专利名称：一种用于时分双工系统的双向动态放大方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种用于时分双工系统的双向动态放大方法及 装置。
背景技术：
在无线通信系统中，无线通信系统设备间的通信是在射频频^:内通过无线空间或有 线电缆传输实现的。由于射频信号在空间传播路径的损耗或电缆的损耗，使得互连无线 设备的通信距离局限在一定的范围内。为了增加通信距离同时增大覆盖范围，可以在互 连设备间使用射频信号双向放大装置。
无线通信系统的双工方式主要可分为频分双工(FDD, Frequency Division Duplex) 和时分双工(TDD,Time Division Duplex)两种。双向放大装置一般采用与其系统一致的 双工方式，对于FDD系统，双向放大装置通过其内的两个频分双工单元将具有不同频 率的上下行支路信号送到两个放大单元分别实现放大，放大单元无需根据信号输入方向 进行同步的控制；而在TDD系统中，由于上下行支路采用同一频率，两个放大支路不 能同时处于放大状态，所以需要对双向放大装置的两个放大支路的状态进行控制，当下 行支路有信号时，此方向放大单元工作于放大状态，而另一支路放大单元处于关闭状态； 反之亦然。这样就要求双向放大装置的工作状态要根据支路信号的收发状况作动态调 整。针对以TDD方式工作的TD-SCDMA系统，专利03145982.X和200510090189.9提 供了两种双向放大装置及其与基站同步的方法。其中，专利03145982.X采用了一个完 整的接收单元来接收基站发送的无线信号，从而提取出上下支路的同步信号，进而完成 对双向放大装置的同步控制，此方法适用于终端的发射时间完全由基站确定的系统；而 专利2005100卯189.9使用一个耦合单元耦合来自基站的射频信号，并对耦合的射频信号 进行检波而得到随射频功率变化的电压信号，然后采用比较单元比较所述电压信号与参 考电压信号而得到射频指示信号，最后通过信号处理单元发出控制逻辑，此方法是利用 了 TDS-SCDMA系统中特殊的时隙结构，仅适用于TD-SCDMA系统。对于同样以TDD 方式工作的IEEE802.11x系统，由于其接入方式为CSMA/CS (载波侦听多路接^v/冲突 避免),每个终端的发射时间完全由终端自身根据信道空闲与否来决定，且接入点(Access Point)并没有固定的发射时间，所以不能仅通过检测接入点的信号而获取同步。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种适用于时分双工系统，能够 根据信号输入方向和大小实现双向动态放大的方法和装置。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的
一种用于时分双工系统的双向动态放大装置，包括下行支路，上行支路，第一开关 单元和第二开关单元；所述下行支路用于完成从局端到用户端方向的射频信号的放大， 所述上行支路用于完成从用户端到局端方向的射频信号的放大，所述第一开关单元设置 在靠近局端一侧，所述第二开关单元设置在靠近用户端一侧；
其特征在于，所述第一开关单元用于所述上行支路和下行支路的开关切换，所述第 二开关单元用于所述上行支路和下行支路的开关切换；所述双向动态放大装置还包括工 作状态控制装置，所述工作状态控制装置用于检测来自用户端和局端两个方向的射频信 号，将所检测的射频信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而输 出逻辑控制信号来控制所述双向动态放大装置，使所述双向动态放大装置处于其中一种 工作状态；所述双向动态放大装置的工作状态包括空闲状态、上行支路放大状态和下行 支路放大状态，在所述空闲状态，上行支路和下行支路均不提供射频信号放大功能，在 所述下行支路放大状态，所述下行支路提供射频信号放大功能而所述上行支路不提供射 频信号放大功能，在所述上行支路放大状态，所述上行支路提供射频信号放大功能而所 述下行支路不提供射频信号放大功能。
