專利名稱：一種wcdma干線放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通信射頻傳輸設(shè)備，特別是一種WCDMA干線放大器。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)的日益發(fā)展，業(yè)務(wù)從原先的話音業(yè)務(wù)發(fā)展到增值業(yè)務(wù)。伴隨著移動(dòng)增值業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，邁向3G(3rd Generation，第三代移動(dòng)通信)則是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的必然選擇。與前兩代系統(tǒng)相比，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要特征是可提供豐富多彩的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)，其傳輸速率在高速移動(dòng)環(huán)境中支持144kb/s，步行慢速移動(dòng)環(huán)境中支持384kb/s，靜止?fàn)顟B(tài)下支持2Mb/s。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了提供比第二代系統(tǒng)更大的系統(tǒng)容量、更好的通信質(zhì)量，而且要能在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游及為用戶提供包括話音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，同時(shí)也要考慮與已有第二代系統(tǒng)的良好兼容性。
目前國(guó)際電聯(lián)接受的3G標(biāo)準(zhǔn)主要有以下三種WCDMA、CDMA2000與TD-SCDMA。CDMA是Code Division Multiple Access(碼分多址)的縮寫，是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)的模擬調(diào)制方式，這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用時(shí)分多址(TDMA)的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量，并采用獨(dú)立信道傳送信令，使系統(tǒng)性能大為改善，但TDMA的系統(tǒng)容量仍然有限，越區(qū)切換性能仍不完善。CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡(jiǎn)單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑能力強(qiáng)、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br> WCDMA全稱為Wideband CDMA，這是基于GSM網(wǎng)發(fā)展出來(lái)的3G技術(shù)規(guī)范，是歐洲提出的寬帶CDMA技術(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演進(jìn)策略。GPRS是General PacketRadio Service(通用分組無(wú)線業(yè)務(wù))的簡(jiǎn)稱，EDGE是Enhanced Datarate for GSM Evolution(增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率的GSM演進(jìn))的簡(jiǎn)稱，這兩種技術(shù)被稱為2.5代移動(dòng)通信技術(shù)。目前中國(guó)移動(dòng)已將原有的GSM網(wǎng)絡(luò)升級(jí)為GPRS網(wǎng)絡(luò)和EDGE網(wǎng)絡(luò)。
