專利名稱：采用射頻開關陣列的td－scdma放大器及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器及其控制方法。
背景技術：
TD-SCDMA是ITU正式發(fā)布的第三代移動通信空間接口技術規(guī)范之一，它得到了CWTS及3GPP的全面支持，是中國電信百年來第一個完整的通信技術標準，是UTRA-FDD可替代的方案，是集CDMA、TDMA等技術優(yōu)勢于一體、系統(tǒng)容量大、頻譜利用率高、抗干擾能力強的移動通信技術，它采用了智能天線、聯(lián)合檢測、同步CDMA、多時隙、可變擴頻系統(tǒng)、自適應功率調(diào)整等技術。
TD-SCDMA的碼片速率為1.2Mc/s，載頻帶寬為1.6MHz，它的下行和上行的信息是在同一頻率的不同時隙上進行傳送的，圖1是TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)圖。幀結(jié)構(gòu)將10ms的無線幀分成兩個5ms的子幀，每個子幀中有7個常規(guī)時隙和3個特殊時隙，三個特殊時隙分別為下行導頻時隙DwPTS，保護時隙GP和上行導頻時隙UpPTS。7個常規(guī)時隙分別為TS0，TS1，TS2，TS3，TS4，TS5，TS6。其中TS0總是分配給下行鏈路，而TS1總是分配給上行鏈路。上行時隙和下行時隙之間由轉(zhuǎn)換點分開。在TD-SCDMA中，每個5ms的子幀有兩個轉(zhuǎn)換點第一個轉(zhuǎn)換點是從下行鏈路到上行鏈路，位置在DwPTS和UpPTS之間的GP，第一個轉(zhuǎn)換點相對于每個子幀的開始時間是固定的；第二個轉(zhuǎn)換點是從上行鏈路到下行鏈路。位置根據(jù)網(wǎng)絡的需要在不同的上下行時隙配比關系而定，第二個轉(zhuǎn)換點在系統(tǒng)中是可變的。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中，上行鏈路信號和下行鏈路信號處于同一頻率，通過時分復用的方式來區(qū)分上行和下行。因此TD-SCDMA直放站需要獲取兩個轉(zhuǎn)換點的位置信息與時刻參數(shù)，實現(xiàn)其射頻鏈路的上下行切換，從而達到與系統(tǒng)的同步。從原理上來說，上行與下行信號可以共用同一個射頻鏈路進行放大。然而，目前，對于普通意義上的直放站來說，上行信號與下行信號分別由不同的射頻鏈路進行放大，這樣對射頻硬件資源顯然是一種浪費。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器及其控制方法，該裝置具有高可靠性，低成本投入等優(yōu)點，不僅可實現(xiàn)直放站的上下行切換系統(tǒng)同步，并且能共用同一個射頻放大鏈路對上下行信號進行放大。
本發(fā)明的TD-SCDMA放大器包括輸入級濾波器與輸出級濾波器、輸入級環(huán)行器與輸出級環(huán)行器、射頻開關陣列、射頻放大模塊；其特征在于上行信號鏈路連接輸出級濾波器，連接到輸出級環(huán)行器，再連接到射頻開關陣列中的一組電子開關；下行信號鏈路連接輸入級濾波器，連接到輸入級環(huán)行器，再連接到射頻開關陣列中的另一組電子開關；射頻放大模塊的輸入端連接到射頻開關陣列中的一個電子選擇開關，電子選擇開關的另一端分別與上行信號鏈路中的一個電子開關以及下行信號鏈路中的一個電子開關相連接；射頻放大模塊的輸出端連接到射頻開關陣列中的另一個電子選擇開關，電子選擇開關的另一端分別與上行信號鏈路中的另一個電子開關以及下行信號鏈路中的另一個電子開關相連接。
上述的射頻放大模塊包括低噪聲放大單元，功率放大單元，選頻單元，同步單元。
上述放大鏈路的頻段為國家無委規(guī)劃的TD-SCDMA系統(tǒng)頻譜即(1)、1900-1920MHz(上/下行共用)，2010-2025MHz(上/下行共用)；或(2)、1850-1910MHz(上/下行共用)，1930-1990MHz(上/下行共用)；或(3)、1910-1930MHz(上/下行共用)；(4)、1880-1900MHz(上/下行共用)，2300-2400MHz(上/下行共用)。
上述采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器的控制方法為通過同步單元輸出的控制信號，對射頻開關陣列進行周期控制，使射頻放大模塊在不同時間段分別通過上行與下行射頻信號。具體步驟如下a、通過TD-SCDMA濾波器將輸入/輸出信號進行濾波，抑制不需要放大的干擾信號；b、通過環(huán)行器將輸入信號分支為上行射頻信號與下行射頻信號，分別輸入射頻開關陣列；c、同步單元輸出同步控制信號，對射頻開關陣列的開關狀態(tài)進行實時控制；d、通過對射頻開關陣列的開關組合，使射頻放大鏈路在不同的時間段分別放大上行與下行信號；本發(fā)明的關鍵點在于射頻開關陣列的開關組合，在時序上的合理排列，達到物理隔離與時間隔離的理想值，使整個放大鏈路的高效運行，避免出現(xiàn)整個鏈路的振蕩或串擾現(xiàn)象。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于該裝置工作可靠，投入成本低，并可簡單實現(xiàn)直放站的上下行切換系統(tǒng)同步，使上行與下行信號共用同一套射頻放大鏈路。
圖1是TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器的工作原理示意圖。
圖3是本發(fā)明采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式
本發(fā)明TD-SCDMA放大器的具體實施方式