进一步地，所述下行支路包括第一射频放大器和第一射频单元；所述上行支路包括 第二射频力欠大器和第二射频单元；所述工作状态控制装置包括上行支路信号检测装置、 下行信号检测装置和逻辑控制单元，所述上行支路信号检测装置设置在上行支路的第二 射频放大器和第二射频单元之间，用于从上行支i^取射频信号，经滤波、检波后转化 为电压信号，再将所述电压信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从 而向所迷逻辑控制单元输出逻辑电平，所述下行支路信号检测装置设置在下行支路的第 一射频放大器和第一射频单元之间，用于从下行支路提取射频信号，经滤波、检波后转 化为电压信号，再将所述电压信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较， 从而向所述逻辑控制单元输出逻辑电平，所述逻辑控制单元根据接收自上行支路信号抬r 测装置和下行支路信号检测装置的逻辑电平，分别向所述第一开关单元、下行支路第一 射频放大器、下行支路第一射频单元、第二开关单元、上行支路第二射频放大器、上行 支路第二射频单元发出逻辑控制信号。
7进一步地，所述下行支路信号检测装置包括第一耦合单元、第一检波单元和第一比
较单元；所述上行支路信号检测装置包括第二耦合单元、第二检波单元和第二比较单元； 其中，所述第一耦合单元用于将所述下行支路第一射频放大器发送来的射频信号耦 合到所述第一检波单元，所述第一检波单元用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压 并输入到所述第 一 比较单元，所述第 一 比较单元中设置有开启检测门限和关闭检测门 限，用于将输入的模拟电压与所述开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所 述逻辑控制单元输出高或低电平；
所述第二耦合单元用于将所述上行支路第二射频放大器发送来的射频信号耦合到 所述第二检波单元，所述第二检波单元用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压并输 入到所述第二比较单元，所述第二比较单元中设置有开启检测门限和关闭检测门限，用 于将输入的模拟电压与所述开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑 控制单元输出高或低电平；
所述逻辑控制单元用于根据所述第一比较单元和第二比较单元输出的高或低电平， 给出控制所述第一开关单元和所述第二开关单元选通射频信号通路的信号以及控制所 述上下行支路工作状态的逻辑信号。
进一步地，所述第 一比较单元和第二比较单元均为迟滞型比较单元。 进一步地，所述第一开关单元和第二开关单元均为单刀双掷射频开关。 进一步地，所述双向动态放大装置进一步包括第一射频滤波单元和第二射频滤波单 元；所述第一射频滤波单元被连接在所述第一开关单元的局端一侧，用于滤除来自局端 一侧的带外干扰，所述第二射频滤波单元被连接在所述第二开关单元的用户端一侧，用 于滤除来自用户端一侧的带外干扰。
一种用于时分双工系统的双向动态放大方法，所述方法是通过本发明所提供的双向 动态放大装置来实现的，其特征在于，所述双向动态放大方法包括以下步骤
所述工作状态控制装置检测用户端和局端两个方向的射频信号，与预设的开启检测 门限和/或关闭检测门限进行比较，从而输出逻辑控制信号来控制所述双向动态放大装 置，使所述双向动态;故大装置处于其中一种工作状态；所述双向动态放大装置的工作状 态包括空闲状态、下行支路放大状态和上行支路放大状态，在所述空闲状态，上行支路 和下行支路均不提供射频信号放大功能，在所述下行支路放大状态，所述下行支路提供 射频信号放大功能而所述上行支路不提供射频信号放大功能，在所述上行支路放大状 态，所述上行支路提供射频信号放大功能而所述下行支路不提供射频信号放大功能。其中，所述下行支路包括从局端到用户端方向依次连接的第一射频放大器和第一射
频单元；所述上行支路包括从用户端到局端方向依次连接的第二射频放大器和第二射频 单元；所述工作状态控制装置包括第一耦合单元、第一;f企波单元和第一比较单元、第二 耦合单元、第二检波单元、第二比较单元和逻辑控制单元；所述时分双工系统的双向动 态放大方法被进一步细化为包括以下步骤
所述双向动态放大装置加电，进入空闲状态；
第一^r波单元^全测来自局端的射频信号功率，并与第 一比较单元的开启判决门限电 压比较；同时，第二4全波单元检测来自用户端的射频信号功率，并与第二比较单元的开 启判决门限电压比较；
如果下行链路有射频信号输入且功率超过下行的开启判决门限，则设定第一比较单 元的输出为低，第二比较单元的输出为高，所述双向动态放大装置进入下行支路放大状 态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入下行支路放大状态，则第二检波单元关 闭，第二比较单元输出高电平，第一检波单元检测来自局端的射频信号功率，当射频信 号功率小于第一比较单元的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；