目前2G的直放站設(shè)備已經(jīng)被大量的運(yùn)用，2G直放站采用的標(biāo)準(zhǔn)為《ETSI EN300 609》、《900/1800MHzTDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)直放站技術(shù)要求和測(cè)量方法》和《800MHzCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)直放站技術(shù)要求和測(cè)量方法》，而3G直放站所采用的標(biāo)準(zhǔn)為《3GPPTS25.143》和《WCDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)直放站技術(shù)要求和測(cè)量方法》(報(bào)批稿)，對(duì)2G直放站和3G直放站的標(biāo)準(zhǔn)做比較，其主要差別為1、3G直放站的線性度要求高，特別對(duì)雜散的控制要求非常高。2、3G直放站的抗干擾要求高。3、3G直放站對(duì)輸入信號(hào)強(qiáng)度變化的適應(yīng)性要求高。因此，3G直放站對(duì)內(nèi)部模塊的技術(shù)指標(biāo)要求更高，更嚴(yán)格，要求具有良好的可繼承性、可擴(kuò)展性，可實(shí)現(xiàn)2G到3G的平滑升級(jí)，能很好地與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)核心基站進(jìn)行協(xié)同工作并方便地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。整機(jī)具有很強(qiáng)的自我保護(hù)功能，不對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作帶來(lái)負(fù)面干擾。同時(shí)，也不因?yàn)橹狈耪局心硞€(gè)部分的工作不正常而使整機(jī)遭受到致命的損壞。
由于電磁波的傳輸損耗，每個(gè)基站的信號(hào)覆蓋范圍是有限的；另外，由于無(wú)線傳播的陰影效應(yīng)，導(dǎo)至高山、建筑物、樹林等一些阻擋物的背后亦常形成信號(hào)盲區(qū)和山區(qū)、別墅、公路、旅游區(qū)、渡假村、地下商場(chǎng)、賓館等大型高層建筑物等處的覆蓋陰影區(qū)和盲區(qū)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補(bǔ)蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中基站覆蓋不足，延伸基站覆蓋區(qū)域，消除通信盲區(qū)，提供良好的、高保真的射頻功能，有效的擴(kuò)大覆蓋范圍，消除覆蓋盲區(qū)，改善通話質(zhì)量，為運(yùn)營(yíng)商鋪設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)降低成本，本發(fā)明旨在提供一種適用于WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的WCDMA干線放大器。
它包括開關(guān)電源、下行鏈路和上行鏈路，其特征在于所述下行鏈路由依次串聯(lián)在基站端雙工器2的發(fā)射端口和移動(dòng)端雙工器3之間的下行驅(qū)動(dòng)放大模塊6、下行濾波器7和下行功率放大器8構(gòu)成；所述上行鏈路由依次串聯(lián)在移動(dòng)端雙工器3的接收端口和基站端雙工器2之間的上行低噪聲放大器9、上行濾波器4和上行驅(qū)動(dòng)放大模塊5構(gòu)成；它還包括一個(gè)智能監(jiān)控模塊1，包括下行驅(qū)動(dòng)放大模塊6、下行功率放大器8、上行低噪聲放大器9和上行驅(qū)動(dòng)放大模塊5在內(nèi)的各有源模塊的監(jiān)控接口分別與該智能監(jiān)控模塊1的監(jiān)控接口相連，開關(guān)電源為其它各模塊提供供電電源。
