Td-scdma信號(hào)中繼放大器智能高效的調(diào)相鎖頻方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中的信號(hào)覆蓋技術(shù)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有通信設(shè)備工作時(shí)穩(wěn)定性差的問題，提供了一種TD信號(hào)放大中繼設(shè)備的智能高效控制方法，其技術(shù)方案包含兩個(gè)處理平臺(tái)MCU作為系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)和FPGA的數(shù)字同步系統(tǒng)，以及外圍的電源系統(tǒng)和射頻放大系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于工業(yè)領(lǐng)域中高效智能的鎖相環(huán)（PLL）設(shè)計(jì)而成。MCU系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLL中的環(huán)路濾波（LF）功能，F(xiàn)PGA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鑒相器（PD）和壓控振蕩器（VCO）。該控制系統(tǒng)在各種環(huán)境工作時(shí)穩(wěn)定性極好。
【專利說明】TD-SCDMA信號(hào)中繼放大器智能高效的調(diào)相鎖頻方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的智能控制技術(shù)，特別涉及TD-SCDMA信號(hào)中繼放大設(shè)備的智能高效的控制系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]由于我國3G移動(dòng)通信事業(yè)的飛速發(fā)展，移動(dòng)通信用戶也隨之不斷增加，以至移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)村不斷向偏遠(yuǎn)地區(qū)延伸，在城市中3G蜂窩規(guī)劃越來越小，基站位置越來越低，用戶對(duì)3G移動(dòng)通信服務(wù)質(zhì)量的要求越來越高。但是另一方面，卻始終存在大量局部區(qū)域的3G通信需求得不到滿足:⑴高層建筑陰影區(qū):隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑不斷涌現(xiàn)，基于無線傳播的陰影效應(yīng)，在這些高層建筑的背后或中間層會(huì)形成信號(hào)盲區(qū)。⑵高層建筑中上部:蜂窩移動(dòng)通信基站天線輻射場方向主瓣有較大下傾角，以避免鄰近小區(qū)的干擾，以至高層建筑中上部一般不能有效接收信號(hào)。⑶密集小區(qū)較低樓層:建筑物及墻體的多重遮擋，造成信號(hào)盲區(qū)或弱區(qū)。⑷偏遠(yuǎn)地區(qū):別墅、農(nóng)村等離基站距離較遠(yuǎn)的區(qū)域，山區(qū)較遠(yuǎn)或有山體阻擋地區(qū)存在信號(hào)弱區(qū)。(5)電磁頻蔽特殊場景:由于較厚的土層、混凝土或建筑鋼材遮擋，使得隧道、地鐵、電梯、地下商城、娛樂城、停車場以及酒店、寫字樓等一些封閉的大型建筑物內(nèi)也無法正常接收移動(dòng)通信信號(hào)。
[0003]現(xiàn)階段解決各大運(yùn)營商的信號(hào)弱覆蓋通常采用的是直放站和微基站等信號(hào)中繼放大設(shè)備。但是由于中繼設(shè)備各大廠商采用不合理的控制算法使得對(duì)基站造成干擾。在更嚴(yán)重的情況使手機(jī)用戶都不能夠正常通話，掉話、掉網(wǎng)現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。我公司治理于發(fā)明智能和高效的控制方法使信號(hào)中繼設(shè)備變得綠色、環(huán)保，使用戶能夠自由的通話、上網(wǎng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是克服信號(hào)中繼設(shè)備不穩(wěn)定工作時(shí)對(duì)基站大網(wǎng)信號(hào)的干擾。不合理的控制方法能夠使信號(hào)中繼設(shè)備產(chǎn)生自激等現(xiàn)象，我們推出的智能高效的鎖頻調(diào)相方法能夠使TD信號(hào)放大中繼設(shè)備工作穩(wěn)定、在上電工作的時(shí)候做到對(duì)大網(wǎng)信號(hào)無干擾。
[0005]本發(fā)明的解決上述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，信號(hào)中繼放大系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含一片MCU作為系統(tǒng)的智能控制系統(tǒng)，一片F(xiàn)PGA芯片作為系統(tǒng)的數(shù)字同步系統(tǒng)，以及外圍的電源系統(tǒng)和射頻放大系統(tǒng)。MCU系統(tǒng)和FPGA系統(tǒng)之間進(jìn)行高效的SPI通信，該智能高效控制系統(tǒng)是基于工業(yè)領(lǐng)域中高效智能的鎖相環(huán)(PLL)設(shè)計(jì)而成。所述MCU系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLL中的環(huán)路濾波(LF)功能，F(xiàn)PGA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鑒相器(PD)和壓控振蕩器(VC0)。
[0006]所述FPGA數(shù)字同步系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波、特征檢測、鑒相、射頻控制及工作模式設(shè)定。通過和MCU的通信傳輸實(shí)時(shí)相位，MCU高效的處理數(shù)據(jù)通過處理的數(shù)據(jù)FPGA實(shí)現(xiàn)快速的進(jìn)行調(diào)相得到和大網(wǎng)信號(hào)的實(shí)時(shí)保持。
[0007]所述MCU智能控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的是功率控制、同步跟蹤、工作點(diǎn)掃描以及失步恢復(fù)。通過和FPGA的通信獲取實(shí)時(shí)相位并進(jìn)行頻率跟蹤和調(diào)相，使信號(hào)中繼放大系統(tǒng)能夠長時(shí)間的工作不會(huì)掉線。