如果上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，则设定第一比较单 元的输出为高，第二比较单元的输出为低，所述双向动态放大装置进入上行支路放大状 态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入上行支路放大状态，则第一检波单元关 闭，第一比较单元输出高电平，第二检波单元检测来自用户端的射频信号功率，当射频 信号功率小于第二比较单元的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；
如果上下行链路同时有射频信号输入且功率均超过各自开启判决门限，则设定第一 比较单元的输出为低，同时第二比较单元的输出也为低，则所述逻辑控制单元仍然控制 所述双向动态放大装置保持在空闲状态。
其中，如果下行链路有射频信号输入且功率超过下行的开启判决门限，也可以设定 第一比较单元的输出为高，第二比较单元的输出为低，则所述双向动态放大装置的状态 转移过程中，第一和第二比较单元的输出电压的高/低做相应调整；如果上行链路有射 频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，也可以设定第一比较单元的输出为低，第 二比较单元的输出为高，则所述双向动态放大装置的状态转移过程中，第一和第二比较 单元的输出电压的高/低做相应调整。
本发明的双向动态放大方法及装置能够根据随机接入的上下行信号，动态的获取收 发同步和实现双向动态放大，因此可以适用于IEEE802. llx系统中。本发明所提供的方法及装置同样可适用于其它以TDD方式工作的系统。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
图1为本发明用于时分双工系统的双向动态放大装置的原理框图2为图1所示的双向动态放大装置的状态转移过程图3为为本发明应用于IEEE802.11x系统的一个实施例中的模拟部分电路图4为为本发明应用于IEEE802.11x系统的一个实施例中的比较和控制部分电路
图5 (a)和图5 (b)分别为本发明应用于正EE802.11x系统的一个实施例中的下 行支路和上行支路迟滞型比较器的电压传输特性图6为本发明应用于正EE802.11x系统的一个实施例中，当下行支路输入信号为 -43dBm时，对数检波单元的输出电压图(VBW-1.8MHz);
图7为本发明应用于IEEE802.11x系统的一个实施例中的逻辑控制部分的状态转移图。
具体实施例方式
如图1所示，在本发明的一个实施例中，用于时分双工系统的双向动态放大装置 包括下行支路，上行支路，第一射频开关、第二射频开关和工作状态控制装置。
所述下行支路用于完成从局端到用户端方向的射频信号的放大，包括下行支路第 一射频放大器11和第一射频单元12。所述上行支路用于完成从用户端到局端方向的射 频信号的放大，包括上行支路第二射频放大器21和第二射频单元22。所述第一射频开 关l设置在靠近局端一侧，用于所述上行支路和下行支路的开关切换，所述第二射频开 关2设置在靠近用户端一侧，用于所述上行支路和下行支路的开关切换。
所述工作状态控制装置包括第一耦合器13、第一检波器14和第一比较器15、第 二耦合器23、第二检波器24、第二比较器25和逻辑控制单元3。其中，第一耦合器13 用于将下行支路第一射频放大器11发送来的射频信号耦合到第一检波器14,第一检波 器14用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压并输入到第一比较器15,第一比较器 15中设置有开启检测门限和关闭检测门限，用于将输入的模拟电压与所述开启检测门限 和/或关闭检测门限进行比较，从而向逻辑控制单元3输出高或低电平。第二耦合单元
1023用于将上行支路第二射频放大器21发送来的射频信号耦合到第二检波器24，第二检 波器24用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压并输入到第二比较器25,第二比较 器25中设置有开启检测门限和关闭检测门限，用于将输入的模拟电压与所述开启检测 门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向逻辑控制单元3输出高或低电平。逻辑控制单 元3用于根据第一比较器15和第二比较器25输出的高或低电平，给出控制第一射频开 关1和第二射频开关2的选通射频信号通路的信号以及控制所述上下行支路工作状态的 逻辑信号SW1、 SW2、 PA11—EN、 PA12—EN、 PA21—EN、 PA22—EN,进而动态的控制所 述的双向动态放大装置的工作状态。
