專利名稱：移動(dòng)通信系統(tǒng)中的直放站共用功放電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通信領(lǐng)域，具體涉及一種3G移動(dòng)通信系統(tǒng)中TD-SCDMA直 放站共用功放電路技術(shù)。
背景技術(shù)：
TD-SCDMA是3G通訊系統(tǒng)，隨著2008年奧運(yùn)會(huì)的日益臨近，我國沿海城市 啟動(dòng)了大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)，現(xiàn)已在10個(gè)城市正式開通使用。TD-SCDMA利用 TDD的頻分雙工技術(shù)和CDMA碼分多址的多址技術(shù)，具有頻譜利用率高、抗干擾 性強(qiáng)等特點(diǎn)。隨著TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的不斷規(guī)?；ㄔO(shè)，對(duì)于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的 室內(nèi)覆蓋(如寫字樓、商場(chǎng)、會(huì)議室、酒店)和一些話務(wù)量不高但服務(wù)質(zhì)量要求高 的區(qū)域(如高速公路、鐵路、旅游景點(diǎn))的覆蓋提出了相應(yīng)要求。在移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，直放站是一種全雙工的中繼放大設(shè)備。直放站被廣 泛應(yīng)用于這些需要覆蓋的場(chǎng)合，它具有組網(wǎng)方便、成本較低、安裝使用簡單、可以 遠(yuǎn)程監(jiān)控和便于運(yùn)營商管理等特點(diǎn)，是一種室內(nèi)補(bǔ)盲、室外延伸基站覆蓋范圍的有 效設(shè)備。傳統(tǒng)意義上的直放站是對(duì)一個(gè)通信系統(tǒng)中基站信號(hào)(下行信號(hào))和手機(jī)信號(hào) (上行信號(hào))采用兩路放大器進(jìn)行分別放大。對(duì)于頻分雙工系統(tǒng)利用雙工器進(jìn)行信 號(hào)的合路(或分路)將不同頻率的信號(hào)接到同一天線口；對(duì)于時(shí)分雙工系統(tǒng)則通過 切換開關(guān)將不同時(shí)隙的信號(hào)接入同一天線口。在TD系統(tǒng)中，傳統(tǒng)直放站需要上、下行兩個(gè)鏈路的放大電路有獨(dú)立工作的通 道，它是通過同步開關(guān)不停地關(guān)閉或開啟上、下行通道放大器來完成對(duì)上、下行信 號(hào)的放大。也就是說，傳統(tǒng)直放站是采用兩個(gè)功率放大器分別對(duì)上、下行信號(hào)進(jìn)行 交替放大。這樣，頻繁關(guān)閉和開啟放大器會(huì)引起脈沖干擾和電源的騷擾，容易造成 功率放大器功放管的擊穿。實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種移動(dòng)通信系統(tǒng) 中的直放站共用功放電路，它解決了傳統(tǒng)直放站采用兩個(gè)功率放大器分別對(duì)上、下 行信號(hào)交替放大，由此頻繁關(guān)閉和開啟放大器會(huì)引起干擾容易擊穿功率放大器功放 管的問題。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種移動(dòng)通信系統(tǒng)中的直放站共用功放電路，它包括開關(guān)電路、同步控制器 電路和功率放大器，所述開關(guān)電路為高速切換開關(guān)電路，高速切換開關(guān)電路由開關(guān)Kl、幵關(guān)K2、開關(guān)K3、開關(guān)K4、低噪聲放大器LNA1、低噪聲放大器LNA2、 合成器F1、合成器F2組成；所述開關(guān)Kl 一端接環(huán)形器，開關(guān)Kl另一端接合成器F2;所述開關(guān)K2—端接環(huán)形器，開關(guān)K2另一端接低噪聲放大器LNA1，低噪聲 放大器LNA1另一端接合成器Fl，合成器Fl另一端接低哚聲放大器LNA2的另--端；所述開關(guān)K3—端接環(huán)形器，開關(guān)K3另一端接低噪聲放大器LNA2，低噪聲 