专利名称：一种通信网络中继放大的装置、设备与方法
技术领域：
本发明涉及通信技术，特别是一种时分双工通信网络信号中继放 大的技术。
背景技术：
在时分双工 (TDD)4支术中，凄t据一次在一个方向上传输，并 在两个方向上交替进行。TDD是为使用有线用户系统开发的，但也 应用于无线配置。无线TDD—般与TDMA—起使用，大量用户依次 接收前向信道信号，即基站到手机的信号，然后依次发射反向信道信 号即手机到基站的信号，所有的运行都在相同的载频上。TD - SCDMA技术是我国第三代移动通信的行业标准，扩频带宽 约为1.6MHz，采用不需配对频率的TDD工作方式。TD-SCDMA物 理帧长度为10ms,分成两个5ms子帧，每10ms帧长内的2个子帧 的结构是完全相同的。在图1中，反向和前向业务时隙数为7个，每 个业务时隙的长度是864个码片的持续时间。在7个业务时隙中，时 隙0总是分配给前向链路，而时隙1总是分配给反向链路。反向链路 的时隙和前向链路的时隙之间由 一个转换点分开。在前向时隙和反向 时隙间， 一个特殊间隔作为反向和前向的转换点。在每个5ms的子帧 中，有两个转换点，即前向到反向和反向到前向。使用上述帧结构， 可以通过分配前向和反向时隙的数目来工作于对称和不对称模式。时 分双工方式下的任何配置至少要有一个时隙(时隙0)必须分配给前 向，至少一个时隙(时隙1)必须分配给反向。因而这中间必然涉
及到反向链路和前向链路之间的不停切换，相应的，前、后向链路的信号中继放大也应该随之进4亍切换。关于移动通信信号中继放大时的前向、反向链路的区分，现有2G移动网络采用的方法是通过双工滤波器分离出前向和反向信号， 之后分别予以中继放大。之所以能够采用这种方法，是因为2G移动 网络采用的是频分双工(FDD)技术，前向链路和反向链路分别采用 不同频段，而且中间有数十兆赫兹的保护间隔。然而，由于TDD方 式中前向和反向链路采用同一频段，所以无法采用分离信号的方法分别进行中继放大。由于TDD系统在一个时刻内，只工作在接收或者发射的状态， 完全可以用一个单向放大单元，通过捕捉上下行切换点，控制链路完 成TDD网络中无线信号的中继放大。而现有技术中还没有一种用完 成时分双工中继放大的技术。发明内容有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种用一个单向放大 单元完成时分双工中继放大的方法、装置和设备。为解决所述技术问题，本发明提供了 一种时分双工通信网络中继放 大装置，本装置至少包含单向放大单元、检波单元、控制单元、射频开关，其中，检波单元，用于对通信链路中经过部分放大的信号进行检波，得到 检波信号；控制单元，用于接收检波信号，生成控制信号； 射频开关及单向放大单元，用于接收控制信号，进行指定的动作，使同一单向放大单元完成通信信号的中继放大。所述单向放大单元进一步包含前级放大模块、后级放大模块；所述检波单元具体对经过前级放大模块放大的信号进行检波。所述控制单元接收检波单元输出的检波信号，并具体向所述射频开 关、后级放大模块输出控制信号。所述控制单元进一步用于根据检波信号区分判断链路信号为前向 信号还是反向信号；若识别为前向信号，则生成用于接通前向链路的控 制信号；若识别为不存在前向信号，则生成用于接通前级放大模块与指 向终端的天线的控制信号、接通后级放大模块与指向基站的天线的控制 信号、断开后级放大模块的控制信号；若识别为反向信号，则生成用于接通反向链路的控制信号；若识别 为不存在反向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向基站的天线的 控制信号、用于接通后级放大模块与指向终端的天线的控制信号、用于 断开后级放大模块的控制信号。还提供了一种时分双工通信网络中继放大设备，本设备至少包含指 向基站的定向天线、滤波器和指向移动终端基站的定向天线，该设备还 包括时分双工通信网络中继放大装置，装置包含单向放大单元、检波单 元、控制单元、射频开关，其中，检波单元，用于对通信链路中经过部分放大的信号进行检波，得到 检波信号；控制单元，用于接收检波信号，生成控制信号；射频开关及单向放大单元，用于接收控制信号，进行指定的动作， 使同一单向放大单元完成信号的中继放大。
所迷单向放大单元进一步包含前级放大模块、后级放大模块；所述 检波单元具体对经过前级放大模块放大的信号进行检波。所述控制单元 接收检波单元输出的检波信号，并具体向所述射频开关、后级放大模块输出控制信号。所述控制单元进一步用于根据检波信号区分判断链路信号为前向信号还是反向信号；若识别为前向信号，则生成用于接通前向链路的控制信号；若识别 为不存在前向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向终端的天线的 控制信号、接通后级放大模块与指向基站的天线的控制信号、断开后级 放大模块的控制信号；若识别为反向信号，则生成用于接通反向链路的控制信号；若识别 为不存在反向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向基站的天线的 控制信号、用于接通后级放大模块与指向终端的天线的控制信号、用于 断开后级放大模块的控制信号。