双向动态放大装置根据输入信号的情况可工作在以下三种不同状态之一空闲状 态；上行支路放大状态；下行支路放大状态。
在空闲状态，第一射频开关1的0-1导通，下行支路第一射频放大器11打开，下 行支路第一射频单元12关闭，同时，第二射频开关2的0-1导通，上行支路第二射频 放大器21打开，上行支路第二射频单元22关闭。关闭下行支路第一射频单元12，可以 为下行支路第一射频放大器11的输出和第二检波器24的输入提供一定的隔离，保证不 会因局端信号的输入而导致第二检波器24的输出电压超过第二比较器25的开启电压， 防止发生误判；同样地关闭上行支路第二射频单元22也有同样的作用。打开下行支路 第一射频放大器ll，可以放大局端的射频输入功率，从而提高该装置对局端输入信号的 最低可检测功率；同样地打开上行支路第二射频放大器21也有同样的作用。
在下行支路i文大状态，第一射频开关1的0-1导通，下行支路第一射频放大器11 打开，下行支路第一射频单元12打开，同时，第二射频开关2的0-2支路导通，上行 支路第二射频放大器21关闭，上行支路第二射频单元22关闭。
在上行支路放大状态，第一射频开关1的0-2导通，下行支路第一射频放大器11 关闭，下行支路第一射频单元12关闭，同时，第二射频开关2的0-1支路导通，上行 支路第二射频放大器21打开，上行支路第二射频单元22打开。
如图2所示，本发明的双向动态放大装置的状态转移过程如下 双向动态;故大装置加电，进入空闲状态；
第一检波器14检测来自局端的射频信号功率，并与第一比较器15的开启判决门限 电压比较；同时，第二检波器24检测来自用户端的射频信号功率，并与第二比较器25 的开启判决门限电压比较；
如果下行链路有射频信号输入且功率超过开启判决门限，则第一比较器15的输出
11为低，第二比较器25的输出为高，则所述双向动态放大装置进入下行支路放大状态； 当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入下行支路放大状态，则第二检波器24关闭， 第二比较器25输出高电平，第一检波器14检测来自局端的射频信号功率，当射频信号 功率小于第一比较器15的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；
如果上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，则第一比较器15 的输出为高，第二比较器25的输出为低，则所述双向动态放大装置进入上行支路放大 状态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入上行支路放大状态，则第一检波器14 关闭，第一比较器15输出高电平，第二检波器24检测来自用户端的射频信号功率，当 射频信号功率小于第二比较器25的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲 状态；
如果上下行链路同时有射频信号输入且功率均超过各自开启判决门限，则如果第一 比较器15的输出为低，同时第二比较器25的输出也为低，则逻辑控制单元3仍然控制 所述双向动态放大装置保持在空闲状态。
其中，如果下行链路有射频信号输入且功率超过下行的开启判决门限，也可以设定 第一比较器15的输出为高，第二比较器25的输出为低，则所述双向动态放大装置的状 态转移过程中，第一比较器15和第二比较器25的输出电压的高/低做相应调整；如果 上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，也可以设定第一比较器15 的输出为低，第二比较器25的输出为高，则所述双向动态放大装置的状态转移过程中， 第一比较器15和第二比较器25的输出电压的高/低做相应调整。
从以上描述可见，本发明所提供的双向放大装置在起始时首先处于空闲状态，以检 测两个方向的射频信号； 一旦某方向输入的射频信号的功率超过开启检测阈值，则设置 到该方向的放大状态，以达到动态放大该方向射频信号的目的；在该方向射频信号传完， 输入射频信号功率小于关闭检测阈值后，返回空闲状态，继续检测两个方向的射频信号。 特别地，当两个方向同时有射频信号输入时，双向放大器对两个方向均不放大，保持在 空闲状态。
本发明所提供的双向放大装置的结构及其实现方法，适用于任意时分双工的系统。 以下给出本发明在IEEE802.11x系统中的一个具体应用。