放大器LNA2另一端接合成器Fl;所述開關(guān)K4一端接環(huán)形器，開關(guān)K4另一端接合成器F2;所述同步控制器電路為高速同步控制器電路，高速同步控制器電路由 TD-SCDMA的MODEM和CPLD電路組成，CPLD電路接收MODEM解調(diào)出的時(shí) 隙信息，TS0、 TS1、 TS2、 TS3為下行鏈路導(dǎo)通，TS4、 TS5、 TS6為上行鏈路導(dǎo) 通，高速同步控制器電路輸出SCS-和SCS+兩路信號(hào)，分別控制上、下行通道開關(guān) 電路，實(shí)現(xiàn)上、下行信號(hào)鏈路的同步轉(zhuǎn)換；所述功率放大器僅為一個(gè)由上、下行共用的功率放大器，功率放大器僅設(shè)置 一個(gè)公共的輸入和輸出端，高速切換開關(guān)電路對(duì)上、下行信號(hào)進(jìn)行分離并合成后通 過一個(gè)共同的端口將需要放大的上、下行信號(hào)分別輸入給同一個(gè)功率放大器進(jìn)行放 大，完成對(duì)TD-SCDMA上、下行信號(hào)的放大。本實(shí)用新型的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的直放站共用功放電路技術(shù)，系用于3G移動(dòng)通 信系統(tǒng)中TD-SCDMA直放站的信號(hào)覆蓋，這種高穩(wěn)定性直放站特別適合于在第三 代移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一個(gè)新型的高速上、下行切換裝置，在工作中根據(jù)直放站 同步系統(tǒng)提供的信號(hào)，將上、下行信號(hào)分別輸入給同一個(gè)功率放大器進(jìn)行放大。這 種技術(shù)使一個(gè)設(shè)備上、下行可以共用一個(gè)放大器，減少了一個(gè)放大器的使用，大大 地降低了設(shè)備成本，同時(shí)功率放大器處于長期穩(wěn)定的工作狀態(tài)，減少了因頻繁關(guān)閉 和開啟放大器而引起的脈沖干擾和電源騷攏，不會(huì)造成功率放大器功放管的二次擊 穿，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的TD-SCDMA直放站上下行共用功放電路技術(shù)，是利用 TD-SCDMA系統(tǒng)時(shí)分的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)高速的切換開關(guān)電路，通過TD-SCDMA直放 站同步控制模塊輸出信號(hào)，控制高速切換開關(guān)電路，使TD-SCDMA上下行信號(hào)分 時(shí)送給同一個(gè)功率放大器進(jìn)行放大。移動(dòng)通信系統(tǒng)中的直放站應(yīng)用本實(shí)用新型的共 用功放電路，減少了功率放大器的使用，提高了設(shè)備效率和可靠性，并降低了設(shè)備 成本，而且電路結(jié)構(gòu)和加工簡單，易于批量生產(chǎn)和使用。


圖1是本實(shí)用新型的一種移動(dòng)通信系統(tǒng)中的直放站共用功放電路中的高速切 換開關(guān)電路圖。圖2是本實(shí)用新型的一種移動(dòng)通信系統(tǒng)中的直放站共用功放電路中的高速同 步控制器電路圖。
具體實(shí)施方式
參看圖1和圖2,本實(shí)用新型是一種3G移動(dòng)通信系統(tǒng)中TD-SCDMA直放站 共用功放電路技術(shù)，它包括開關(guān)電路、同步控制器電路和功率放大器。如圖1中所示，開關(guān)電路為高速切換開關(guān)電路，高速切換開關(guān)電路由開關(guān)K1、 開關(guān)K2、開關(guān)K3、開關(guān)K4、低噪聲放大器LNA1、低噪聲放大器LNA2、合成器 Fl、合成器F2組成。開關(guān)K1一端接環(huán)形器，開關(guān)K1另一端接合成器F2。開關(guān) K2—端接環(huán)形器，開關(guān)K2另一端接低噪聲放大器LNA1，低噪聲放大器LNA1 另一端接合成器F1，合成器F1另一端接低噪聲放大器LNA2的另一端。開關(guān)K3 一端接環(huán)形器，開關(guān)K3另一端接低噪聲放大器LNA2，低噪聲放大器LNA2另一 端接合成器F1。開關(guān)K4一端接環(huán)形器，開關(guān)K4另一端接合成器F2。