专利名称：移动通信系统中的直放站共用功放电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于通信领域，具体涉及一种3G移动通信系统中TD-SCDMA直 放站共用功放电路技术。
背景技术：
TD-SCDMA是3G通讯系统，随着2008年奥运会的日益临近，我国沿海城市 启动了大规模的实验网建设，现已在10个城市正式开通使用。TD-SCDMA利用 TDD的频分双工技术和CDMA码分多址的多址技术，具有频谱利用率高、抗干扰 性强等特点。随着TD-SCDMA网络的不断规模化建设，对于TD-SCDMA网络的 室内覆盖(如写字楼、商场、会议室、酒店)和一些话务量不高但服务质量要求高 的区域(如高速公路、铁路、旅游景点)的覆盖提出了相应要求。在移动通讯网络建设中，直放站是一种全双工的中继放大设备。直放站被广 泛应用于这些需要覆盖的场合，它具有组网方便、成本较低、安装使用简单、可以 远程监控和便于运营商管理等特点，是一种室内补盲、室外延伸基站覆盖范围的有 效设备。传统意义上的直放站是对一个通信系统中基站信号(下行信号)和手机信号 (上行信号)采用两路放大器进行分别放大。对于频分双工系统利用双工器进行信 号的合路(或分路)将不同频率的信号接到同一天线口；对于时分双工系统则通过 切换开关将不同时隙的信号接入同一天线口。在TD系统中，传统直放站需要上、下行两个链路的放大电路有独立工作的通 道，它是通过同步开关不停地关闭或开启上、下行通道放大器来完成对上、下行信 号的放大。也就是说，传统直放站是采用两个功率放大器分别对上、下行信号进行 交替放大。这样，频繁关闭和开启放大器会引起脉冲干扰和电源的骚扰，容易造成 功率放大器功放管的击穿。实用新型内容为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的任务是提供一种移动通信系统 中的直放站共用功放电路，它解决了传统直放站采用两个功率放大器分别对上、下 行信号交替放大，由此频繁关闭和开启放大器会引起干扰容易击穿功率放大器功放 管的问题。本实用新型的技术解决方案如下一种移动通信系统中的直放站共用功放电路，它包括开关电路、同步控制器 电路和功率放大器，所述开关电路为高速切换开关电路，高速切换开关电路由开关Kl、幵关K2、开关K3、开关K4、低噪声放大器LNA1、低噪声放大器LNA2、 合成器F1、合成器F2组成；所述开关Kl 一端接环形器，开关Kl另一端接合成器F2;所述开关K2—端接环形器，开关K2另一端接低噪声放大器LNA1，低噪声 放大器LNA1另一端接合成器Fl，合成器Fl另一端接低哚声放大器LNA2的另--端；所述开关K3—端接环形器，开关K3另一端接低噪声放大器LNA2，低噪声 放大器LNA2另一端接合成器Fl;所述开关K4一端接环形器，开关K4另一端接合成器F2;所述同步控制器电路为高速同步控制器电路，高速同步控制器电路由 TD-SCDMA的MODEM和CPLD电路组成，CPLD电路接收MODEM解调出的时 隙信息，TS0、 TS1、 TS2、 TS3为下行链路导通，TS4、 TS5、 TS6为上行链路导 通，高速同步控制器电路输出SCS-和SCS+两路信号，分别控制上、下行通道开关 电路，实现上、下行信号链路的同步转换；所述功率放大器仅为一个由上、下行共用的功率放大器，功率放大器仅设置 一个公共的输入和输出端，高速切换开关电路对上、下行信号进行分离并合成后通 过一个共同的端口将需要放大的上、下行信号分别输入给同一个功率放大器进行放 大，完成对TD-SCDMA上、下行信号的放大。本实用新型的移动通信系统中的直放站共用功放电路技术，系用于3G移动通 信系统中TD-SCDMA直放站的信号覆盖，这种高稳定性直放站特别适合于在第三 代移动通信系统中使用。本实用新型设计了一个新型的高速上、下行切换装置，在工作中根据直放站 同步系统提供的信号，将上、下行信号分别输入给同一个功率放大器进行放大。这 种技术使一个设备上、下行可以共用一个放大器，减少了一个放大器的使用，大大 地降低了设备成本，同时功率放大器处于长期稳定的工作状态，减少了因频繁关闭 和开启放大器而引起的脉冲干扰和电源骚拢，不会造成功率放大器功放管的二次击 穿，提高了设备的稳定性。本实用新型的TD-SCDMA直放站上下行共用功放电路技术，是利用 TD-SCDMA系统时分的特点，设计高速的切换开关电路，通过TD-SCDMA直放 站同步控制模块输出信号，控制高速切换开关电路，使TD-SCDMA上下行信号分 时送给同一个功率放大器进行放大。移动通信系统中的直放站应用本实用新型的共 用功放电路，减少了功率放大器的使用，提高了设备效率和可靠性，并降低了设备 成本，而且电路结构和加工简单，易于批量生产和使用。
图1是本实用新型的一种移动通信系统中的直放站共用功放电路中的高速切 换开关电路图。图2是本实用新型的一种移动通信系统中的直放站共用功放电路中的高速同 步控制器电路图。
