤波器、可变增益放大器、功率检测器；其中声表连接混频器，混频器连接第一中频放大器，第一中频放大器连接第一中频滤波器，第一中频滤波器连接第二中频放大器，第二中频放大器连接第二中频滤波器，第二中频滤波器连接可变增益放大器，可变增益放大器连接功率检测器，功检测器连接到CPU；混频器需要的本振频率通过单片机CPU来控制。

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