專利名稱：Tdd系統(tǒng)中直放站的功率自動(dòng)調(diào)整裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種直放站的功率自動(dòng)調(diào)整的裝置與方法，尤其涉及TDD(Time Division Duplex，時(shí)分復(fù)用)系統(tǒng)中直放站的功率自動(dòng)調(diào)整的裝置與方法。
背景技術(shù)：
在TD-SCDMA系統(tǒng)的組網(wǎng)中，采用TDD直放站來解決基站覆蓋盲區(qū)內(nèi)的信號(hào)服務(wù)。直放站工作時(shí)，下行信號(hào)經(jīng)過放大以后，經(jīng)過數(shù)調(diào)衰減器到功率放大器，再經(jīng)過射頻開關(guān)到天線；上行系統(tǒng)中，上行信號(hào)從天線進(jìn)入，經(jīng)過射頻開關(guān)進(jìn)入上行鏈路中；整個(gè)系統(tǒng)在TDD時(shí)序工作下，功率放大器和射頻開關(guān)受開關(guān)時(shí)序信號(hào)作用，在接收時(shí)序內(nèi)，下行鏈路都是不工作的。
通常，直放站的輸出功率在不同用戶登陸的情況下會(huì)發(fā)生變化并會(huì)影響通話質(zhì)量。假設(shè)直放站所接收的基站除了直放站覆蓋范圍內(nèi)沒有其他用戶，直放站的輸出功率設(shè)定為22dBm，這時(shí)如圖1所示，直放站接收基站信號(hào)并放大以后的輸出信號(hào)。如果直放站覆蓋范圍內(nèi)有4個(gè)用戶登錄直放站通話時(shí)，直放站轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的碼道功率將為22dBm(16+101g4＝22)，此時(shí)如果再有用戶登錄直放站，碼道功率將大于22dBm(例如，假如有5個(gè)用戶，16+101g5＝23＞22)，如圖2所示，功率放大器輸出信號(hào)線性變差，將造成其他用戶通話效果惡化，甚至掉話。也就是在輸出功率設(shè)定為22dBm時(shí)，最大同時(shí)通話用戶容量為4。另外，如果直放站安裝方向上(相對(duì)于施主基站)有4個(gè)用戶直接登陸到基站上使用，直放站的輸出信號(hào)也如圖2所示，這樣直放站下如果再有用戶登陸通話，通話效果將變差。也就是說，在用戶量大于所設(shè)定的最大同時(shí)通話用戶容量的情況下，直放站預(yù)先設(shè)定的輸出功率不能滿足保證正常通話的需求。因此，直放站的功率調(diào)整十分必要。
現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)直放站的功率調(diào)整方法由于功率監(jiān)測(cè)機(jī)制只監(jiān)測(cè)同步頭的功率，通過手動(dòng)調(diào)整直放站的增益，將輸出信號(hào)的同步頭功率控制在設(shè)定的功率值(+/-1dB)。但是由于這種直放站的功率調(diào)整方法不是實(shí)時(shí)自動(dòng)的，因此在解決覆蓋范圍和最大用戶接入數(shù)目的矛盾問題上存在一定的缺陷。當(dāng)區(qū)域用戶較多時(shí)，手動(dòng)降低直放站的輸出功率，來給可能出現(xiàn)的多用戶情況留出余量，每降低3dB，用戶容量增加一倍(因?yàn)?01g2＝3)，覆蓋范圍縮小一倍。但是，輸出功率下調(diào)以后，這樣就算沒有用戶，覆蓋距離也會(huì)變小很多，而且覆蓋范圍內(nèi)的最大用戶數(shù)量很難估計(jì)，造成直放站的現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)置比較困難，難以達(dá)到最佳的覆蓋效果。另外，如果基站同時(shí)有其他用戶，直放站下就算沒有用戶，輸出的信號(hào)碼道功率就可能高于系統(tǒng)的同步頭功率，這樣直放站的輸出功率只能設(shè)置到很小的值，才能保證直放站的線性輸出，這樣直放站的覆蓋效果進(jìn)一步縮小。由于需要安裝直放站的地方一般都是人口比較密集的地區(qū)，如商場(chǎng)、超市等地區(qū)，用戶量都比較大，所以直放站在安裝時(shí)都不能將輸出功率設(shè)置的很高。