如圖2中所示，同步控制器電路為高速同步控制器電路，高速同步控制器電路是根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)碼分的特性和時(shí)分的特性，以及TD-SCDMA直放站對(duì) 上、下行信號(hào)進(jìn)行交替放大的要求，依據(jù)CPLD計(jì)時(shí)同步原理設(shè)計(jì)，能夠保證同 步計(jì)時(shí)基數(shù)精確度達(dá)到《10"s。在保持時(shí)間內(nèi)開關(guān)抖動(dòng)時(shí)間《士ly s，失步后重 新啟動(dòng)，同步開關(guān)位置偏離《土lus。高速同步控制器電路由TD-SCDMA的 MODEM和CPLD電路組成，CPLD電路接收MODEM解調(diào)出的時(shí)隙信息，TSO、 TS1、 TS2、 TS3為下行鏈路導(dǎo)通，TS4、 TS5、 TS6為上行鏈路導(dǎo)通，高速同步控 制器電路輸出SCS-和SCS+兩路信號(hào)，分別控制上、下行通道開關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)上、 下行信號(hào)鏈路的同步轉(zhuǎn)換。功率放大器用于將無線通信系統(tǒng)發(fā)射和接收的上、下行信號(hào)進(jìn)行放大。本實(shí) 用新型的功率放大器僅為一個(gè)由上、下行共用的功率放大器，功率放大器僅設(shè)置一 個(gè)公共的輸入和輸出端，高速切換開關(guān)電路對(duì)上、下行信號(hào)進(jìn)行分離并合成后通過 一個(gè)共同的端口將需要放大的上、下行信號(hào)分別輸入給同一個(gè)功率放大器進(jìn)行放 大，完成對(duì)TD-SCDMA上、下行信號(hào)的放大。本實(shí)用新型的功率放大器采用共用 模塊技術(shù)，可以提高功率放大器的工作效率30%，保證功率放大器長期處于穩(wěn)定 工作狀態(tài)，減少了因上、下行信號(hào)頻繁關(guān)閉和開啟放大器引起的脈沖干擾和電源騷 擾，避免了功率放大器功放管的擊穿，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。結(jié)合參看圖l，本實(shí)用新型利用高速切換開關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)TD-SCDMA上、 下行時(shí)序的切換控制。當(dāng)同步控制器輸出下行時(shí)序時(shí)，K2、 K4閉合，Kl、 K3開啟，基站下行信號(hào) 通過K2并經(jīng)過低噪聲放大器LNA1后送到端口 A，經(jīng)共用功率放大器對(duì)下行信號(hào) 進(jìn)行放大后進(jìn)入端口B，經(jīng)過K4送給MS端口。當(dāng)同步控制器輸出為上行時(shí)序時(shí)，Kl、 K3閉合，K2、 K4開啟，手機(jī)的上行 信號(hào)由MS端口通過K3并經(jīng)低噪聲放大器LNA2放大后送到端口 A，經(jīng)共用功率 放大器對(duì)上行信號(hào)放大后進(jìn)入端口 B ，經(jīng)過Kl送給BS端口 。輸入下行信號(hào)時(shí)的工作情況Kl一端接環(huán)形器，K1另一端接合成器F2，當(dāng)同步控制器輸出下行時(shí)序時(shí)， Kl開啟，基站下行信號(hào)通過合成器F2將下行時(shí)序送到端口 B。K2 —端接環(huán)形器，K2另一端接低噪聲放大器LNA1，低噪聲放大器LNA1的另一端接合成器F1，合成器F1的另一端接低噪聲放大器LNA2的另一端。當(dāng)同 步控制器輸出下行時(shí)序時(shí)，K2關(guān)閉。K3 —端接環(huán)形器，K3另一端接低噪聲放大器LNA2，低噪聲放大器LNA2 的另一端接合成器F1。當(dāng)同步控制器輸出下行時(shí)序時(shí)K3開啟，基站下行信號(hào)由低 噪聲放大器LNA2放大后經(jīng)合成器F1將下行信號(hào)送到端口 A。K4一端接環(huán)形器，K4另一端接合成器F2，當(dāng)同步控制器輸出下行時(shí)序時(shí)， K4關(guān)閉。輸入上行信號(hào)時(shí)的工作情況Kl一端接環(huán)形器，K1另一端接合成器F2，當(dāng)同步控制器輸出上行時(shí)序時(shí)， Kl關(guān)閉。