如圖2所示通過射頻開關與雙工器的配合使上行和下行信號使用共同的放大器，圖中的實線箭頭為下行反向，虛線箭頭為上行反向。該鏈路包括輸入級濾波器與輸出級濾波器、輸入級環(huán)行器與輸出級環(huán)行器、射頻開關陣列、射頻放大模塊；其特征在于上行信號鏈路連接輸出級濾波器，連接到輸出級環(huán)行器，再連接到射頻開關陣列中的一組電子開關；下行信號鏈路連接輸入級濾波器，連接到輸入級環(huán)行器，再連接到射頻開關陣列中的另一組電子開關；射頻放大模塊的輸入端連接到射頻開關陣列中的一個電子選擇開關，電子選擇開關的另一端分別與上行信號鏈路中的一個電子開關以及下行信號鏈路中的一個電子開關相連接；射頻放大模塊的輸出端連接到射頻開關陣列中的另一個電子選擇開關，電子選擇開關的另一端分別與上行信號鏈路中的另一個電子開關以及下行信號鏈路中的另一個電子開關相連接。
放大下行信號時，射頻開關1閉合，射頻開關2向射頻開關1閉合，射頻開關3向射頻開關4閉合，射頻開關4閉合，同時射頻開關5與射頻開關6打開。放大上行信號時，射頻開關5閉合，射頻開關2向射頻開關5閉合，射頻開關3向射頻開關6閉合，同時射頻開關1與射頻開關4打開。
在射頻開關動作前，鏈路必須達到系統(tǒng)同步。在系統(tǒng)同步搜索過程中，放大器模塊處于關閉狀態(tài)中。在同步保持后，由同步模塊輸出同步控制信號控制射頻開關的動作。
從圖2可以看出，射頻鏈路在放大下行信號時(實線箭頭方向)，對上行信號方向(虛線箭頭方向)的射頻開關與環(huán)行器的隔離度必須保證鏈路不自激，同理，射頻鏈路在放大上行信號時(虛線箭頭方向)，對下行信號方向(實線箭頭方向)的射頻開關與環(huán)行器的隔離度必須保證鏈路不自激。
鏈路放大系數(shù)(增益G)為90dB，其中單刀單擲開關(射頻開關1，射頻開關4，射頻開關5，射頻開關6)隔離度＞50dB，單刀雙擲開關(射頻開關2與射頻開關3)隔離度＞30dB，雙節(jié)環(huán)行器隔離度＞40dB。這樣兩條鏈路間的隔離度達到50+30+40＝120dB，大于鏈路增益30dB，保證鏈路不自激。
權(quán)利要求
1.一種采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器，包括輸入級濾波器與輸出級濾波器、輸入級環(huán)行器與輸出級環(huán)行器、射頻開關陣列、射頻放大模塊；其特征在于上行信號鏈路連接輸出級濾波器，連接到輸出級環(huán)行器，再連接到射頻開關陣列中的一組電子開關；下行信號鏈路連接輸入級濾波器，連接到輸入級環(huán)行器，再連接到射頻開關陣列中的另一組電子開關；射頻放大模塊的輸入端連接到射頻開關陣列中的一個電子選擇開關，電子選擇開關的另一端分別與上行信號鏈路中的一個電子開關以及下行信號鏈路中的一個電子開關相連接；射頻放大模塊的輸出端連接到射頻開關陣列中的另一個電子選擇開關，電子選擇開關的另一端分別與上行信號鏈路中的另一個電子開關以及下行信號鏈路中的另一個電子開關相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器，其特征在于該鏈路的射頻放大模塊包括低噪聲放大單元，功率放大單元，選頻單元，同步單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器，其特征在于該放大鏈路的頻段為國家無委規(guī)劃的TD-SCDMA系統(tǒng)頻譜即(1)、1900-1920MHz，2010-2025MHz；或(2)、1850-1910MHz，1930-1990MHz；或(3)、1910-1930MHz；(4)、1880-1900MHz，2300-2400MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器的控制方法，其特征在于該射頻放大鏈路通過同步單元輸出的控制信號，對射頻開關陣列進行周期控制，使射頻放大模塊在不同時間段分別通過上行與下行射頻信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用射頻開關陣列的TD-SCDMA放大器的控制方法，其特征在于該射頻放大鏈路通過同步單元輸出的控制信號，對射頻開關陣列進行周期控制，使射頻放大模塊在不同時間段分別通過上行與下行射頻信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用射頻開關陣列的TD－SCDMA放大器，其特征在于包括輸入級濾波器與輸出級濾波器、輸入級環(huán)行器與輸出級環(huán)行器、射頻開關陣列、射頻放大模塊；其特征在于上行信號鏈路連接輸出級濾波器，連接到輸出級環(huán)行器，再連接到射頻開關陣列中的一組電子開關；下行信號鏈路連接輸入級濾波器，連接到輸入級環(huán)行器，再連接到射頻開關陣列中的另一組電子開關；射頻放大模塊的輸入端連接到射頻開關陣列中的一個電子選擇開關，電子選擇開關的另一端分別與上行信號鏈路中的一個電子開關以及下行信號鏈路中的一個電子開關相連接；射頻放大模塊的輸出端連接到射頻開關陣列中的另一個電子選擇開關，電子選擇開關的另一端分別與上行信號鏈路中的另一個電子開關以及下行信號鏈路中的另一個電子開關相連接。該裝置工作可靠，投入成本低，不僅可簡單實現(xiàn)直放站的上下行切換系統(tǒng)同步，并且可以實現(xiàn)上行與下行信號共用同一套射頻放大鏈路。
文檔編號H04B7/04GK101013905SQ20061006991
公開日2007年8月8日 申請日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月23日
發(fā)明者賴克中, 陳志陽, 張健榮, 吳亮, 陳群峰 申請人:福建郵科通信技術有限公司