以有线电缆互连的WLAN设备，由于互连电缆的损耗达到了 100dB以上，而导致 数据呑吐率达不到最佳要求，需要在电缆上增加一个双向放大器，以弥补电缆的损耗。 系统对双向放大器的要求为a. 动态地双向链路i文大功能；
b. 上下行支路在各自的放大状态下，40dB的放大增益；
c. 下行支路的开启功率阂值为-43dBm,上行支路的开启功率阈值为-63dBm;
d. 两个支路检测延迟时间小于luS;
e. 线形最大输出功率大于或等于10dBm (信号物理层调制方式为IEEE802.11g OFDM,满足EVM〈1.50/。)。
f. 采用图1所示结构，该双向放大装置的具体电路原理图如图3和图4所示，图3 为模拟部分，图4为比较与控制部分。
图3中，由滤波器FLT1 、 Ul的RFC-RF2通路、U2、 U3、 U4的RF1-RFC通路、 FLT2构成双向放大器的下行支路，由滤波器FLT2 、 U4的RFC-RF2通路、U5、 U6、 Ul的RF1-RFC通路、FLT2构成双向放大器的上行支路。
射频开关Ul和U4为单刀双掷开关，完成两个射频支路的切换。S1一1和SL2为 Ul的控制信号。当S1—1=1且S1—2=0时，RFC-RF2支路导通，RFC-RF1支路断开；当 S1—1=0且S1—2=1时，RFC-RF1支路导通，RFC-RF2支路断开。S2_l和S2—2为U4的 控制信号。当S2—1=1且S1—2=0时，RFC-RF2支路导通，RFC-RF1支路断开；当S1—1=0 且S1一2=1时，RFC-RF1支路导通，RFC-RF2支路断开。
射频放大器U2、 U3、 U5、 U6采用同一器件，在打开情况下，其增益为30dB,输 出功率小于14dBm时，输出信号EVM〈1.50/。。可以满足系统对增益和线形度的要求， 在关闭情况下其输入到输出具有30dB的隔离。S1—1控制U2的打开与关闭，S2_l控制 U3的打开与关闭，S2一2控制U5的打开与关闭，S1—2控制U6的打开与关闭。
由R3、 R6、 R7、 R8、 R9 、 R19构成的电阻衰减器实现14dB的射频功率衰减。上 行支路上，由R14、 R15、 R16、 R17、 R18、 R20构成的电阻网络也具有同样的作用
FLT1和FLT2为以l.lGHz为中心频率的射频带通滤波器，其插入损耗为2dB，用 以滤出带外信号。
U7、 U8为两个支路的射频检波器，R21、 C48耦和下行支路的一部分功率并馈给 U7, C60耦合上行支路的一部分功率并馈给U8。检波后输出电压分别为V一DE1^DN和 V—DET—UP。电容C50和C54设置为820pF,用以i殳置两个对数检波器的视频带宽为 1.8MHz,这样确保对数检波器输出电压相对于射频信号的延迟时间小于500nS。
U13与外围电阻构成一个迟滞型比较器，其输入输出电压传输特性如图5(a)所示， 其中VnDN对应于下行支路输入口功率为-43dBm时检波器输出电压的平均值，为下行支路的开启阈值电压，VT2^对应于下行支路输入口功率为-43dBm时检波器输出电压的 最小值，为下行支路的关闭阈值电压，如图6所示；同样U14与外围电阻构成一个迟滞 型比较器，其输入输出电压传输特性如图5 (b)所示，其中V^uP对应于上行支路输入 口功率为-63dBm时检波器输出电压的平均值，为上行支路的开启阈值电压，VnUP对应 于上行支路输入口功率为-63dBm时检波器输出电压的最小值，为上行支路的关闭阈值 电压。
逻辑部分采用图3所示的组合逻辑电路实现。U15和U18为双输入与非门，U16 为双输入或非门，U17包含两个D触发器，U19为D触发器提供40MHz时钟。R36和 C70组成一个RC延时电路，为两个D触发器在初始加电时提供Reset功能。逻辑部分 的状态转移过程如图7所示。
按照本发明提供的方法，该双向放大器根据两个方向输入信号情况，可以工作在空 闲状态、下行支路放大状态、上行支路放大状态。在空闲状态,Sl一hl， S1—2=0 , S2_l=0, S2—2=1,射频放大器U2、 U5打开，而放大器U3、 U6关闭，射频开关Ul的RFC-RF2 支路导通，射频开关U4的RF2-RFC支路导通；在下行支路放大状态状态,S1J4, Sl_2=0 , S2_l=l， S2—2=0,射频放大器U2、 U3打开，而放大器U5、 U6关闭，射频 开关Ul的RFC-RF2支路导通，射频开关U4的RF1-RFC支路导通；在上行支路放大 状态状态，S1—1=0， S1—2=1 , S2—1=0, S2—2=1,射频放大器U2、 U3关闭，而放大器 U5、 U6打开，射频开关Ul的RFC-RF1支路导通，射频开关U4的RF2-RFC支路导通。
如图7所示，该双向放大器的实现双向动态放大的过程所下
