专利名称：一种wcdma干线放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种移动通信射频传输设备，特别是一种WCDMA干线放大器。
背景技术：
随着移动通信市场的日益发展，业务从原先的话音业务发展到增值业务。伴随着移动增值业务的不断发展，迈向3G(3rd Generation，第三代移动通信)则是移动运营商的必然选择。与前两代系统相比，第三代移动通信系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务，其传输速率在高速移动环境中支持144kb/s，步行慢速移动环境中支持384kb/s，静止状态下支持2Mb/s。其设计目标是为了提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括话音、数据及多媒体等在内的多种业务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。
目前国际电联接受的3G标准主要有以下三种WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。CDMA是Code Division Multiple Access(码分多址)的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大为改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。
WCDMA全称为Wideband CDMA，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。GPRS是General PacketRadio Service(通用分组无线业务)的简称，EDGE是Enhanced Datarate for GSM Evolution(增强数据速率的GSM演进)的简称，这两种技术被称为2.5代移动通信技术。目前中国移动已将原有的GSM网络升级为GPRS网络和EDGE网络。
目前2G的直放站设备已经被大量的运用，2G直放站采用的标准为《ETSI EN300 609》、《900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网直放站技术要求和测量方法》和《800MHzCDMA数字蜂窝移动通信网直放站技术要求和测量方法》，而3G直放站所采用的标准为《3GPPTS25.143》和《WCDMA数字蜂窝移动通信网直放站技术要求和测量方法》(报批稿)，对2G直放站和3G直放站的标准做比较，其主要差别为1、3G直放站的线性度要求高，特别对杂散的控制要求非常高。2、3G直放站的抗干扰要求高。3、3G直放站对输入信号强度变化的适应性要求高。因此，3G直放站对内部模块的技术指标要求更高，更严格，要求具有良好的可继承性、可扩展性，可实现2G到3G的平滑升级，能很好地与移动通信网络核心基站进行协同工作并方便地进行网络优化。整机具有很强的自我保护功能，不对整个网络的工作带来负面干扰。同时，也不因为直放站中某个部分的工作不正常而使整机遭受到致命的损坏。
由于电磁波的传输损耗，每个基站的信号覆盖范围是有限的；另外，由于无线传播的阴影效应，导至高山、建筑物、树林等一些阻挡物的背后亦常形成信号盲区和山区、别墅、公路、旅游区、渡假村、地下商场、宾馆等大型高层建筑物等处的覆盖阴影区和盲区问题。
实用新型内容为弥补蜂窝移动网络中基站覆盖不足，延伸基站覆盖区域，消除通信盲区，提供良好的、高保真的射频功能，有效的扩大覆盖范围，消除覆盖盲区，改善通话质量，为运营商铺设3G网络降低成本，本实用新型旨在提供一种适用于WCDMA移动通信系统的WCDMA干线放大器。
它包括开关电源、下行链路和上行链路，其特征在于所述下行链路由依次串联在基站端双工器2的发射端口和移动端双工器3之间的下行驱动放大模块6、下行滤波器7和下行功率放大器8构成；所述上行链路由依次串联在移动端双工器3的接收端口和基站端双工器2之间的上行低噪声放大器9、上行滤波器4和上行驱动放大模块5构成；它还包括一个智能监控模块1，包括下行驱动放大模块6、下行功率放大器8、上行低噪声放大器9和上行驱动放大模块5在内的各有源模块的监控接口分别与该智能监控模块1的监控接口相连，开关电源为其它各模块提供供电电源。
