專利名稱：一種實現(xiàn)td_scdma射頻收發(fā)模塊中上下行時分切換管理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于實現(xiàn)TD-SCDMA系統(tǒng)中功率放大器-低噪放收發(fā)一體化模塊中上下行時分切換管理的方法，同時也適用于其它時分雙工(TDD)系統(tǒng)的收發(fā)一體化模塊。
背景技術(shù)：
眾所周知，目前的TD-SCDMA系統(tǒng)是一個時分雙工(TDD)的系統(tǒng)。就目前TD-SCDMA射頻拉遠系統(tǒng)中的射頻功放-低噪放一體化模塊應(yīng)用來講，由于是TDD的工作模式，在下行時隙只打開功放下行鏈路的電源，而關(guān)閉低噪放上行鏈路的電源；在上行時隙只打開低噪放上行鏈路的電源。而關(guān)閉功放下行鏈路的電源，這樣不僅可以增加整個模塊的效率，而且極大的增加了上下行通道的隔離度。此外，由于TD-SCDMA射頻拉遠系統(tǒng)中的射頻功放-低噪放一體化模塊下行的輸出和上行的輸入是共用一個射頻接口，上下行是通過一個環(huán)行器和一個單刀雙擲的射頻開關(guān)來進行隔離，開關(guān)的控制信號對于保證在下行時隙低噪放的安全是至關(guān)重要的。綜合上述可知，用于TD-SCDMA系統(tǒng)的功放低噪放一體化模塊需要有一個可靠的上下行時分切換管理方法，使得在上下行高速的切換中，能絕對保證模塊安全穩(wěn)定的工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了保證TD-SCDMA系統(tǒng)的功率放大器-低噪放一體化模塊在上下行高速的切換中能安全穩(wěn)定地工作，而提供一種實現(xiàn)TD-SCDMA射頻功率放大器-低噪放收發(fā)一體化模塊中上下行時分切換管理方法，使得模塊在上下行高速的切換工作中，始終安全可靠。
本發(fā)明的技術(shù)方案為根據(jù)上位機控制信號、模塊的非正常工作狀態(tài)信號以及功率放大器偏置點的狀態(tài)，經(jīng)過合理的邏輯運算，來決定是否開啟低噪放上行電源以及收發(fā)射頻開關(guān)的指向。
本發(fā)明的原理是功率放大器的開啟以及關(guān)閉可以通過改變其柵極電壓來完成，柵極電壓可以表征功率放大器的開啟狀態(tài)。因此，對功率放大器的柵極電壓進行處理就可以作為一體化模塊切換的控制量；收發(fā)一體化模塊的非正常工作狀態(tài)，諸如過流與過溫都可以用TTL電平來表征，因此，這些非正常工作的狀態(tài)也可以作為一體化模塊切換的控制量。綜合上述，對模塊外的控制信號、模塊的非正常工作狀態(tài)信號以及功率放大器偏置點的狀態(tài)進行合理的處理，對上下行的電源切換以及射頻開關(guān)進行控制，射頻收發(fā)一體化模塊就可以實現(xiàn)一個穩(wěn)定可靠的時分切換控制。
一種實現(xiàn)TD-SCDMA射頻收發(fā)模塊中上下行時分切換管理的方法，在下行時隙只打開功率放大器下行鏈路的電源，而關(guān)閉低噪放上行鏈路的電源；在上行時隙只打開低噪放上行鏈路的電源，而關(guān)閉功率放大器下行鏈路的電源，上下行射頻信號的切換是通過一個環(huán)行器和一個單刀雙擲的射頻開關(guān)來進行隔離，其特征在于模塊上下行電源切換和收發(fā)射頻開關(guān)切換的控制信號要根據(jù)上位機控制信號、模塊工作狀態(tài)信號以及功率放大器的柵極電壓狀態(tài)信號，經(jīng)過邏輯運算來完成。
所述的模塊上下行電源切換和收發(fā)射頻開關(guān)切換的控制信號要根據(jù)上位機控制信號、模塊工作狀態(tài)信號以及功率放大器的柵極電壓狀態(tài)信號，經(jīng)過邏輯運算來完成，具體作法如下上位機對功率放大器控制信號Vpa設(shè)為高電平、低電平二種，Vpa為低電平時，打開功率放大器電源，否則關(guān)閉功率放大器電源；上位機對于低噪放控制信號Vlna設(shè)為高電平、低電平二種，Vlna為低電平時，要求低噪放電源打開，否則低噪放電源關(guān)閉；模塊工作狀態(tài)信號Vd設(shè)為高電平、低電平二種，Vd為高電平時，表明模塊處在過溫或者過流的非正常工作狀態(tài)，關(guān)閉模塊上下行電源，Vd為低電平時，模塊為正常工作狀態(tài)，不影響模塊的上下行工作；功率放大器的柵極電壓狀態(tài)信號V2設(shè)為高電平、低電平二種，當(dāng)V2為高電平表示柵極電壓為標稱值，功率放大器正常工作，否則表明功率放大器關(guān)閉。