同时提供了 一种时分双工通信网络中继放大的方法，其特征在于， 包括如下步骤A对通信链路中经过部分放大的信号进行检波，生成检波信号； B根据检波信号，生成控制信号；C根据控制信号，使同一单向放大单元完成通信信号的中继放大。所述单向放大单元包含前级放大模块、后级放大模块，所述各放大 模块至少包含一个放大器；所述对经过部分放大的信号进行检波具体 为对链路中经过前级放大模块放大的信号进行检波。步骤B所述依据检波信号，生成控制信号，具体为B1根据检波信号区分判断链踏信号为前向信号还是反向信号；B2若识别为前向信号，则生成用于接通前向链路的控制信号；若识别为不存在前向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向 终端的天线的控制信号、接通后级放大模块与指向基站的天线的控制信 号、断开后级放大模块的控制信号；若识别为反向信号，则生成用于接通反向链路的控制信号；若识别为不存在反向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向 基站的天线的控制信号、用于接通后级放大^t块与指向终端的天线的控 制信号、用于断开后级放大模块的控制信号。步骤B1根据检波信号区分判断链路信号为前向信号还是反向信号， 可以具体为当前级放大模块与指向基站的天线接通时，若检波信号为高电平， 则识别为前向信号，若纟全波信号为低电平，识别为不存在前向信号；当前级放大模块与指向终端的天线接通时，若检波信号为高电平， 识别为反向信号，若检波信号为低电平，识别为不存在反向信号。根据检波器的不同类型，步骤Bl根据检波信号区分判断链路信号 为前向信号还是反向信号，还可以具体为当前级放大模块与指向基站的天线接通时，若检波信号为低电平， 则识别为前向信号，若检波信号为高电平，识别为不存在前向信号；当前级放大模块与指向终端的天线接通时，若检波信号为低电平， 识别为反向信号，若检波信号为高电平，识别为不存在反向信号。与现有技术相比，由于本发明所述的方法对经过部分放大的信号 检波，使同一单向放大单元先后在前向和后向链路中使用，从而避免同时使用两条中继放大链路，不需要对被4企测的信号进行频率转换和解调，因而程序简单；同时因为无需两套放大设备及其它滤波器、解 调器及进行时间同步的GPS等辅助设备，本发明所述的中继放大装置及设备结构简单。
图1为TD - SCDMA子帧结构图；图2为本发明较佳实施例的设备结构图；图3为本发明较佳实施例的装置结构图；图4为本发明较佳实施例的电路图；图4a为本发明较佳实施例前向链路接通时的状态示意图；图4b为本发明较佳实施例反向链路接通时的状态示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面举具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。图2为本发明较佳实施例的中继放大设备结构图，该设备包含有指 向基站的定向天线21、滤波器22、中继放大装置23、滤波器24、指向 终端的定向天线25,其中，指向基站的定向天线21接收基站信号后由 滤波器22处理，经过中继放大装置23中继放大后，再由滤波器24处 理后，信号从指向终端的定向天线25向终端发射出去；或者信号传输 的方向相反。实际中，较佳情况中滤波器22、 24保证指向基站的定向天线21 和指向终端的定向天线25之间有卯dB以上的隔离度；或者，滤波器22、 24保证指向基站的定向天线21和指向终端的 定向天线25之间的隔离度大于放大链路的增益15dB以上。中继放大设备所包含的中继放大装置23如图3所示，包含控制单元 31、检波单元32、单向放大单元33、射频开关34、 35、 36、 37;其总体的工作过程为，检波单元32对经过部分放大的信号进行检 波，得到检波信号DET ;控制单元31接收检波信号DET,并生成控制 信号；射频开关34、 35、 36、 37及单向放大单元33接收控制信号，按 照控制信号进行指定的动作。为完成以上工作，单向放大单元33进一步包含前级放大模块331、 后级放大模块332，前后两级放大模块相串联，所述在检波单元32对经 过部分放大的信号进行检波，具体为在前后两级模块之间的位置连接检 波单元，对经过前级放大模块放大的信号进行检波。控制单元31分别连接射频开关34、 35、 36、 37和后级放大模块332、 同时控制信号分别用于控制所述射频开关34、 35、 36、 37和后级i文大 模块332。图4为本发明较佳实施例的电路图，如图所示，所述前级放大模块 由两个串联的放大器41、 42组成，后级放大模块由放大器43组成。实 际情况下，根据中继放大要求，各放大模块中放大器的个数可以为一个 或一个以上，这样本发明中对经过前级放大模块进行放大的信号进行检 测，不需要再进行频率转换和解调，简化了程序和结构。本实施例中检波单元32输出的检波信号DET是高电平、低电平之 一。这种检波的具体工作过程为预设某功率范围，当前级放大模块输
