[發明專利]時分雙工塔頂放大器

有效

• 申請號: 201210360862.6
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN103095361A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 薩德克·法扎內;周昭端
• 申請（專利權）人: 世達普通信設備股份有限公司
• 主分類號: H04B7/15
• 分類號: H04B7/15;H04W88/08
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發明總體涉及用于無線通信的基站收發臺(BTS)，以及尤其涉及用于基站收發臺的時分雙工(TDD)放大器設備。

背景技術

在蜂窩移動電話射頻系統中，移動臺(MS)，在此也指無線通信裝置或者移動裝置，由于基站發送的信號的高功率，移動基站能夠正確地檢測到BTS的發送信號。然而，因為移動裝置有限的發射功率，由BTS接收器接收到的移動裝置的信號要低得多。當移動裝置遠離BTS塔或者有物體阻礙通信時，這變得更成問題。除了接收的移動裝置信號的低水平，BTS中增添的噪聲進一步惡化了移動裝置的信號。這是由天線和BTS柜之間的長線纜造成的。這進一步降低了接收到的移動裝置的信號的水平，但是如果不比天線接收到的噪聲更多，由BTS接收到的噪聲水平仍然保持原樣。這導致BTS接收器中的信噪比(SNR)比BTS天線或整個上行通道的高噪聲系數中的更差。因此，移動通信通道是上行受限的。

提高上行接收的有效的解決方法是增加一個低噪聲放大器(LNA)，一般稱為上行通道中的塔頂放大器(tower?mounted?amplifier，TMA)、塔頂放大器(masthead?amplifier，MHA)或塔頂放大器(tower?topamplifier，TTA)。該裝置應該接近天線并位于長塔纜的前端。以這種方式，由于線纜導致的信號損失能夠得到補償。此外，系統的噪聲系數是由TMA的噪聲系數決定的，而不是由線纜損失決定的，TMA的噪聲系數非常低(低于2dB)。以這種方式，BTS接收器能夠檢測到的最小信號水平減小，它轉化為提高的系統靈敏度、增強的聲音質量、減少的掉話和減小的MS電池功耗。提高的靈敏度增加了通信覆蓋范圍，結果增大了容量。進一步地，它減少了指定區域的BTS塔的數量，這對于服務提供商來說是一個大的成本縮減。另外，MS功率的減小延長了MS電池使用時間，降低了MS的制造成本，減少了對相鄰蜂窩的MS干擾，以及減少了用戶對MS功耗的健康問題的擔心。

在無線通信系統中，移動裝置和BTS使用頻率或時間資源的方式將該類系統劃分為兩個大體的類別：頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)。在FDD系統中，MS和BTS信號以不同的頻帶被發送。在TDD系統中，MS和BTS都使用同一頻帶但是它們以不同的時間間隔發送信號。市場上已有多種FDD-TMA，但是TDD-TMA是一種新型的TMA。申請人注意到歸屬于射頻系統(RFS)的一個專利申請(美國專利申請2011/0032854，在此引入作為參考)公開了一種TDD-TMA的設計。

TDD-TMA用于TDD系統例如TDD-LTE或WiMax(TM)以提高上行傳輸性能。圖1示出了TDD-LTE?TMA的框圖，由于BTS天線是成對的，TDD-LTE?TMA一般在一個包里具有兩個TMA。在FDD-TMA中，發射器(TX)信號和接收器(RX)信號是在不同的頻帶上，但是在TDD-TMA中，TX信號和RX信號都是在同一個頻帶但是在不同的時間間隔或時隙。事實上，在TDD系統中，在某一個瞬間，只有TX或RX是激活的。當TX是激活的時，TMA處于TX模式，當RX是激活的時，TMA處于RX模式。在FDD-TMA中，我們使用濾波器來分離TX信號和RX信號。然而，在TDD-LTE系統中，我們使用TX/RX開關和循環器來分離TX信號和RX信號。(循環器是一種被動的三個端口或四個端口的裝置，它在一個端口接收微波，并將旋轉的微波發射到下一個端口，也就是它會導致微波的偏振面從一個端口到下一個端口的不可逆旋轉)。TMA是雙TMA，由天線接口標準組織(AISG)協議或用于到達BTS?1端口的信號的任一其它這類標準控制。所有這些端口都典型地具有雷擊保護電路。TMA的控制部分在TX/RX切換電路、控制和同步上不同于FDD-TMA。如圖1中的例子所示，根據掩碼(spuriousmask)的需求，天線端口的帶通濾波器(BPF)是可選擇地使用的。在此公開了提高基站性能的TDD-TMA的改進了的技術及電路。

發明內容

總體來說，本發明提供在TDD-TMA中保護LNA免于遭受TX功率的用于TX/RX開關的一種創新的電路設計和技術。

因此，本發明的一方面是用于基站收發臺的TDD-TMA。所述放大器包括LNA和TX/RX切換電路，所述TX/RX切換電路包括：連向BTS端口的第一循環器；連向天線的第二循環器；位于所述第一和第二循環器之間的TX開關；以及位于所述第二循環器和所述LNA之間的RX支路保護開關，用于當所述放大器處于TX模式時保護所述LNA。