具体实施方式
参看图1和图2,本实用新型是一种3G移动通信系统中TD-SCDMA直放站 共用功放电路技术，它包括开关电路、同步控制器电路和功率放大器。如图1中所示，开关电路为高速切换开关电路，高速切换开关电路由开关K1、 开关K2、开关K3、开关K4、低噪声放大器LNA1、低噪声放大器LNA2、合成器 Fl、合成器F2组成。开关K1一端接环形器，开关K1另一端接合成器F2。开关 K2—端接环形器，开关K2另一端接低噪声放大器LNA1，低噪声放大器LNA1 另一端接合成器F1，合成器F1另一端接低噪声放大器LNA2的另一端。开关K3 一端接环形器，开关K3另一端接低噪声放大器LNA2，低噪声放大器LNA2另一 端接合成器F1。开关K4一端接环形器，开关K4另一端接合成器F2。如图2中所示，同步控制器电路为高速同步控制器电路，高速同步控制器电路是根据TD-SCDMA系统码分的特性和时分的特性，以及TD-SCDMA直放站对 上、下行信号进行交替放大的要求，依据CPLD计时同步原理设计，能够保证同 步计时基数精确度达到《10"s。在保持时间内开关抖动时间《士ly s，失步后重 新启动，同步开关位置偏离《土lus。高速同步控制器电路由TD-SCDMA的 MODEM和CPLD电路组成，CPLD电路接收MODEM解调出的时隙信息，TSO、 TS1、 TS2、 TS3为下行链路导通，TS4、 TS5、 TS6为上行链路导通，高速同步控 制器电路输出SCS-和SCS+两路信号，分别控制上、下行通道开关电路，实现上、 下行信号链路的同步转换。功率放大器用于将无线通信系统发射和接收的上、下行信号进行放大。本实 用新型的功率放大器仅为一个由上、下行共用的功率放大器，功率放大器仅设置一 个公共的输入和输出端，高速切换开关电路对上、下行信号进行分离并合成后通过 一个共同的端口将需要放大的上、下行信号分别输入给同一个功率放大器进行放 大，完成对TD-SCDMA上、下行信号的放大。本实用新型的功率放大器采用共用 模块技术，可以提高功率放大器的工作效率30%，保证功率放大器长期处于稳定 工作状态，减少了因上、下行信号频繁关闭和开启放大器引起的脉冲干扰和电源骚 扰，避免了功率放大器功放管的击穿，提高了设备的稳定性和可靠性。结合参看图l，本实用新型利用高速切换开关电路，实现对TD-SCDMA上、 下行时序的切换控制。当同步控制器输出下行时序时，K2、 K4闭合，Kl、 K3开启，基站下行信号 通过K2并经过低噪声放大器LNA1后送到端口 A，经共用功率放大器对下行信号 进行放大后进入端口B，经过K4送给MS端口。当同步控制器输出为上行时序时，Kl、 K3闭合，K2、 K4开启，手机的上行 信号由MS端口通过K3并经低噪声放大器LNA2放大后送到端口 A，经共用功率 放大器对上行信号放大后进入端口 B ，经过Kl送给BS端口 。输入下行信号时的工作情况Kl一端接环形器，K1另一端接合成器F2，当同步控制器输出下行时序时， Kl开启，基站下行信号通过合成器F2将下行时序送到端口 B。K2 —端接环形器，K2另一端接低噪声放大器LNA1，低噪声放大器LNA1的另一端接合成器F1，合成器F1的另一端接低噪声放大器LNA2的另一端。当同 步控制器输出下行时序时，K2关闭。K3 —端接环形器，K3另一端接低噪声放大器LNA2，低噪声放大器LNA2 的另一端接合成器F1。当同步控制器输出下行时序时K3开启，基站下行信号由低 噪声放大器LNA2放大后经合成器F1将下行信号送到端口 A。K4一端接环形器，K4另一端接合成器F2，当同步控制器输出下行时序时， K4关闭。输入上行信号时的工作情况Kl一端接环形器，K1另一端接合成器F2，当同步控制器输出上行时序时， Kl关闭。K2 —端接环形器,K2另一端接低噪声放大器LNA1，低噪声放大器LNA1 的另一端接合成器Fl,合成器F1的另一端接低噪声放大器LNA2的另一端。当同 步控制器输出上行吋序吋，K2幵启。上行信号由低噪声放大器LNA1放大后经合 成器F1送到端口 A。K3 —端接环形器，K3另一端接低噪声放大器LNA2，低噪声放大器LNA2 的另一端接合成器F1。当同步控制器输出上行时序时K3关闭。K4一端接环形器，K4另一端接合成器F2。当同步控制器输出上行时序时， K4幵启。上行信号经合成器F2送到端口B。本实用新型的高速切换开关具有高速和高隔离的特点，高速切换开关电路的 一个通道对另一通道的隔离达80dB以上，高速切换开关的切换速度在1 n s以下， 以适应TD-SCDMA的各种时隙分配。当TD-SCDMA系统处于下行时隙工作时，来自BS端口的基站下行信号，通 过合成分路器分离后，信号进入下行输入端，高速切换开关选择下行输入端的信号 进入功率放大器进行放大，经功率放大后的下行信号通过高速切换开关选择到下行 输出端口后，再经过合成分路器后，送给MS端口。