出的信号功率超过该预设功率范围时，检波器中信号从低电平变为高电 平，或者从高电平变为低电平。当检波器中信号从低电平变为高电平时，输出的检波信号DET为高电平；当检波器中信号从高电平变为低电平 时，输出的检波信号DET为低电平，这种不同取决于检波器的类型。以 下仅以当前级放大模块输出的信号功率超过该预设功率范围时，输出 的检波信号DET为高电平的情况进行详细说明。对于输出的检波信号 DET为低电平的情况，其工作过程相同，区别仅在于对于链路的识别与 输出的检波信号DET为高电平的情况相反。参照图4a、 4b,实施例中装置和设备的工作过程具体为51、 进行系统设置接通前级放大模块与指向基站的天线，即，生成如下控制信号控制信号CI用于使射频开关34置于 4D位置、控制信号C2用于使射频开关35置于5D位置；接通后级放大模块与指向终端的天线，即，生成如下控制信号控制信号C3用于使射频开关36置于 6D位置、控制信号C4用于使射频开关37置于7D位置；断开后级放大模块，即，生成如下控制信号控制信号C5用于断开后级放大模块；52、 对系统设置后从前级放大模块输出的信号进行^^波，得到检波 信号DET,并根据检波信号DET，生成控制信号，具体为若检波信号DET为高电平，识别为前向信号，则接通前向放大链路;即，生成打开后级放大模块的控制信号C5，其它控制信号和系统设 置的状态相同。若检波信号DET为低电平，识别为不存在前向信号；则执行S4。S3、在所述S2中接通前向放大链路的状态下继续对从前级放大模 块输出的信号进行检波，得到检波信号DET，根据检波信号DET,生成控制信号，具体为若检波信号DET为高电平，识别为前向信号，则保持前向放大链路 接通,；若检波信号DET为低电平，识别为不存在前向信号，则执行S4。 S4进行系统设置转换，具体为 接通后级放大模块与指向基站的天线，即，生成如下控制信号控制信号Cl用于使射频开关34置于 4U位置、控制信号C2用于使射频开关35置于5U位置，；接通前级放大模块与指向终端的天线，即，生成如下控制信号控制信号C3用于使射频开关36置于 6U位置、控制信号C4用于使射频开关37置于7U位置；断开后级放大模块，即，生成如下控制信号控制信号C5用于断开后级放大模块；S5所述系统设置转换后的工作状态下继续对从前级放大模块输出 的信号进行检波，得到检波信号DET,并根据检波信号DET，生成控制 信号，具体为若检波信号DET为高电平，识别为反向信号，
则接通反向放大链路，即，生成打开后级放大模块的控制C5,其它控制信号不变，此时；若检波信号DET为低电平，识别为不存在反向信号，则执行S1。S6在S5中接通反向放大链路的状态下继续对从前级放大模块输出 的信号进行检波，得到检波信号DET，并根据检波信号DET,生成控制 信号，具体为若检波信号DET为高电平，识别为反向信号，则保持反向放大链路 接通；若检波信号DET为低电平，识别为不存在反向信号，则执行S1。总的来说，这种工作过程是一个完整的循环过程，在任何时刻进 行检波，检波后作相应处理，使得中继放大得以实现。从以上工作过程可以看出，在时分双工信号的前向或反向信号切 换时，系统能自动识别出前向和反向信号，并通过同一单向放大单元 先后分别对信号进行放大。与现有技术相比，由于本发明所述的方法 对经过部分放大的信号检波，使同一单向放大单元先后在前向和后向 链路中使用，从而避免同时使用两条中继放大链路，不需要对被检测 的信号进行频率转换和解调，因而程序简单；同时因为无需两套放大 设备及其它滤波器、解调器及进行时间同步的GPS等辅助设备，本 发明所述的中继放大装置及设备结构简单。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种时分双工通信网络中继放大装置，本装置至少包含单向放大单元、检波单元、控制单元、射频开关，其特征在于，检波单元，用于对通信链路中经过部分放大的信号进行检波，得到检波信号；控制单元，用于接收检波信号，生成控制信号；射频开关及单向放大单元，用于接收控制信号，进行指定的动作，使同一单向放大单元完成通信信号的中继放大。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述单向放大单元进一步包含前级放大模块、后级放大模块；所述检波单元具体对经过前级放大模块放大的信号进行检波。所述控制单元接收检波单元输出的检波信号，并具体向所述射频开 关、后级放大模块输出控制信号。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元进一步 用于根据检波信号区分判断链路信号为前向信号还是反向信号；若识别为前向信号，则生成用于接通前向链路的控制信号；若识别为不存在前向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向终 端的天线的控制信号、接通后级放大模块与指向基站的天线的控制信 号、断开后级放大模块的控制信号； 若识别为反向信号，则生成用于接通反向链路的控制信号；若识别为不存在反向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向基 站的天线的控制信号、用于接通后级放大模块与指向终端的天线的控制 信号、用于断开后级放大模块的控制信号。