上行電源的開關(guān)控制信號V3由Vlna、V2以及Vd來控制，只有Vlna、V2以及Vd都為低電平時，才打開上行鏈路電源；射頻收發(fā)開關(guān)控制信號Vs由Vlna和V2來控制，當(dāng)Vlna和V2都為低電平時，Vs也為低電平，射頻開關(guān)打向接收一邊，否則射頻開關(guān)打向發(fā)射一邊；上行電源的開啟以及射頻開關(guān)的切換都要受到功率放大器實際工作狀態(tài)信息V2的影響，這就絕對避免了在功率放大器開啟的時候打開低噪放和射頻開關(guān)打向低噪放一端的可能性。
TD-SCDMA射頻拉遠單元中一體化模塊中時分切換控制電路的具體工作機理如下在發(fā)射時隙，下行鏈路通過上位機的控制信號，打開下行鏈路的電源，此時功率放大器柵極電壓為高電平，將柵極電壓經(jīng)過合理的邏輯運算，使得上行鏈路的電源關(guān)閉以及收發(fā)開關(guān)打向發(fā)射一端。在上行時隙，上行鏈路電源以及射頻收發(fā)開關(guān)的控制信號除了受上位機控制信號的影響外，還受功率放大器柵極電平的影響，只有功率放大器關(guān)閉后，即功率放大器柵極電平為低時，上行鏈路電源才打開，射頻收發(fā)開關(guān)才打向接收端。
該時分切換控制方法的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面(一)上行電源的開啟狀態(tài)要受功率放大器柵極電壓的影響，這樣絕對避免了功率放大器開啟時，打開上行電源的可能性。
(二)射頻收發(fā)開關(guān)的指向也要受功率放大器柵極電壓的控制，這樣絕對避免了功率放大器開啟時，收發(fā)開關(guān)打向低噪放一端的可能性，進而可以絕對避免天線口開路時損壞低噪聲放大器的可能性。
(三)上下行電源的控制以及射頻收發(fā)開關(guān)的控制都要受模塊本身狀態(tài)信息的影響，如過流和過溫時都可以關(guān)閉上下行電源，這樣可以保護模塊不被損壞。


圖1為時分切換控制電路在TD-SCDMA射頻拉遠單元功率放大器-低噪放一體化模塊中的應(yīng)用原理圖。
圖2a為時分切換控制電路的下行鏈路電路原理圖。
圖2b為時分切換控制電路的上行鏈路電路原理圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
為時分切換控制電路在TD-SCDMA射頻拉遠單元功率放大器-低噪放一體化模塊中的應(yīng)用原理圖如圖1所示，時分切換控制電路的輸入量為一體化模塊與上位機的電源接口、控制信號接口以及模塊工作狀態(tài)的檢測信號。在下行時隙，下行鏈路電源開啟，上行鏈路電源關(guān)閉，功率放大器PA工作，此時射頻開關(guān)收發(fā)開關(guān)打向TX端。如果天線口(Antenna)開路，此時會有大功率的信號反射到TX端，并被負載所吸收，鑒于開關(guān)高的隔離度，此時RX端只有很小的信號輸出，這樣不會損壞低噪放LNA。在上行時隙，上行鏈路電源關(guān)閉而下行鏈路電源關(guān)閉，功率放大器PA不工作，射頻開關(guān)SPDT打向RX端，信號由天線口(Antenna)輸入，從RX端輸出，經(jīng)由低噪聲放大器放大輸出。
時分切換控制電路的電路原理圖如圖2a、圖2b所示，各參量的定義如下(1)Vpa為上位機對于功率放大器的開關(guān)控制信號，Vpa為低電平時，要求功率放大器打開。(2)Vd為模塊狀態(tài)檢測控制信號，Vd為高電平時，表明模塊處在如過溫或者過流的非正常工作狀態(tài)。(3)V1為下行鏈路的控制信號，其控制功率放大器柵極電壓以及下行鏈路驅(qū)動放大器的切換開關(guān)。V1為低電平時，功率放大器以及驅(qū)動放大器工作。(4)Vref為比較器的一個參考電壓，它的取值要根據(jù)功率放大器具體的柵極電壓大小來確定。(5)V2為柵極電壓狀態(tài)控制信號，V2為高電平表示柵極電壓為標稱值，功率放大器正常工作。(6)Vlna為上位機對于底噪放上行鏈路的開關(guān)控制信號，Vlna為低電平時，要求低噪放電源打開。(7)V3為上行鏈路電源的控制信號，它控制上行鏈路電源的切換開關(guān)，V3為低電平時，上行鏈路電源接通。(8)Vs為射頻收發(fā)開關(guān)的控制信號，Vs為低電平時，射頻開關(guān)打向接收一邊。