系统加电，RC延时电路先保持D触发器1和D触发器2的Reset处于0电位，强 制D触发器1的输出DFFl—Q为0, D触发器2的输出DFF2_Q为0,使得电路处于空 闲状态。
然后RC电路将RESET緩慢充电到1电位，D触发器1和2开始接受来自/DETl 和/DET2的输入；当下行链路有信号输入且功率大于-43dBm且上行链路无输入信号或 输入信号功率小于-63dBm时，检波电压V—DET—DN大于比较器开启阈值电压VT1DN, 检波电压V—DET—UP小于比较器开启阈值电压Vt!w,两个比较器输出/DETl为0， /DET2为1 ， D触发器1的输出DFFl—Q为1, D触发器2的输出DFF2—Q为0,控制整 个双向放大器工作在下行支路放大状态；在进入上行支路放大状态后，比较器U14被关 闭，/DET2常为高，检波器U7检测下行链路信号功率，当下行链路信号传送完毕， V一DET^DN下降，当小于比较器U13的关闭阈值电压时，/DET1输出为1，这样D触发器1的输出DFFl—Q为0, D触发器2的输出DFF2—Q为0,控制整个双向放大器返 回到空闲状态。同样地，双向放大器处在空闲状态下，当上行链路有信号输入且功率大 于-63dBm且下行链路无输入信号或输入信号功率小于-43dBm时，检波电压V—DET—UP 大于比较器开启阈值电压VnUP，检波电压V—DET一DN小于比较器开启阈值电压VT1DN， 两个比较器输出/DETl为1, /DET2为0， D触发器1的输出DFF1一Q为0, D触发器2 的输出DFF2一Q为1，控制整个双向放大器工作在上行支路放大状态；在进入上行支路 放大状态后，比较器U13被关闭，/DET1常为高，检波器U8检测上行链路信号功率， 当上行链路信号传送完毕，V一DET一UP小于比较器U14的关闭阈值电压时，/DET2输 出为1, D触发器1的输出DFF1—Q为0， D触发器2的输出DFF2_Q为0,控制整个 双向放大器返回到空闲状态。特别情况下，上行链路和下行链路同时有信号输入到双向 放大器，且上行输入功率大于-63dBm,下行输入功率大于-43dBm，则两个比较器输出 均为0，此时两个D触发器Q输出均为0,使得双向放大器保持在空闲状态。
权利要求
1、一种用于时分双工系统的双向动态放大装置，包括下行支路，上行支路，第一开关单元和第二开关单元；所述下行支路用于完成从局端到用户端方向的射频信号的放大，所述上行支路用于完成从用户端到局端方向的射频信号的放大，所述第一开关单元设置在靠近局端一侧，所述第二开关单元设置在靠近用户端一侧；其特征在于，所述第一开关单元用于所述上行支路和下行支路的开关切换，所述第二开关单元用于所述上行支路和下行支路的开关切换；所述双向动态放大装置还包括工作状态控制装置，所述工作状态控制装置用于检测来自用户端和局端两个方向的射频信号，将所检测的射频信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而输出逻辑控制信号来控制所述双向动态放大装置，使所述双向动态放大装置处于其中一种工作状态；所述双向动态放大装置的工作状态包括空闲状态、上行支路放大状态和下行支路放大状态，在所述空闲状态，上行支路和下行支路均不提供射频信号放大功能，在所述下行支路放大状态，所述下行支路提供射频信号放大功能而所述上行支路不提供射频信号放大功能，在所述上行支路放大状态，所述上行支路提供射频信号放大功能而所述下行支路不提供射频信号放大功能。
2、 如权利要求1所述用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特征在于，所述 下行支路包括第一射频放大器和第一射频单元；所述上行支路包括第二射频放大器和第 二射频单元；所述工作状态控制装置包括下行支路信号检测装置、上行信号检测装置和 逻辑控制单元，所述下行支路信号检测装置设置在下行支路的第一射频放大器和第一射 频单元之间，用于从下行支路提取射频信号，经滤波、检波后转化为电压信号，再将所 述电压信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制单 元输出逻辑电平，所述上行支路信号检测装置设置在上行支路的第二射频放大器和第二 射频单元之间，用于从上行支路提取射频信号，经滤波、检波后转化为电压信号，再将 所述电压信号与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制 单元输出逻辑电平，所述逻辑控制单元根据接收自上行支路信号检测装置和下行支路信 号检测装置的逻辑电平，分别向所述第一开关单元、下行支路第一射频放大器、下行支 路第一射频单元、第二开关单元、上行支路第二射频放大器、上行支路第二射频单元发 出逻辑控制信号。