K2 —端接環(huán)形器,K2另一端接低噪聲放大器LNA1，低噪聲放大器LNA1 的另一端接合成器Fl,合成器F1的另一端接低噪聲放大器LNA2的另一端。當(dāng)同 步控制器輸出上行吋序吋，K2幵啟。上行信號(hào)由低噪聲放大器LNA1放大后經(jīng)合 成器F1送到端口 A。K3 —端接環(huán)形器，K3另一端接低噪聲放大器LNA2，低噪聲放大器LNA2 的另一端接合成器F1。當(dāng)同步控制器輸出上行時(shí)序時(shí)K3關(guān)閉。K4一端接環(huán)形器，K4另一端接合成器F2。當(dāng)同步控制器輸出上行時(shí)序時(shí)， K4幵啟。上行信號(hào)經(jīng)合成器F2送到端口B。本實(shí)用新型的高速切換開關(guān)具有高速和高隔離的特點(diǎn)，高速切換開關(guān)電路的 一個(gè)通道對(duì)另一通道的隔離達(dá)80dB以上，高速切換開關(guān)的切換速度在1 n s以下， 以適應(yīng)TD-SCDMA的各種時(shí)隙分配。當(dāng)TD-SCDMA系統(tǒng)處于下行時(shí)隙工作時(shí)，來自BS端口的基站下行信號(hào)，通 過合成分路器分離后，信號(hào)進(jìn)入下行輸入端，高速切換開關(guān)選擇下行輸入端的信號(hào) 進(jìn)入功率放大器進(jìn)行放大，經(jīng)功率放大后的下行信號(hào)通過高速切換開關(guān)選擇到下行 輸出端口后，再經(jīng)過合成分路器后，送給MS端口。處于下行時(shí)隙工作時(shí)，上行通 道的電路處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)TD-SCDMA系統(tǒng)處于上行時(shí)隙工作時(shí)，來自MS端口的手機(jī)上行信號(hào)，通過合成分路器分離后，信號(hào)進(jìn)入上行輸入端，高速切換開關(guān)選擇上行輸入端的信號(hào) 進(jìn)入功率放大器進(jìn)行放大，經(jīng)功率放大后的上行信號(hào)通過高速切換開關(guān)選擇到上行輸出端口后，再經(jīng)過合成分路器后，送給BS端口。處于上行時(shí)隙工作時(shí)，下行通 道的電路處于關(guān)閉狀態(tài)。本實(shí)用新型采用MOS技術(shù)設(shè)計(jì)高速切換開關(guān)電路，滿足了對(duì)上、下行信號(hào)的 高速切換。高速切換開關(guān)電路的切換速度可以達(dá)到《lus。高速切換開關(guān)電路對(duì)直放站中上、下行的信號(hào)進(jìn)行分離并合成后通過一個(gè)共 同的端口將需要放大的信號(hào)送給功率放大器，同時(shí)高速切換開關(guān)電路將功率放大器 送出的信號(hào)進(jìn)行分離并合成后送給上、下行對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸出端口。TD-SCDMA系統(tǒng)子幀結(jié)構(gòu)原理如下TD-SCDMA系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)采用碼分多址和TDD技術(shù)，上、下行鏈路使用相同載 波頻率，利用不同的時(shí)隙傳輸上、下行信號(hào)，系統(tǒng)碼分速率為1.28Mcps， 一個(gè)頻 率寬為1.6Mhz，每個(gè)無線幀10ms，每個(gè)無線子幀5ms，每個(gè)子幀分為三個(gè)特殊時(shí) 隙和七個(gè)常規(guī)時(shí)隙，每個(gè)常規(guī)時(shí)隙為675us。當(dāng)上行為3: 3配置時(shí)，根據(jù)時(shí)隙配 置情況，保證TS0、 TS1、 TS2、 TS3為下行鏈路導(dǎo)通，TS4、 TS5、 TS6為上行鏈 路導(dǎo)通。本實(shí)用新型利用高速同步控制器以保證上、下行信號(hào)的同步。在TD-SCDMA 系統(tǒng)中，上行鏈路信號(hào)和下行鏈路信號(hào)處于同一頻率，通過時(shí)分復(fù)用的方式區(qū)分上 行和下行信號(hào)。因此，TD-SCDMA直放站需要獲取兩個(gè)轉(zhuǎn)換點(diǎn)位置信息，完成對(duì) 射頻信道的上、下行信號(hào)切換。