[0008]本發(fā)明MCU智能控制系統(tǒng)可以在初始狀態(tài)檢查系統(tǒng)是否存在自激(上下行)，找出最大可用增益。
[0009]本發(fā)明MCU智能控制系統(tǒng)具有同步信號(hào)功率檔位掃描功能，尋找合適工作點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明MCU智能控制系統(tǒng)可以檢測并且糾正200ppm以上的頻率偏差，剩下的由瞬時(shí)調(diào)相完成。
[0011]本發(fā)明MCU智能控制系統(tǒng)具有可靠ALC及AGC設(shè)計(jì)，動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)65dB以上，自動(dòng)穩(wěn)幅。
[0012]本發(fā)明MCU智能控制系統(tǒng)具有上行無業(yè)務(wù)自動(dòng)關(guān)閉功能，可以有效降低功耗。
[0013]本發(fā)明MCU智能控制系統(tǒng)具有失步自動(dòng)調(diào)整恢復(fù)功能，提高系統(tǒng)工作的抗干擾能力，使工作更加穩(wěn)定。
[0014]本發(fā)明MCU智能控制系統(tǒng)具有多狀態(tài)led指示功能，便于故障判斷，使操作更加簡單、直觀。
[0015]本發(fā)明MCU智能控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)跟蹤TD網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，快速進(jìn)行調(diào)頻調(diào)相，系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)延少，動(dòng)作有效可靠。
[0016]本發(fā)明MCU智能控制具有系統(tǒng)最佳同步電平獲取功能，通過控制下行輸出端檢波電路中的衰減管來獲取最佳同步電平。
[0017]本發(fā)明采用嵌入式數(shù)字信號(hào)采集及處理技術(shù)，功能可擴(kuò)展性強(qiáng)。
[0018]本發(fā)明內(nèi)置電路級(jí)防雷設(shè)計(jì)，保障設(shè)備及通信安全。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明智能高效的TD信號(hào)放大器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖2是本發(fā)明FPGA數(shù)字同步控制單元的結(jié)構(gòu)框圖。
[0021]圖3是本發(fā)明MCU智能控制系統(tǒng)的頂層狀態(tài)機(jī)框圖。系統(tǒng)分成5個(gè)狀態(tài):S1功率檢測、S2工作點(diǎn)掃描、S3同步、S4跟蹤、S5重新同步。
[0022]S1:功率檢測:檢查系統(tǒng)是否存在自激(上下行)，找出最大可用增益。
[0023]S2:工作點(diǎn)掃描:在所有功率檔位掃描同步信號(hào)，尋找合適工作點(diǎn)，檢查下行信號(hào)功率是否能夠開始同步。
[0024]S3:同步:計(jì)算并調(diào)整頻率偏差，調(diào)整目標(biāo)頻率精度1ppm ;調(diào)整相位，使相位為O。
[0025]S4:跟蹤:周期性測量無線工作狀態(tài)，包括相位、功率。頻率調(diào)整目標(biāo)，頻率精度2ppm,剩余由瞬時(shí)調(diào)相完成，上下行進(jìn)行ALC控制。
[0026]S5:重新同步:當(dāng)系統(tǒng)在S4狀態(tài)失鎖后,重新進(jìn)行調(diào)頻調(diào)相。
[0027]Tl:由SI進(jìn)入S2狀態(tài)。發(fā)生條件:當(dāng)SI運(yùn)行完畢，即可進(jìn)入S2。
[0028]T2:由S2進(jìn)入SI狀態(tài)。發(fā)生條件:無法找到合適工作點(diǎn)，下行功率不滿足同步條件。
[0029]T3:由S2進(jìn)入S3狀態(tài)。發(fā)生條件:找到合適工作點(diǎn)。
[0030]T4:由S3進(jìn)入SI狀態(tài)。發(fā)生條件:在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無法無法完成同步。
[0031]T5:由S3進(jìn)入S4狀態(tài)。發(fā)生條件:完成同步。
[0032]T6:保持S4狀態(tài)。發(fā)生條件:跟蹤正常。
[0033]T7:由S4進(jìn)入SI狀態(tài)。發(fā)生條件:在跟蹤狀態(tài)檢測導(dǎo)頻丟失嚴(yán)重。
[0034]T8:由S4進(jìn)入S5狀態(tài)。發(fā)生條件:失鎖導(dǎo)致不能正常同步。
[0035]T9:由S5進(jìn)入SI狀態(tài)。發(fā)生條件:在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無法無法完成同步。
[0036]TlO:由S5進(jìn)入S4狀態(tài)。發(fā)生條件:完成同步。
[0037]Tll:保持S2狀態(tài)。發(fā)生條件:掃描檔位找不到合適的工作點(diǎn)且下行功率不滿足同步條件。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于TD-SCDMA信號(hào)中繼放大器智能高效的調(diào)相鎖頻方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特點(diǎn)在于使用兩種處理平臺(tái)，相互之間進(jìn)行高速通信，兩個(gè)平臺(tái)分工處理相應(yīng)信息，MCU處理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能控制，F(xiàn)PGA處理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字同止/J/ O
3.根據(jù)權(quán)利要求2所設(shè)計(jì)的TD-SCDMA信號(hào)中繼放大器，其特點(diǎn)是能夠?qū)崟r(shí)有效的控制硬件平臺(tái)快速跟蹤，實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整數(shù)據(jù)，設(shè)備工作穩(wěn)定性好，靈敏度高。
【文檔編號(hào)】H04B7/15GK104052536SQ201310081361
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】吳斌, 姚冰心, 鄭探偉, 李騰, 張榮平, 楊寅, 慶東植 申請人:南京英銳祺科技有限公司