在下行鏈路，通過(guò)從基站耦合得到的下行信號(hào)進(jìn)入BS端口，經(jīng)過(guò)基站端雙工器2后由其TX端口輸出，然后經(jīng)過(guò)下行驅(qū)動(dòng)放大模塊6和下行濾波器7送入下行功率放大器8通過(guò)線性放大后輸入移動(dòng)端雙工器3，最后由MS端口輸出用于覆蓋盲區(qū)；在上行鏈路是，從天線接收到移動(dòng)電話的上行信號(hào)進(jìn)入MS端口，經(jīng)過(guò)移動(dòng)端雙工器3后由其RX端口輸出，然后經(jīng)過(guò)上行低噪聲放大器9和上行濾波器4送入上行驅(qū)動(dòng)放大模塊5，再輸入到基站端雙工器2，最后由基站端雙工器2的BS端口輸出。所有的有源模塊都帶有監(jiān)控接口，由監(jiān)控模塊對(duì)其實(shí)施數(shù)據(jù)采集及控制，最終可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的本地及遠(yuǎn)程監(jiān)控。
它按照3GPP中相關(guān)直放站規(guī)范及國(guó)家規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用同頻轉(zhuǎn)發(fā)工作方式，將移動(dòng)電話上行信號(hào)接收放大后送到基站，同時(shí)將基站下行信號(hào)接收放大后通過(guò)室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋目標(biāo)盲區(qū)，以滿足移動(dòng)電話信號(hào)良好接收的要求，其技術(shù)性能和質(zhì)量都達(dá)到有關(guān)入網(wǎng)指標(biāo)要求，投資少，安裝簡(jiǎn)捷，性能可靠，維護(hù)方便。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，它包括開關(guān)電源、下行鏈路和上行鏈路，其特征在于所述下行鏈路由依次串聯(lián)在基站端雙工器2的發(fā)射端口和移動(dòng)端雙工器3之間的下行驅(qū)動(dòng)放大模塊6、下行濾波器7和下行功率放大器8構(gòu)成；所述上行鏈路由依次串聯(lián)在移動(dòng)端雙工器3的接收端口和基站端雙工器2之間的上行低噪聲放大器9、上行濾波器4和上行驅(qū)動(dòng)放大模塊5構(gòu)成；它還包括一個(gè)智能監(jiān)控模塊1，包括下行驅(qū)動(dòng)放大模塊6、下行功率放大器8、上行低噪聲放大器9和上行驅(qū)動(dòng)放大模塊5在內(nèi)的各有源模塊的監(jiān)控接口分別與該智能監(jiān)控模塊1的監(jiān)控接口相連，開關(guān)電源為其它各模塊提供供電電源。
在下行鏈路，通過(guò)從基站耦合得到的下行信號(hào)進(jìn)入BS端口，經(jīng)過(guò)基站端雙工器2后由其TX端口輸出，然后經(jīng)過(guò)下行驅(qū)動(dòng)放大模塊6和下行濾波器7送入下行功率放大器8通過(guò)線性放大后輸入移動(dòng)端雙工器3，最后由MS端口輸出用于覆蓋盲區(qū)；在上行鏈路是，從天線接收到移動(dòng)電話的上行信號(hào)進(jìn)入MS端口，經(jīng)過(guò)移動(dòng)端雙工器3后由其RX端口輸出，然后經(jīng)過(guò)上行低噪聲放大器9和上行濾波器4送入上行驅(qū)動(dòng)放大模塊5，再輸入到基站端雙工器2，最后由基站端雙工器2的BS端口輸出。所有的有源模塊都帶有監(jiān)控接口，由監(jiān)控模塊對(duì)其實(shí)施數(shù)據(jù)采集及控制，最終可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的本地及遠(yuǎn)程監(jiān)控。
本發(fā)明的系統(tǒng)指標(biāo)能夠滿足3GPP中相關(guān)直放站規(guī)范及國(guó)家規(guī)范在干放設(shè)計(jì)中上行鏈路的前級(jí)采用低噪聲線性放大技術(shù)，保證從天線口接收的信號(hào)放大后還有良好信噪比；下行的前級(jí)采用驅(qū)動(dòng)放大模塊，并在模塊中加入了ALC功能，因?yàn)楦煞诺南滦袛?shù)日信號(hào)是由基站信號(hào)耦合得到，而在WCDMA系統(tǒng)中，導(dǎo)頻功率只占到整個(gè)輸出功率的十分之一，致使WCDMA直放站的輸入功率的變化相當(dāng)大，采用該種方式可以使輸入功率的變化對(duì)設(shè)備的影響指標(biāo)降到最低。同時(shí)，設(shè)備采用組合式多項(xiàng)濾波器，使系統(tǒng)選擇性好，增加了設(shè)備的收發(fā)隔離度。