在下行链路，通过从基站耦合得到的下行信号进入BS端口，经过基站端双工器2后由其TX端口输出，然后经过下行驱动放大模块6和下行滤波器7送入下行功率放大器8通过线性放大后输入移动端双工器3，最后由MS端口输出用于覆盖盲区；在上行链路是，从天线接收到移动电话的上行信号进入MS端口，经过移动端双工器3后由其RX端口输出，然后经过上行低噪声放大器9和上行滤波器4送入上行驱动放大模块5，再输入到基站端双工器2，最后由基站端双工器2的BS端口输出。所有的有源模块都带有监控接口，由监控模块对其实施数据采集及控制，最终可通过软件实现对设备的本地及远程监控。
它按照3GPP中相关直放站规范及国家规范进行设计，采用同频转发工作方式，将移动电话上行信号接收放大后送到基站，同时将基站下行信号接收放大后通过室内分布系统覆盖目标盲区，以满足移动电话信号良好接收的要求，其技术性能和质量都达到有关入网指标要求，投资少，安装简捷，性能可靠，维护方便。
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，它包括开关电源、下行链路和上行链路，其特征在于所述下行链路由依次串联在基站端双工器2的发射端口和移动端双工器3之间的下行驱动放大模块6、下行滤波器7和下行功率放大器8构成；所述上行链路由依次串联在移动端双工器3的接收端口和基站端双工器2之间的上行低噪声放大器9、上行滤波器4和上行驱动放大模块5构成；它还包括一个智能监控模块1，包括下行驱动放大模块6、下行功率放大器8、上行低噪声放大器9和上行驱动放大模块5在内的各有源模块的监控接口分别与该智能监控模块1的监控接口相连，开关电源为其它各模块提供供电电源。
在下行链路，通过从基站耦合得到的下行信号进入BS端口，经过基站端双工器2后由其TX端口输出，然后经过下行驱动放大模块6和下行滤波器7送入下行功率放大器8通过线性放大后输入移动端双工器3，最后由MS端口输出用于覆盖盲区；在上行链路是，从天线接收到移动电话的上行信号进入MS端口，经过移动端双工器3后由其RX端口输出，然后经过上行低噪声放大器9和上行滤波器4送入上行驱动放大模块5，再输入到基站端双工器2，最后由基站端双工器2的BS端口输出。所有的有源模块都带有监控接口，由监控模块对其实施数据采集及控制，最终可通过软件实现对设备的本地及远程监控。
本实用新型的系统指标能够满足3GPP中相关直放站规范及国家规范在干放设计中上行链路的前级采用低噪声线性放大技术，保证从天线口接收的信号放大后还有良好信噪比；下行的前级采用驱动放大模块，并在模块中加入了ALC功能，因为干放的下行输入信号是由基站信号耦合得到，而在WCDMA系统中，导频功率只占到整个输出功率的十分之一，致使WCDMA直放站的输入功率的变化相当大，采用该种方式可以使输入功率的变化对设备指标的影响降到最低。同时，设备采用组合式多项滤波器，使系统选择性好，增加了设备的收发隔离度。
在某些应用环境中，由于PHS的大量存在，其下行频率为1910MHz~1915MHz，与2GHz WCDMA上行频率1920MHz~1980MHz的最低端只相差5MHz，如果2GHz WCDMA直放站上行信道对PHS下行信号没有非常高的抑制，当这种直放站与PHS共址时，由于下行信号的强度比上行信号大，会导致直放站上行被阻塞，至使直放站不能正常工作。本实用新型工作于2GHz的WCDMA直放站技术总体方案首先关注到了这一问题，移动端双工器采用非对称性高带外抑制度高Q值双工器，该双工器采用同轴腔体滤波形式，滤波器级数15级，边带抑制度极高，可通过的平均功率为100W，峰值功率达到200W；由于射频功率放大器的非线性失真会使其产生新的频率分量，如对于二阶失真会产生二次谐波和双音拍频，对于三阶失真会产生三次谐波和多音拍频。这些新的频率分量如落在通带内，将会干扰其他频段的信号。故WCDMA直放站对线性度的要求非常高，为了满足这类指标要求，同时兼顾线性和效率，本实用新型对功率放大器进行线性化处理，运用功率回退和预失真的方式进行。将较大功率(如80W)的功放管用于较小功率(如16W)的功放模块，这样把功放管的1dB压缩点向后退了10个分贝，使功放器的工作远离饱和区，进入线性区。同时，将预失真线性化技术运用到功放上，在功放模块的前端加入了预失真的器件进行处理，用以补偿功放的非线性失真，大大提高了多载波功放的线性化程度，同时也有效改善了功放的杂散发射指标。