处于下行时隙工作时，上行通 道的电路处于关闭状态。当TD-SCDMA系统处于上行时隙工作时，来自MS端口的手机上行信号，通过合成分路器分离后，信号进入上行输入端，高速切换开关选择上行输入端的信号 进入功率放大器进行放大，经功率放大后的上行信号通过高速切换开关选择到上行输出端口后，再经过合成分路器后，送给BS端口。处于上行时隙工作时，下行通 道的电路处于关闭状态。本实用新型采用MOS技术设计高速切换开关电路，满足了对上、下行信号的 高速切换。高速切换开关电路的切换速度可以达到《lus。高速切换开关电路对直放站中上、下行的信号进行分离并合成后通过一个共 同的端口将需要放大的信号送给功率放大器，同时高速切换开关电路将功率放大器 送出的信号进行分离并合成后送给上、下行对应的信号输出端口。TD-SCDMA系统子帧结构原理如下TD-SCDMA系统标准采用码分多址和TDD技术，上、下行链路使用相同载 波频率，利用不同的时隙传输上、下行信号，系统码分速率为1.28Mcps， 一个频 率宽为1.6Mhz，每个无线帧10ms，每个无线子帧5ms，每个子帧分为三个特殊时 隙和七个常规时隙，每个常规时隙为675us。当上行为3: 3配置时，根据时隙配 置情况，保证TS0、 TS1、 TS2、 TS3为下行链路导通，TS4、 TS5、 TS6为上行链 路导通。本实用新型利用高速同步控制器以保证上、下行信号的同步。在TD-SCDMA 系统中，上行链路信号和下行链路信号处于同一频率，通过时分复用的方式区分上 行和下行信号。因此，TD-SCDMA直放站需要获取两个转换点位置信息，完成对 射频信道的上、下行信号切换。高速同步控制器保证TD-SCDMA直放站必须和基 站信号保持同步。当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明 本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围 内，对上述实施例的变换、变型都将落在本实用新型权利要求的范围内。
权利要求1.一种移动通信系统中的直放站共用功放电路，它包括开关电路、同步控制器电路和功率放大器，其特征在于，所述开关电路为高速切换开关电路，高速切换开关电路由开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、低噪声放大器LNA1、低噪声放大器LNA2、合成器F1、合成器F2组成；所述开关K1一端接环形器，开关K1另一端接合成器F2；所述开关K2一端接环形器，开关K2另一端接低噪声放大器LNA1，低噪声放大器LNA1另一端接合成器F1，合成器F1另一端接低噪声放大器LNA2的另一端；所述开关K3一端接环形器，开关K3另一端接低噪声放大器LNA2，低噪声放大器LNA2另一端接合成器F1；所述开关K4一端接环形器，开关K4另一端接合成器F2；所述同步控制器电路为高速同步控制器电路，高速同步控制器电路由TD-SCDMA的MODEM和CPLD电路组成，CPLD电路接收MODEM解调出的时隙信息，TS0、TS1、TS2、TS3为下行链路导通，TS4、TS5、TS6为上行链路导通，高速同步控制器电路输出SCS-和SCS+两路信号，分别控制上、下行通道开关电路，实现上、下行信号链路的同步转换；所述功率放大器仅为一个由上、下行共用的功率放大器，功率放大器仅设置一个公共的输入和输出端，高速切换开关电路对上、下行信号进行分离并合成后通过一个共同的端口将需要放大的上、下行信号分别输入给同一个功率放大器进行放大，完成对TD-SCDMA上、下行信号的放大。
2. 根据权利要求l所述的移动通信系统中的直放站共用功放电路，其特征在 于，所述高速切换开关电路的一个通道对另一通道的隔离达80dB以上，高速切换 开关的切换速度在1 li s以下，以适应TD-SCDMA的时隙分配。
专利摘要本实用新型涉及一种移动通信系统中的直放站共用功放电路，它包括高速切换开关电路、高速同步控制器电路和一个由上、下行共用的功率放大器。高速切换开关电路由开关K1、K2、K3、K4、低噪声放大器LNA1、LNA2、合成器F1、F2组成。高速同步控制器电路由TD-SCDMA的MODEM和CPLD电路组成。功率放大器仅设置一个公共的输入和输出端，高速切换开关电路对上、下行信号进行分离并合成后通过一个共同的端口将需要放大的上、下行信号分别输入给同一个功率放大器进行放大，由此减少了功率放大器的使用，降低了设备成本，提高了设备的稳定性，而且电路结构和加工简单，易于批量生产和使用。
文档编号H04B7/15GK201219264SQ200820060320
公开日2009年4月8日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者兰建伙, 朱燕华, 陈振云, 陈玉增 申请人:上海东洲罗顿通信技术有限公司