高速同步控制器保證TD-SCDMA直放站必須和基 站信號(hào)保持同步。當(dāng)然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，上述實(shí)施例僅是用來說明 本實(shí)用新型，而并非用作對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍 內(nèi)，對(duì)上述實(shí)施例的變換、變型都將落在本實(shí)用新型權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種移動(dòng)通信系統(tǒng)中的直放站共用功放電路，它包括開關(guān)電路、同步控制器電路和功率放大器，其特征在于，所述開關(guān)電路為高速切換開關(guān)電路，高速切換開關(guān)電路由開關(guān)K1、開關(guān)K2、開關(guān)K3、開關(guān)K4、低噪聲放大器LNA1、低噪聲放大器LNA2、合成器F1、合成器F2組成；所述開關(guān)K1一端接環(huán)形器，開關(guān)K1另一端接合成器F2；所述開關(guān)K2一端接環(huán)形器，開關(guān)K2另一端接低噪聲放大器LNA1，低噪聲放大器LNA1另一端接合成器F1，合成器F1另一端接低噪聲放大器LNA2的另一端；所述開關(guān)K3一端接環(huán)形器，開關(guān)K3另一端接低噪聲放大器LNA2，低噪聲放大器LNA2另一端接合成器F1；所述開關(guān)K4一端接環(huán)形器，開關(guān)K4另一端接合成器F2；所述同步控制器電路為高速同步控制器電路，高速同步控制器電路由TD-SCDMA的MODEM和CPLD電路組成，CPLD電路接收MODEM解調(diào)出的時(shí)隙信息，TS0、TS1、TS2、TS3為下行鏈路導(dǎo)通，TS4、TS5、TS6為上行鏈路導(dǎo)通，高速同步控制器電路輸出SCS-和SCS+兩路信號(hào)，分別控制上、下行通道開關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)上、下行信號(hào)鏈路的同步轉(zhuǎn)換；所述功率放大器僅為一個(gè)由上、下行共用的功率放大器，功率放大器僅設(shè)置一個(gè)公共的輸入和輸出端，高速切換開關(guān)電路對(duì)上、下行信號(hào)進(jìn)行分離并合成后通過一個(gè)共同的端口將需要放大的上、下行信號(hào)分別輸入給同一個(gè)功率放大器進(jìn)行放大，完成對(duì)TD-SCDMA上、下行信號(hào)的放大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的直放站共用功放電路，其特征在 于，所述高速切換開關(guān)電路的一個(gè)通道對(duì)另一通道的隔離達(dá)80dB以上，高速切換 開關(guān)的切換速度在1 li s以下，以適應(yīng)TD-SCDMA的時(shí)隙分配。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)通信系統(tǒng)中的直放站共用功放電路，它包括高速切換開關(guān)電路、高速同步控制器電路和一個(gè)由上、下行共用的功率放大器。高速切換開關(guān)電路由開關(guān)K1、K2、K3、K4、低噪聲放大器LNA1、LNA2、合成器F1、F2組成。高速同步控制器電路由TD-SCDMA的MODEM和CPLD電路組成。功率放大器僅設(shè)置一個(gè)公共的輸入和輸出端，高速切換開關(guān)電路對(duì)上、下行信號(hào)進(jìn)行分離并合成后通過一個(gè)共同的端口將需要放大的上、下行信號(hào)分別輸入給同一個(gè)功率放大器進(jìn)行放大，由此減少了功率放大器的使用，降低了設(shè)備成本，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，而且電路結(jié)構(gòu)和加工簡單，易于批量生產(chǎn)和使用。
文檔編號(hào)H04B7/15GK201219264SQ200820060320
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者蘭建伙, 朱燕華, 陳振云, 陳玉增 申請(qǐng)人:上海東洲羅頓通信技術(shù)有限公司