专利名称：一种wlan干线放大器上下行信号切换的方法
技术领域：
本发明涉及WLAN干线放大器中的上下行信号切换的方法。
背景技术：
WLAN即无线局域网，是目前广泛应用的无线宽带互联的方式。国际电信联盟ITU 对其指定了空中接口技术规范802.11b、 802.11g。 WLAN干线放大器是一种增强WLAN 信号提高覆盖范围的低成本设备。
因为WLAN信号是上下同频时分复用，涉及到切换问题。在低成本的WLAN干线 放大器中采用下行输入功率检波方式来切换上下行。下行输入功率大于某个固定的门限 则开启下行否则切换到上行。固定的门限在实际应用中，有一些缺点不能适应宽范围 的输入信号变化、输入大小在门限附近时容易产生误动作并影响其他设备、开关时延有 时过大损失部分数据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种WLAN干线放大器中的上下行信号切换的方法，以克服 固定的门限在实际应用中不能适应宽范围的输入信号变化、输入大小在门限附近时容易 产生误动作并影响其他设备等缺点。
本发明提出一种WLAN干线放大器上下行切换的方法，该方法包括-
RF峰值检波器对输入信号进行输入功率检测，然后输入检波信号一路给比较器正 端， 一路进入单片机的AD采样；
单片机对输入检波信号进行AD采样平均滤波，得到输入功率平均值；
计算得到第一门限值为Ml= (Pin-Min)/2，其中Pin为输入功率平均值，Min为最低 下限值；单片机将第一门限值M1输出到比较器负端；
比较器将输入功率平均值与第一门限值进行比较，当输入功率平均值大于第一门限 值时，比较器输出l，否则输出O;
单片机比较输入功率平均值Pin和第二门限值M2，当输入功率平均值上升至Pin>M2 时，单片机输出高电平l，当输入功率平均值下降至PhKM2时，单片机输出低电平O;
单片机对输入功率平均值Pin与第二门限值M2比较后输出的逻辑，与比较器输出的 逻辑相与，相与后的结果输出给射频切换开关；当输入功率平均值低于第二门限值时，射频开关是下行常关闭的；当输入功率平均 值高于第二门限值时，射频开关按比较器的输出切换工作。
优选地，其中所述的WLAN干线放大器包括环行器、功率放大器、低噪声放大器、 射频开关及切换门限装置；WLAN干线放大器工作于时分双工方式，在天线端依靠射频 开关进行上下行切换。
优选地，其中所述的门限切换装置包括输入功率检测装置、单片机、比较器、与逻 辑装置、切换开关。
优选地，其中第二门限值根据工程情况预先给定或者由单片机自动设置在第一门限 值+5dB处，并且第二门限值有土ldB的回差。
本发明采用门限自适应和双门限的方法，通过单片机软件自动跟踪输入功率大小设 置合适第一门限，并通过设置第二门限来屏蔽不稳定的中间状态，使WLAN干线放大器 能克服切换的不稳定性，适应宽范围的输入信号，并能自适应工程环境的变化。通过本 发明，可以有效地克服固定门限在实际应用中存在的不能适应宽范围的输入信号变化、 输入大小在门限附近时容易产生误动作并影响其他设备、开关时延有时过大损失部分数 据等缺陷。
图1为WLAN干线放大器的系统框图； 图2为WLAN信号检测波形及门限示意图； 图3为本发明切换门限实现原理图； 图4为本发明的控制流程图。
具体实施例方式
本发明采用门限自适应和双门限的方法，通过单片机软件自动跟踪输入功率大小设 置合适第一门限，并通过设置第二门限来屏蔽不稳定的中间状态，使WLAN干线放大器 能克服切换的不稳定性，适应宽范围的输入信号，并能自适应工程环境的变化。
本发明的主要思想是，由硬件比较与软件比较组合的方式产生WLAN干线放大器切 换信号；WLAN干线放大器的下行输入检波信号迸入硬件比较器产生高速切换信号，同 时进入单片机，计算出用于硬件比较的第一门限值和用于软件比较第二门限值；用第二 门限比较结果屏蔽或放行硬件比较器产生的高速切换信号。
WLAN信号为OFDM调制信号， 一帧中上下行时间按数据流量动态分配。其中导频 时隙是一直有的稳定信号。本发明中单片机检测的输入信号以导频为准，进行平均。第一门限为是每帧中上下行快速切换的硬门限。根据实验，第一门限的最佳值位于 输入信号值与最低下限值的中点至l/3处。最低下限值是为了防止信号过小而使门限过低 接近底噪，造成不能关闭等不稳定现象。由于WLAN的OFDM调制信号抖动和毛刺较大， 当信号较小幅度与第一门限值接近的一段区间内会出现切换不稳定的中间状态，不稳定 的中间状态需要靠第二门限来屏蔽。
第二门限是根据工程要求设置的不随输入信号动态变化的软门限。第二门限的设置 高于第一门限才能屏蔽第一门限切换的不稳定区间。信号低于第二门限将关闭切换。第 二门限由软件实现，同时也附加了士ldB的回差。
为了使本发明的方法更加清楚明白，下面结合附图对本发明作进一步说明。
图l为WLAN干线放大器的系统框图。本发明实例涉及的WLAN干线放大器包括 环行器、功率放大器、低噪声放大器、射频开关以及本发明的切换门限装置。WLAN干 线放大器工作在时分双工方式，在天线端依靠射频开关进行上下行切换。本发明的切换 门限装置完成对射频开关的切换控制。
图2为WLAN信号下行输入检测波形及门限示意图。帧长为100ms，每帧的起始为 2.5ms左右的下行导频时隙。导频功率相对稳定，单片机采样的输入功率以导频幅度为依 据。导频之后跟的是调制的下行数据波形，最低下限值高于低噪区5dB左右。第一门限 的位置在最低下限值与导频幅值之间的1/2处。