在某些應(yīng)用環(huán)境中，由于PHS的大量存在，其下行頻率為1910MHz~1915MHz，與2GHz WCDMA上行頻率1920MHz~1980MHz的最低端只相差5MHz，如果2GHz WCDMA直放站上行信道對(duì)PHS下行信號(hào)沒(méi)有非常高的抑制，當(dāng)這種直放站與PHS共址時(shí)，由于下行信號(hào)的強(qiáng)度比上行信號(hào)大，會(huì)導(dǎo)致直放站上行被阻塞，至使直放站不能正常工作。本發(fā)明工作于2GHz的WCDMA直放站技術(shù)總體方案首先關(guān)注到了這一問(wèn)題，移動(dòng)端雙工器采用非對(duì)稱性高帶外抑制度高Q值雙工器，該雙工器采用同軸腔體濾波形式，濾波器級(jí)數(shù)15級(jí)，邊帶抑制度極高，可通過(guò)的平均功率為100W，峰值功率達(dá)到200W。
由于射頻功率放大器的非線性失真會(huì)使其產(chǎn)生新的頻率分量，如對(duì)于二階失真會(huì)產(chǎn)生二次諧波和雙音拍頻，對(duì)于三階失真會(huì)產(chǎn)生三次諧波和多音拍頻。這些新的頻率分量如落在通帶內(nèi)，將會(huì)干擾其他頻段的信號(hào)。故WCDMA直放站對(duì)線性度的要求非常高，為了滿足這類指標(biāo)要求，同時(shí)兼顧線性和效率，本發(fā)明對(duì)功率放大器進(jìn)行線性化處理，運(yùn)用功率回退和預(yù)失真的方式進(jìn)行。將較大功率(如80W)的功放管用于較小功率(如16W)的功放模塊，這樣把功放管的1dB壓縮點(diǎn)向后退了10個(gè)分貝，使功放器的工作遠(yuǎn)離飽和區(qū)，進(jìn)入線性區(qū)。同時(shí)，將預(yù)失真線性化技術(shù)運(yùn)用到功放上，在功放模塊的前端加入了預(yù)失真的器件進(jìn)行處理，用以補(bǔ)償功放的非線性失真，大大提高了多載波功放的線性化程度，同時(shí)也有效改善了功放的雜散發(fā)射指標(biāo)。
選用高穩(wěn)定度晶體振蕩器作為頻率參考，確保整個(gè)系統(tǒng)頻率基準(zhǔn)偏差控制在極小范圍。設(shè)備由串聯(lián)的反射式的模塊構(gòu)成，模塊的輸入輸出端口從高頻電路的電容性和電感性的相互補(bǔ)償控制端口駐波，部分有源模塊的端口加上隔離器，以提高匹配性并保護(hù)相關(guān)器件，相互匹配使設(shè)備的駐波性能良好，使各種微波信號(hào)在POI系統(tǒng)中盡量以行波的狀態(tài)傳輸。在干線放大器設(shè)計(jì)中上行前級(jí)采用低噪聲線性放大技術(shù)，確保整機(jī)的上行噪聲系數(shù)≤5dB；而下行前級(jí)中采用的驅(qū)動(dòng)放大模塊，對(duì)于輸入互調(diào)的指標(biāo)貢獻(xiàn)很大，特別是對(duì)于頻率為921-960MHz或1805-1880dBm的干擾信號(hào)，當(dāng)輸入的強(qiáng)度達(dá)到16dBm時(shí)，其對(duì)直放站帶內(nèi)的干擾影響≤10dB。這樣保證了設(shè)備在與GSM/DCS系統(tǒng)共址時(shí)不會(huì)受到GSM/DCS信號(hào)的影響。特別是對(duì)于雜散的指標(biāo)，在一般情況下，雜散的參數(shù)隨著輸入信號(hào)的增加而明顯惡化，但在這種設(shè)備中，輸入信號(hào)增加10dB，雜散參數(shù)基本沒(méi)有變化。在MS端采用了非對(duì)稱性高帶外抑制度雙工器，由于同軸腔體的級(jí)數(shù)特別高，低端偏離邊帶5MHz的抑制度可達(dá)25dB，可有效的抑制PHS的下行信號(hào)，解決了常規(guī)WCDMA直放站與PHS共址時(shí)工作不正常的問(wèn)題。WCDMA直放站中多載波功放的線性化問(wèn)題也是一個(gè)難題，為了解決這一難題，本發(fā)明在WCDMA直放站的功放模塊中增加了線性化預(yù)失真處理電路，從而較好地解決了多載波功放的線性化問(wèn)題，得到了較好的多載波線性化功放。保證在2載波和3載波同時(shí)工作時(shí)，功放的雜散發(fā)射指標(biāo)能完全滿足3GPP中頻譜發(fā)射模板的要求。