3 、如权利要求2所述用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特征在于，所述 下行支路信号检测装置包括第一耦合单元、第一检波单元和第一比较单元；所述上行支 路信号检测装置包括第二耦合单元、第二检波单元和第二比较单元；其中，所述第一耦合单元用于将所述下行支路第一射频放大器发送来的射频信号耦 合到所述第一检波单元，所述第 一检波单元用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压 并输入到所述第一比较单元，所述第一比较单元中设置有开启检测门限和关闭检测门 限，用于将输入的模拟电压与所述开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制单元输出高或低电平；所述第二耦合单元用于将所述上行支路第二射频;汰大器发送来的射频信号耦合到 所述第二检波单元，所述第二检波单元用于将耦合的射频信号功率转化为模拟电压并输 入到所述第二比较单元，所述第二比较单元中设置有开启检测门限和关闭检测门限，用 于将输入的模拟电压与所述开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而向所述逻辑控制单元输出高或低电平；所述逻辑控制单元用于根据所述第一比较单元和第二比较单元输出的高或低电平， 给出控制所述第一开关单元和所述第二开关单元选通射频信号通路的信号以及控制所 述上下行支路工作状态的逻辑信号。
4、 如权利要求3所述用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特征在于，所述 第一比较单元和第二比较单元均为迟滞型比较单元。
5、 如权利要求1 - 4中任一项所述的用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特 征在于，所述第一开关单元和第二开关单元均为单刀双掷射频开关。
6、 如权利要求1-4中任一项所述的用于时分双工系统的双向动态放大装置，其特 征在于，所述双向动态放大装置进一步包括第一射频滤波单元和第二射频滤波单元；所 述第一射频滤波单元被连接在所述第一开关单元的局端一侧，用于滤除来自局端一侧的 带外干扰，所述第二射频滤波单元被连接在所述第二开关单元的用户端一侧，用于滤除 来自用户端一侧的带外干扰。
7、 一种用于时分双工系统的双向动态放大方法，所述方法是通过如权利要求1所 述的双向动态放大装置来实现的，其特征在于，所述双向动态放大方法包括以下步骤所述工作状态控制装置检测用户端和局端两个方向的射频信号，与预设的开启检测 门限和/或关闭检测门限进行比较，从而输出逻辑控制信号来控制所述双向动态放大装 置，使所述双向动态放大装置处于其中一种工作状态；所述双向动态放大装置的工作状 态包括空闲状态、下行支路放大状态和上行支路放大状态，在所述空闲状态，上行支路 和下行支路均不提供射频信号放大功能，在所述下行支路放大状态，所述下行支路提供 射频信号放大功能而所述上行支路不提供射频信号放大功能，在所述上行支路放大状态，所述上行支路提供射频信号放大功能而所述下行支路不提供射频信号放大功能。
8、 如权利要求7所述的双向动态放大方法，其特征在于，所述下行支路包括从局 端到用户端方向依次连接的第一射频放大器和第一射频单元；所述上行支路包括从用户 端到局端方向依次连接的第二射频放大器和第二射频单元；所述工作状态控制装置包括 第一耦合单元、第一检波单元和第一比较单元、第二耦合单元、第二检波单元、第二比 较单元和逻辑控制单元；所述时分双工系统的双向动态放大方法被进一步细化为包括以 下步骤所述双向动态放大装置加电，进入空闲状态；第一检波单元检测来自局端的射频信号功率，并与第一比较单元的开启判决门限电 压比较；同时，第二检波单元检测来自用户端的射频信号功率，并与第二比较单元的开 启判决门限电压比较；如果下行链路有射频信号输入且功率超过下行的开启判决门限，则设定第一比较单 元的输出为低，第二比较单元的输出为高，所迷双向动态放大装置进入下行支路放大状 态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入下行支路放大状态，则第二检波单元关 闭，第二比较单元输出高电平，第一检波单元检测来自局端的射频信号功率，当射频信 号功率小于第一比较单元的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；如果上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，则设定第一比较单 