图3为门限实现原理图。如图，包括输入功率检测、单片机、比较器、与逻辑、切 换开关。输入功率检测由RF峰值检波器MAX4003完成，输入检波信号一路给比较器正 端， 一路进入单片机的AD采样。
单片机采用普通的带AD、 DA转换的8051单片机，单片机将输入检波信号AD采 样平均滤波，得到输入功率平均值。输入功率平均值是单片机AD采样输入检波信号中 的导频功率的平均值，在每帧中并不跟随图2中输入功率波形快速变化。设第一门限值 为M1，输入功率平均值为Pin，最低下限值为Min，则第一门限值为Ml= (Pin-Min)/2。 确定第一门限值M1后，单片机用DA输出第一门限值到比较器负端。当输入功率大于 第一门限值比较器输出l，否则输出O。当遇到不同的AP以及工程布线方案不同、温度 环境和老化因素造成输入功率变化，单片机都能按此方法自动调整第一门限值，使WLAN 干线放大器达到最佳性能。
第二门限值可以根据工程情况预先给定或者由单片机自动设置在第一门限值+5dB 处。在单片机内部软件比较输入功率值Pin和第二门限值M2，当信号上升Pin〉M2时，单片机输出高电平l，当信号下降PiiKM2时，单片机输出低电平0。在实际工程中，第 二门限值有士ldB的回差。在单片机内部软件比较输入功率值Pin和第二门限值M2，当 信号上升Pin>M2+l时，单片机输出高电平l,当信号下降PiiKM2-l时，单片机输出低 电平0。
单片机对第二门限比较后输出的逻辑与第一门限的比较器相与后再输出给切换开 关。因此在输入信号的功率低于第二门限时，射频开关是下行常关闭的，即屏蔽了第一 门限比较器输出的快速切换信号。当输入信号的功率高于第二门限时，第一门限比较器 输出通过射频开关，射频开关按第一门限比较器的输出切换工作，即输出为1的时候下 行开，输出为0的时候下行关。
射频开关的关闭和开启是针对下行的(下行的关对应上行的开，下行的开对应上行 的关)，当"输入功率平均值"低于"第二门限值"时，是下行常关闭(即不随第一门限 比较器输出快速切换)，当"输入功率平均值"高于"第二门限值"时，射频开关随第一 门限比较器输出快速切换(所谓切换就是根据下行输入信号快速的开启或关闭下行，上 行情况相反，即在上下行之间切换)。
图4为本发明的控制流程图。
以上所述，仅是本发明的较佳实例，本发明所主张的权利范围并不局限于此。本发 明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当 可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权 利要求的保护范围。
权利要求
1、一种WLAN干线放大器上下行切换的方法，其特征在于，该方法包括RF峰值检波器对输入信号进行输入功率检测，然后输入检波信号一路给比较器正端，一路进入单片机的AD采样；单片机对输入检波信号进行AD采样平均滤波，得到输入功率平均值；计算得到第一门限值为M1＝(Pin-Min)/2，其中Pin为输入功率平均值，Min为最低下限值；单片机将第一门限值M1输出到比较器负端；比较器将输入功率平均值与第一门限值进行比较，当输入功率平均值大于第一门限值时，比较器输出1，否则输出0；单片机比较输入功率平均值Pin和第二门限值M2，当输入功率平均值上升至Pin＞M2时，单片机输出高电平1，当输入功率平均值下降至Pin＜M2时，单片机输出低电平0；单片机对输入功率平均值Pin与第二门限值M2比较后输出的逻辑与比较器输出的逻辑相与，相与后的结果输出给射频切换开关；当输入功率平均值低于第二门限值时，射频开关是下行常关闭的；当输入功率平均值高于第二门限值时，射频开关按比较器的输出切换工作。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中所述的WLAN干线放大器包括环行器、功率放大器、低噪声放大器、射频开关及切换门限装置；WLAN干线放大器工作于时分双工方式，在天线端依靠射频开关进行上下行切换。
3、 根据权利要求2所述的方法，其中所述的门限切换装置包括输入功率检测装置、单片机、比较器、与逻辑装置、切换开关。
4、 根据权利要求1或2所述的方法，其中第二门限值根据工程情况预先给定或者由单片机自动设置在第一门限值+5dB处，并且第二门限值有士ldB的回差。
全文摘要
本发明涉及一种WLAN干线放大器上下行信号切换的方法，本发明采用门限自适应和双门限的方法，通过单片机软件自动跟踪输入功率大小设置合适第一门限，并通过设置第二门限来屏蔽不稳定的中间状态。该方法包括如下内容由硬件比较与软件比较组合的方式产生WLAN干线放大器切换信号；WLAN干线放大器的下行输入检测信号进入硬件比较器产生高速切换信号，同时进入单片机，计算出用于硬件比较的第一门限值和用于软件比较第二门限值；用第二门限比较结果屏蔽或放行硬件比较器产生的高速切换信号。通过本发明，可有效地克服固定门限在实际应用中存在的不能适应宽范围的输入信号变化、输入大小在门限附近时容易产生误动作并影响其他设备等缺陷。
文档编号H04W84/12GK101516130SQ20091007935
公开日2009年8月26日 申请日期2009年3月9日 优先权日2009年3月9日
发明者巍 林 申请人:深圳市虹远通信有限责任公司