选用高稳定度晶体振荡器作为频率参考，确保整个系统频率基准偏差控制在极小范围。设备由串联的反射式的模块构成，模块的输入输出端口从高频电路的电容性和电感性的相互补偿控制端口驻波，部分有源模块的端口加上隔离器，以提高匹配性并保护相关器件，相互匹配使设备的驻波性能良好，使各种微波信号在POI系统中尽量以行波的状态传输。在干线放大器设计中上行前级采用低噪声线性放大技术，确保整机的上行噪声系数≤5dB；而下行前级中采用的驱动放大模块，对于输入互调的指标贡献很大，特别是对于频率为921-960MHz或1805-1880dBm的干扰信号，当输入的强度达到16dBm时，其对直放站带内的干扰影响≤10dB。这样保证了设备在与GSM/DCS系统共址时不会受到GSM/DCS信号的影响。特别是对于杂散的指标，在一般情况下，杂散的参数随着输入信号的增加而明显恶化，但在这种设备中，输入信号增加10dB，杂散参数基本没有变化。在MS端采用了非对称性高带外抑制度双工器，由于同轴腔体的级数特别高，低端偏离边带5MHz的抑制度可达25dB，可有效的抑制PHS的下行信号，解决了常规WCDMA直放站与PHS共址时工作不正常的问题。WCDMA直放站中多载波功放的线性化问题也是一个难题，为了解决这一难题，本实用新型在WCDMA直放站的功放模块中增加了线性化预失真处理电路，从而较好地解决了多载波功放的线性化问题，得到了较好的多载波线性化功放。保证在2载波和3载波同时工作时，功放的杂散发射指标能完全满足3GPP中频谱发射模板的要求。
其关键是下行功率放大器8的功放管工作远离饱和区，进入线性区，并且其前端加入了预失真的器件。使用较大功率的功放管用于较小功率的功放模块，功放管的1dB压缩点向后退了10个分贝。移动端双工器3采用非对称性高带外抑制度高Q值双工器，该双工器采用同轴腔体滤波形式，滤波器级数15级，具有极高边带抑制度，可通过的平均功率为100W，峰值功率达到200W。基站端双工器2的发射端口后接下行驱动放大模块6，并在模块内增加ALC(自动电平控制)功能，保证了输入信号的变化对设备的影响很小。
权利要求1.一种WCDMA干线放大器，它包括开关电源、下行链路和上行链路，其特征在于所述下行链路由依次串联在基站端双工器(2)的发射端口和移动端双工器(3)之间的下行驱动放大模块(6)、下行滤波器(7)和下行功率放大器(8)构成；所述上行链路由依次串联在移动端双工器(3)的接收端口和基站端双工器(2)之间的上行低噪声放大器(9)、上行滤波器(4)和上行驱动放大模块(5)构成；它还包括一个智能监控模块(1)，包括下行驱动放大模块(6)、下行功率放大器(8)、上行低噪声放大器(9)和上行驱动放大模块(5)在内的各有源模块的监控接口分别与该智能监控模块(1)的监控接口相连，开关电源为其它各模块提供供电电源。
2.如权利要求1的一种WCDMA干线放大器，其特征在于所述下行功率放大器(8)的功放管工作远离饱和区，进入线性区，并且其前端加入了预失真的器件。
3.如权利要求1或2的一种WCDMA干线放大器，其特征在于所述和下行功率放大器(8)使用较大功率的功放管用于较小功率的功放模块，功放管的1dB压缩点向后退了(10)个分贝。
4.如权利要求1或2的一种WCDMA干线放大器，其特征在于所述移动端双工器(3)采用非对称性高带外抑制度高Q值双工器，该双工器采用同轴腔体滤波形式，滤波器级数15级，具有极高边带抑制度，可通过的平均功率为100W，峰值功率达到200W。
5.如权利要求1或2的一种WCDMA干线放大器，其特征在于下行放大模块(6)置于基站端双工器(2)后面。
专利摘要一种WCDMA干线放大器，它包括开关电源、下行链路和上行链路，下行链路由依次串联在基站端双工器的发射端口和移动端双工器之间的下行驱动放大模块、下行滤波器和下行功率放大器构成；所述上行链路由依次串联在移动端双工器的接收端口和基站端双工器之间的上行低噪声放大器、上行滤波器和上行驱动放大模块构成；它还包括一个智能监控模块，包括下行驱动放大模块、下行功率放大器、上行低噪声放大器和上行驱动放大模块在内的各有源模块的监控接口分别与该智能监控模块的监控接口相连，开关电源为其它各模块提供供电电源。它扩大了覆盖范围，消除覆盖盲区，较好地改善通话质量。
文档编号H04B7/15GK2870313SQ20062004005
公开日2007年2月14日 申请日期2006年3月9日 优先权日2006年3月9日
发明者赵国民, 金定荣, 叶伟, 满卫华, 严剑峰, 徐江, 田俊杰 申请人:上海欣民通信技术有限公司