元的输出为高，第二比较单元的输出为低，所述双向动态放大装置进入上行支路放大状 态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入上行支路放大状态，则第一检波单元关 闭，第一比较单元输出高电平，第二检波单元检测来自用户端的射频信号功率，当射频 信号功率小于第二比较单元的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；如果上下行链路同时有射频信号输入且功率均超过各自开启判决门限，则设定第一 比较单元的输出为低，同时第二比较单元的输出也为低，则所述逻辑控制单元仍然控制 所述双向动态放大装置保持在空闲状态。
9、 如权利要求7所述的双向动态放大方法，其特征在于，所述下行支路包括从局 端到用户端方向依次连接的第一射频放大器和第一射频单元；所述上行支路包括从用户 端到局端方向依次连接的第二射频放大器和第二射频单元；所述工作状态控制装置包括 第一耦合单元、第一检波单元和第一比较单元、第二耦合单元、第二检波单元、第二比 较单元和逻辑控制单元；所述时分双工系统的双向动态放大方法被进一步细化为包括以 下步骤所述双向动态放大装置加电，进入空闲状态；第一检波单元检测来自局端的射频信号功率，并与第一比较单元的开启判决门限电 压比较；同时，第二4企波单元检测来自用户端的射频信号功率，并与第二比较单元的开 启判决门限电压比较；如果下行链路有射频信号输入且功率超过下行的开启判决门限，则设定第一比较单 元的输出为高，第二比较单元的输出为低，所述双向动态放大装置进入下行支路放大状 态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入下行支路放大状态，则第二检波单元关 闭，第二比较单元输出低电平，第一检波单元检测来自局端的射频信号功率，当射频信 号功率小于第 一 比较单元的关闭判决门限时，所述双向动态放大装置回到空闲状态；如果上行链路有射频信号输入且功率超过上行的开启判决门限，则设定第一比较单 元的输出为低，第二比较单元的输出为高，所述双向动态放大装置进入上行支路放大状 态；当所述双向动态放大装置已从空闲状态进入上行支路放大状态，则第一检波单元关 闭，第一比较单元输出低电平，第二检波单元才全测来自用户端的射频信号功率，当射频 信号功率小于第二比较单元的关闭判决门限时，所迷双向动态放大装置回到空闲状态；如果上下行链路同时有射频信号输入且功率均超过各自开启判决门限，则设定第一 比较单元的输出为高，同时第二比较单元的输出也为高，则所述逻辑控制单元仍然控制 所述双向动态放大装置保持在空闲状态。
10、如权利要求8或9所述的双向动态放大方法，其特征在于，所述第一开关单元 和第二开关单元均为单刀双掷射频开关；在空闲状态，所述第一射频开关的0-1导通， 下行支路第一射频放大器打开，下行支路第一射频单元关闭，同时，第二射频开关的0-1 导通，上行支路第二射频放大器打开，上行支路第二射频单元关闭；在下行支路放大状 态，第一射频开关的0-1导通，下行支路第一射频放大器打开，下行支路第一射频单元 打开，同时，第二射频开关的0-2支路导通，上行支路第二射频放大器关闭，上行支路 第二射频单元关闭；在上行支路放大状态，第一射频开关的(H2导通，下行支路第一射 频放大器关闭，下行支路第一射频单元关闭，同时，第二射频开关的o-i支路导通，上 行支路第二射频放大器打开，上行支路第二射频单元打开。
全文摘要
本发明提供了一种用于时分双工系统的双向动态放大方法及装置，其中，双向动态放大方法包括以下步骤工作状态控制装置检测用户端和局端两个方向的射频信号，与预设的开启检测门限和/或关闭检测门限进行比较，从而输出逻辑控制信号来控制双向动态放大装置，使双向动态放大装置处于其中一种工作状态；双向动态放大装置的工作状态包括空闲状态、下行支路放大状态和上行支路放大状态，在空闲状态，上行支路和下行支路均不提供射频信号放大功能，在下行支路放大状态，仅下行支路提供射频信号放大功能，在上行支路放大状态，仅上行支路提供射频信号放大功能，采用本发明能够根据随机接入的上下行信号，动态的获取收发同步和实现双向动态放大。
文档编号H04B7/26GK101471723SQ200710303870
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月26日 优先权日2007年12月26日
发明者王文申, 皓 程, 赵振江, 岩 闫, 马槐楠 申请人:北京朗波芯微技术有限公司