時分切換控制電路的具體工作過程如下在下行時隙，由上位機給的控制信號Vpa為低電平，如果模塊的狀態(tài)正常，Vd為低電平，使得V1為低電平，此時下行鏈路工作。而此時V2為高電平，無論Vlna的狀態(tài)，V3與Vs為高電平，使得上行鏈路的電源關(guān)閉以及射頻收發(fā)開關(guān)打向負載一測。在上行時隙，由上位機給的控制信號Vpa為低電平，如果模塊的狀態(tài)正常，Vd為低電平，由于上行鏈路的電源控制信號V3以及射頻開關(guān)的控制信號Vs還與功率放大器柵極電壓的狀態(tài)控制信號V2有關(guān)，即便是Vlna、Vd為低，只要功率放大器還工作既V2為高電平，上行鏈路電源就不打開，射頻開關(guān)就不打向接收一邊，這樣可以保證即使在外界控制信號有錯誤的情況下，也可以保證模塊的絕對安全。如果在模塊工作的過程中，出現(xiàn)了過流以及過溫的非正常狀態(tài)，即Vd為高電平時，都會使得上下行電源關(guān)閉，這樣也可以保證模塊的非正常工作狀態(tài)的情況下被損壞。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)TD-SCDMA射頻收發(fā)模塊中上下行時分切換管理的方法，在下行時隙只打開功率放大器下行鏈路的電源，而關(guān)閉低噪放上行鏈路的電源；在上行時隙只打開低噪放上行鏈路的電源，而關(guān)閉功率放大器下行鏈路的電源，上下行射頻信號的切換是通過環(huán)行器和一個單刀雙擲的射頻開關(guān)來進行的，其特征在于模塊上下行電源切換和收發(fā)射頻開關(guān)切換的控制信號要根據(jù)上位機控制信號、模塊工作狀態(tài)信號以及功率放大器的柵極電壓狀態(tài)信號，經(jīng)過邏輯運算來完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的模塊上下行電源和收發(fā)射頻開關(guān)的控制信號要根據(jù)上位機控制信號、模塊工作狀態(tài)信號以及功率放大器的柵極電壓狀態(tài)信號，經(jīng)過邏輯運算來完成，具體作法如下上位機對功率放大器控制信號Vpa設(shè)為高電平、低電平二種，Vpa為低電平時，打開功率放大器電源，否則關(guān)閉功率放大器電源；上位機對于低噪放控制信號Vlna設(shè)為高電平、低電平二種，Vlna為低電平時，要求低噪放電源打開，否則低噪放電源關(guān)閉；模塊工作狀態(tài)信號Vd設(shè)為高電平、低電平二種，Vd為高電平時，表明模塊處在過溫或者過流的非正常工作狀態(tài)，關(guān)閉模塊上下行電源，Vd為低電平時，模塊為正常工作狀態(tài)；功率放大器的柵極電壓狀態(tài)信號V2設(shè)為高電平、低電平二種，當(dāng)V2為高電平表示柵極電壓為標稱值，功率放大器正常工作，否則表明功率放大器關(guān)閉；上行電源的開關(guān)控制信號V3由Vlna、V2以及Vd來控制，只有Vlna、V2以及Vd都為低電平時，才打開上行鏈路電源；射頻收發(fā)開關(guān)控制信號Vs由Vlna和V2來控制，當(dāng)Vlna和V2都為低電平時，Vs也為低電平，射頻開關(guān)打向接收一邊，否則射頻開關(guān)打向發(fā)射一邊。
全文摘要
一種實現(xiàn)TD－SCDMA射頻收發(fā)模塊中上下行時分切換管理的方法，根據(jù)上位機控制信號、模塊的正常工作狀態(tài)信號以及功率放大器的柵極電壓狀態(tài)信號，經(jīng)過邏輯運算，完成模塊上下行電源的以及收發(fā)射頻開關(guān)的切換。特別是利用功率放大器的柵極電壓狀態(tài)信號來參與控制上行鏈路電源的切換以及射頻收發(fā)開關(guān)的切換，這樣絕對保證了只要功率放大器處在開啟狀態(tài)，上行鏈路電源就不開啟以及射頻收發(fā)開關(guān)打向負載一側(cè)，保證了上行鏈路的絕對安全。此外，模塊的非正常工作狀態(tài)如過溫、過流信號也參與了上下行電源的控制，這樣可以避免在非正常工作狀態(tài)下?lián)p壞模塊。
文檔編號H04B1/44GK101056463SQ200710052330
公開日2007年10月17日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者王峰, 俞泉, 劉海濤 申請人:武漢虹信通信技術(shù)有限責(zé)任公司