4. 一种时分双工通信网络中继放大设备，本设备至少包含指向基站 的定向天线、滤波器和指向移动终端基站的定向天线，其特征在于，该 设备还包括时分双工通信网络中继放大装置，装置包含单向放大单元、 检波单元、控制单元、射频开关，其特征在于，检波单元，用于对通信链路中经过部分放大的信号进行检波，得到 检波信号；控制单元，用于接收纟企波信号，生成控制信号；射频开关及单向放大单元，用于接收控制信号，进行指定的动作， 使同 一单向放大单元完成信号的中继放大。
5. 根据权利要求4所述的设备，其特征在于， 所述单向放大单元进一步包含前级放大模块、后级放大模块；所述检波单元具体对经过前级放大模块放大的信号进行检波。所述控制单元接收检波单元输出的检波信号，并具体向所述射频开 关、后级放大模块输出控制信号。
6. 根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述控制单元进一步 用于根据检波信号区分判断链路信号为前向信号还是反向信号； 若识别为前向信号，则生成用子接通前向链路的控制信号；若识别为不存在前向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向终 端的天线的控制信号、接通后级放大模块与指向基站的天线的控制信号、断开后级放大模块的控制信号；若识别为反向信号，则生成用于接通反向链路的控制信号；若识别为不存在反向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向基 站的天线的控制信号、用于接通后级j故大模块与指向终端的天线的控制 信号、用于断开后级放大模块的控制信号。
7. —种时分双工通信网络中继放大的方法，其特征在于，包括如下 步骤A对通信链路中经过部分放大的信号进行检波，生成检波信号； B根据检波信号，生成控制信号；C根据控制信号，使同一单向放大单元完成通信信号的中继放大。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述单向放大单元包 含前级放大模块、后级放大模块，所述各放大模块至少包含一个放大器； 所述对经过部分放大的信号进行检波具体为对链^^中经过前级放大模 块放大的信号进行检波。
9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤B所述依据检 波信号，生成控制信号，具体为B1根据检波信号区分判断链路信号为前向信号还是反向信号；B2若识别为前向信号，则生成用于接通前向链路的控制信号；若识别为不存在前向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向 终端的天线的控制信号、接通后级放大模块与指向基站的天线的控制信号、断开后级放大模块的控制信号；若识别为反向信号，则生成用于接通反向链路的控制信号；若识别为不存在反向信号，则生成用于接通前级放大模块与指向 基站的天线的控制信号、用于接通后级放大模块与指向终端的天线的控 制信号、用于断开后级放大模块的控制信号。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其步骤B1根据检 波信号区分判断链路信号为前向信号还是反向信号，具体为当前级放大模块与指向基站的天线接通时，若检波信号为高电平， 则识别为前向信号，若检波信号为低电平，识别为不存在前向信号；当前级放大模块与指向终端的天线接通时，若检波信号为高电平， 识别为反向信号，若检波信号为低电平，识别为不存在反向信号。
11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据检波器的不同 类型，步骤Bl根据检波信号区分判断链路信号为前向信号还是反向信 号，具体为当前级放大模块与指向基站的天线接通时，若检波信号为低电平， 则识别为前向信号，若检波信号为高电平，识别为不存在前向信号；当前级放大模块与指向终端的天线接通时，若检波信号为低电平， 识别为反向信号，若检波信号为高电平，识别为不存在反向信号。
全文摘要
一种时分双工通信网络中继放大的方法，其特征在于，包括如下步骤A.对通信链路中经过部分放大的信号进行检波，生成检波信号；B.根据检波信号，生成控制信号；C.根据控制信号，使同一单向放大单元分别在前向和后向链路中工作。本发明还同时提供了应用这种方法的装置及设备，使同一单向放大单元先后在前向和后向链路中使用，从而避免同时使用两条中继放大链路，使得程序和装置结构简单。
文档编号H04B7/212GK101114864SQ20061006184
公开日2008年1月30日 申请日期2006年7月26日 优先权日2006年7月26日
发明者毅 张 申请人:华为技术有限公司