因此，需要一種直放站的功率自動(dòng)調(diào)整方法，在保證通訊質(zhì)量的條件下實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶量自動(dòng)調(diào)整直放站的輸出功率，使得該直放站覆蓋較大范圍和/或容納較多用戶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是提供了一種TDD系統(tǒng)中直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整裝置，包括放大電路、數(shù)調(diào)衰減器、功率放大器，其特征在于，還包括一個(gè)由耦合器、檢波器、A/D采樣器和DSP依次連接組成的反饋回路，其中，耦合器還與功率放大器的一端相連、DSP還與數(shù)調(diào)衰減器相連，同時(shí)，DSP通過開關(guān)時(shí)序信號(hào)控制直放站射頻收發(fā)鏈路工作狀態(tài)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供了一種TDD系統(tǒng)中直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整方法，包括以下步驟a.利用耦合器將功率放大器一端的信號(hào)耦合到檢波器；b.檢波器將耦合器傳送的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；c.A/D采樣器動(dòng)態(tài)采集檢波器檢出的電壓信號(hào)，傳送給DSP；
d.DSP根據(jù)采樣數(shù)據(jù)來判斷用戶量的多少和當(dāng)前功率放大器輸出功率，進(jìn)而調(diào)整數(shù)調(diào)衰減器的衰減量，來保證功率放大器輸出功率恒定。
其中，A/D采樣器同時(shí)采集碼道功率和同步頭功率兩部分的功率電平，選擇其中較大者作為調(diào)整增益的依據(jù)。
優(yōu)選地，增益調(diào)整的頻率為每20幀調(diào)整一次。
本發(fā)明解決了原有的直放站功率設(shè)定困難的問題，輸出功率可以簡(jiǎn)單地設(shè)置為標(biāo)稱輸出功率，直放站能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，在少用戶時(shí)，能達(dá)到最大覆蓋，在多用戶時(shí)，自動(dòng)縮小覆蓋范圍來保證多用戶的使用，使直放站發(fā)揮其最大效果。其次，本發(fā)明沒有改變下行信號(hào)的特性，和整個(gè)系統(tǒng)兼容。另外，本發(fā)明使用的相關(guān)部件的性能較少受溫度的影響，因此功率放大器的輸出功率隨環(huán)境溫度變化很小。


結(jié)合附圖閱讀以下的詳細(xì)說明，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得顯而易見。附圖中圖1表示普通直放站無用戶時(shí)輸出信號(hào)時(shí)域特性曲線；圖2表示普通直放站多用戶時(shí)輸出信號(hào)時(shí)域特性曲線；圖3表示本發(fā)明實(shí)施例直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)框圖；圖4表示本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1及圖2表明，普通直放站在多用戶(大于設(shè)定最大同時(shí)通話用戶容量)情況下，輸出信號(hào)相對(duì)于無用戶情況下的信號(hào)線性變差，并使得通話效果下降。
圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)框圖。該實(shí)施例裝置包括放大電路、數(shù)調(diào)衰減器、功率放大器，還包括一個(gè)由耦合器、檢波器、A/D采樣器和DSP依次連接組成的反饋回路，其中，耦合器還與功率放大器的輸出端相連、DSP還與數(shù)調(diào)衰減器相連，同時(shí)，DSP通過開關(guān)時(shí)序信號(hào)控制直放站射頻收發(fā)鏈路工作狀態(tài)。
圖中，下行信號(hào)經(jīng)過放大以后，經(jīng)過數(shù)調(diào)衰減器到功率放大器，再經(jīng)過射頻開關(guān)到重發(fā)天線。上行系統(tǒng)中，上行信號(hào)從天線進(jìn)入，經(jīng)過射頻開關(guān)進(jìn)入上行鏈路中，整個(gè)系統(tǒng)是工作在TDD時(shí)序(時(shí)分復(fù)用方式)下，功率放大器和射頻開關(guān)受開關(guān)時(shí)序信號(hào)作用，在接收的5ms時(shí)序內(nèi)，下行鏈路都是不工作的。該直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整方法包括以下步驟a.