其關(guān)鍵是下行功率放大器8的功放管工作遠(yuǎn)離飽和區(qū)，進(jìn)入線性區(qū)，并且其前端加入了預(yù)失真的器件。使用較大功率的功放管用于較小功率的功放模塊，功放管的1dB壓縮點(diǎn)向后退了10個(gè)分貝。移動(dòng)端雙工器3采用非對(duì)稱性高帶外抑制度高Q值雙工器，該雙工器采用同軸腔體濾波形式，濾波器級(jí)數(shù)15級(jí)，具有極高邊帶抑制度，可通過(guò)的平均功率為100W，峰值功率達(dá)到200W?；径穗p工器2的發(fā)射端口后接下行驅(qū)動(dòng)放大模塊6，并在模塊內(nèi)增加ALC功能，保證了輸入信號(hào)的變化對(duì)設(shè)備的影響很小。
權(quán)利要求
1.一種WCDMA干線放大器，它包括開關(guān)電源、下行鏈路和上行鏈路，其特征在于所述下行鏈路由依次串聯(lián)在基站端雙工器(2)的發(fā)射端口和移動(dòng)端雙工器(3)之間的下行驅(qū)動(dòng)放大模塊(6)、下行濾波器(7)和下行功率放大器(8)構(gòu)成；所述上行鏈路由依次串聯(lián)在移動(dòng)端雙工器(3)的接收端口和基站端雙工器(2)之間的上行低噪聲放大器(9)、上行濾波器(4)和上行驅(qū)動(dòng)放大模塊(5)構(gòu)成；它還包括一個(gè)智能監(jiān)控模塊(1)，包括下行驅(qū)動(dòng)放大模塊(6)、下行功率放大器(8)、上行低噪聲放大器(9)和上行驅(qū)動(dòng)放大模塊(5)在內(nèi)的各有源模塊的監(jiān)控接口分別與該智能監(jiān)控模塊(1)的監(jiān)控接口相連，開關(guān)電源為其它各模塊提供供電電源。
2.如權(quán)利要求1的一種WCDMA干線放大器，其特征在于所述下行功率放大器(8)的功放管工作遠(yuǎn)離飽和區(qū)，進(jìn)入線性區(qū)，并且其前端加入了預(yù)失真的器件。
3.如權(quán)利要求1或2的一種WCDMA干線放大器，其特征在于所述的下行功率放大器(8)使用較大功率的功放管用于較小功率的功放模塊，功放管的1dB壓縮點(diǎn)向后退了(10)個(gè)分貝。
4.如權(quán)利要求1或2的一種WCDMA干線放大器，其特征在于所述移動(dòng)端雙工器(3)采用非對(duì)稱性高帶外抑制度高Q值雙工器，該雙工器采用同軸腔體濾波形式，濾波器級(jí)數(shù)15級(jí)，具有極高邊帶抑制度，可通過(guò)的平均功率為100W，峰值功率達(dá)到200W。
5.如權(quán)利要求1或2的一種WCDMA干線放大器，其特征在于下行驅(qū)動(dòng)放大模塊(6)置于基站端雙工器(2)的后面，并在模塊內(nèi)增加ALC功能。
全文摘要
一種WCDMA干線放大器，它包括開關(guān)電源、下行鏈路和上行鏈路，下行鏈路由依次串聯(lián)在基站端雙工器的發(fā)射端口和移動(dòng)端雙工器之間的下行驅(qū)動(dòng)放大模塊、下行濾波器和下行功率放大器構(gòu)成；所述上行鏈路由依次串聯(lián)在移動(dòng)端雙工器的接收端口和基站端雙工器之間的上行低噪聲放大器、上行濾波器和上行驅(qū)動(dòng)放大模塊構(gòu)成；它還包括一個(gè)智能監(jiān)控模塊，包括下行驅(qū)動(dòng)放大模塊、下行功率放大器、上行低噪聲放大器和上行驅(qū)動(dòng)放大模塊在內(nèi)的各有源模塊的監(jiān)控接口分別與該智能監(jiān)控模塊的監(jiān)控接口相連，開關(guān)電源為其它各模塊提供供電電源。它擴(kuò)大了覆蓋范圍，消除覆蓋盲區(qū)，較好地改善通話質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04B7/15GK101034929SQ200610024538
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者趙國(guó)民, 金定榮, 葉偉, 滿衛(wèi)華, 嚴(yán)劍峰, 徐江, 田俊杰 申請(qǐng)人:上海欣民通信技術(shù)有限公司