首先，耦合器將功率放大器輸出端的一部分信號(hào)耦合到檢波器；b.檢波器將耦合器傳送的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；c.A/D采樣器動(dòng)態(tài)采集檢波器檢出的電壓信號(hào)，即，同時(shí)采集碼道功率和同步頭功率兩部分的功率電平，選擇其中較大者作為調(diào)整增益的依據(jù)傳送給DSP；d.DSP根據(jù)采樣數(shù)據(jù)來判斷用戶量的多少和當(dāng)前功率放大器輸出功率，進(jìn)而調(diào)整數(shù)調(diào)衰減器的衰減量，來保證功率放大器輸出功率恒定；即，把采樣數(shù)據(jù)和設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)功率對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)相比較，如果采樣數(shù)據(jù)大于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值，則表明功率放大器輸出功率太大，通過加大鏈路中衰減器的衰減量來減小功率放大器的輸出功率。
由于同樣輸出功率放大器必須實(shí)時(shí)根據(jù)用戶量的多少來調(diào)整直放站的增益值，使得輸出功率能夠動(dòng)態(tài)的調(diào)整。在用戶量小于4的時(shí)候，碼道功率小于同步頭功率，由于碼道功率低，同步頭功率通過增益調(diào)整被設(shè)置為22dBm，達(dá)到最佳覆蓋距離的效果，用戶量大于4時(shí)，碼道功率大于同步頭功率，當(dāng)碼道功率超過22dBm，被作為采樣依據(jù)，鏈路增益變小，此時(shí)同步頭功率變小，覆蓋距離變小，但是保證了所有用戶的正常使用。其他原來在覆蓋區(qū)域內(nèi)較遠(yuǎn)的用戶由于同步頭功率變低，將重新搜索新的基站進(jìn)行登陸。當(dāng)多用戶釋放以后，碼道功率重新小于同步頭功率，采樣點(diǎn)又變?yōu)橥筋^處，同步頭功率抬升，覆蓋范圍恢復(fù)。增益調(diào)整的頻率為每20幀(即0.2秒)調(diào)整一次，每次調(diào)整增益控制字變化1，既保證能夠及時(shí)調(diào)整增益，適應(yīng)多用戶和覆蓋距離之間的切換，同時(shí)保證輸出功率不突變，不影響終端用戶的使用。
圖4示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整裝置實(shí)現(xiàn)框圖。這種方法與圖3所示方法類似，只是將監(jiān)控點(diǎn)轉(zhuǎn)移到功率放大器之前，原理如上。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⒐β史糯笃鞯妮斎胄盘?hào)控制在一個(gè)固定值。由于各種復(fù)雜電磁環(huán)境的存在，或者電路工作異常，會(huì)導(dǎo)致電路中突然產(chǎn)生很強(qiáng)的大信號(hào)，如果在功率放大器后端監(jiān)控，可能來不及進(jìn)行增益調(diào)整，功率放大器已經(jīng)被燒毀。將監(jiān)控點(diǎn)提前可以有效的保護(hù)功率放大器，特別是大功率直放站中，功率放大器的價(jià)格一般相當(dāng)可觀，其中絕大部分的成本就是功率放大器，提供盡可能的保護(hù)是很必要的。該實(shí)施例中監(jiān)控點(diǎn)置于功率放大器的前端，可以使輸入功率恒定，但仍然要考慮到由于功率放大器使隨溫度變化比較敏感的器件，因而天線的最終輸出可能是一個(gè)變化的值。當(dāng)然，可以在功率放大器的輸入端及輸出端均加以監(jiān)測(cè)保護(hù)?？紤]到成本問題，以及實(shí)踐中采用的均為小功率放大器，采用圖3所示的實(shí)現(xiàn)直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整的裝置及方法更佳。
本發(fā)明設(shè)定了調(diào)整頻率，而不是實(shí)時(shí)調(diào)整，這是因?yàn)榻K端根據(jù)同步頭功率進(jìn)行接入，根據(jù)碼道功率進(jìn)行功率調(diào)整，每個(gè)手機(jī)接收到的同步頭功率和碼道功率之差是恒定值，在本發(fā)明直放站輸出功率調(diào)整方法下，整個(gè)通道增益同時(shí)變化，保證了這種機(jī)制，這種變化只在有用戶接入或者釋放時(shí)發(fā)生，不會(huì)很頻繁。如果采用實(shí)時(shí)功率調(diào)整，同步頭功率和碼道功率實(shí)時(shí)相同，對(duì)于單用戶和多用戶時(shí)都如此，這樣對(duì)于單用戶，同步頭功率和碼道功率相對(duì)值會(huì)發(fā)生變化，終端要正常工作，需要修改功率控制機(jī)制，而在網(wǎng)運(yùn)行有很多手機(jī)用戶，無法進(jìn)行程序更新，從兼容以前版本的終端方面考慮，不能采用實(shí)時(shí)功率調(diào)整方法。
本發(fā)明的裝置與方法，有效地解決了覆蓋范圍和最大用戶接入數(shù)目的矛盾問題。
權(quán)利要求
1.一種TDD系統(tǒng)中直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整裝置，包括放大電路、數(shù)調(diào)衰減器、功率放大器，其特征在于，還包括一個(gè)由耦合器、檢波器、A/D采樣器和DSP依次連接組成的反饋回路，其中，耦合器還與功率放大器的一端相連、DSP還與數(shù)調(diào)衰減器相連，同時(shí)，DSP通過開關(guān)時(shí)序信號(hào)控制直放站射頻收發(fā)鏈路工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDD系統(tǒng)中直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述耦合器與功率放大器的輸出端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TDD系統(tǒng)中直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述耦合器與功率放大器的輸入端相連。
4.一種利用權(quán)利要求1所述的裝置進(jìn)行TDD系統(tǒng)中直放站的輸出功率自動(dòng)調(diào)整方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a.利用耦合器將功率放大器一端的信號(hào)耦合到檢波器；b.檢波器將耦合器傳送的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；c.A/D采樣器動(dòng)態(tài)采集檢波器檢出的電壓信號(hào)，傳送給DSP；d.DSP根據(jù)采樣數(shù)據(jù)來判斷用戶量的多少和當(dāng)前功率放大器輸出功率，進(jìn)而調(diào)整數(shù)調(diào)衰減器的增益，來保證功率放大器輸出功率恒定。其中，A/D采樣器同時(shí)采集碼道功率和同步頭功率兩部分的功率電平，選擇其中較大者作為調(diào)整增益的依據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，增益調(diào)整的頻率為每20幀調(diào)整一次。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，每次調(diào)整增益控制字變化1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TDD(時(shí)分復(fù)用)系統(tǒng)中直放站的功率動(dòng)態(tài)調(diào)整的裝置，所述裝置包括放大電路、數(shù)調(diào)衰減器、功率放大器，還包括一個(gè)由耦合器、檢波器、A/D采樣器和DSP依次連接組成的反饋回路，其中，耦合器還與功率放大器的一端相連、DSP還與數(shù)調(diào)衰減器相連，同時(shí)，DSP通過開關(guān)時(shí)序信號(hào)控制直放站射頻收發(fā)鏈路工作狀態(tài)。本發(fā)明還公開了與該裝置相應(yīng)的方法。本發(fā)明的裝置及方法，使得在保證通訊質(zhì)量的條件下實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶量自動(dòng)調(diào)整直放站的輸出功率，使得該直放站覆蓋較大范圍和/或容納較多用戶。
文檔編號(hào)H04B7/14GK1756114SQ20041008056
公開日2006年4月5日 申請(qǐng)日期2004年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者呂建峰, 陳肇雄, 岳彥生, 袁進(jìn) 申請(qǐng)人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司