CN100517995C - 无线收发*** - Google Patents

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Abstract

一种无线收发***，用于补偿传输损失，其包括收发器、塔顶放大器及传输损失检测器。收发器用于以传送功率传送第一信号。塔顶放大器通过电缆连接于该收发器，用于从该收发器接收第二信号，并对第二信号进行放大，第二信号为第一信号经由电缆衰减后的信号。传输损失检测器连接于塔顶放大器，用于计算收发器与塔顶放大器之间的传输损失。塔顶放大器还用于补偿上述传输损失。所述无线收发***可精确补偿收发器与塔顶放大器之间的传输损失。

Description

无线收发***
【技术领域】
本发明涉及通信***，尤其涉及一种无线收发***。
【背景技术】
参阅图1，为传统无线收发***的示意图。传统的无线收发***包括收发器10、塔顶放大器(Tower Mounted Amplifier，TMA)20及天线30。天线30与塔顶放大器20位于室外，且塔顶放大器20连接于天线30，收发器10位于室内。室内的收发器10通过电缆(Cable)连接于室外的塔顶放大器20。故，在收发器10与塔顶放大器20之间存在传输损失，其包括电缆损失(Cable Loss)及连接损失(Connector Loss)。
由于收发器10与塔顶放大器20之间的传输损失在无线收发***安装完成之前不能精确测量，所以塔顶放大器20不能精确补偿传输损失，可能会导致塔顶放大器20的输出功率超出法定功率，也可能导致塔顶放大器20不能工作于线性区域，从而降低无线收发***的效能。
【发明内容】
有鉴于此，需要提供一种无线收发***，其可用于精确补偿无线收发***中的传输损失，提高无线收发***的效能。
一种无线收发***，用于补偿传输损失，其包括收发器、塔顶放大器及传输损失检测器。收发器用于以传送功率传送第一信号。塔顶放大器通过电缆连接于收发器，用于从收发器接收第二信号，并对第二信号进行放大，第二信号为第一信号经由电缆衰减后的信号。塔顶放大器包括第一可调增益放大器，用于对第二信号进行放大。传输损失检测器连接于塔顶放大器，用于计算收发器与塔顶放大器之间的传输损失。传输损失检测器包括第一射频功率检测器、微控制器及第一数字/模拟转换器。第一射频功率检测器用于检测第二信号强度。微控制器用于根据第二信号强度及收发器的传送功率计算收发器与塔顶放大器之间的传输损失。微控制器还储存有第一查询表，第一查询表包括第一可调增益放大器的控制信号与增益之间的对照关系。微控制器根据第一查询表及收发器与塔顶放大器之间的传输损失产生第一数字控制信号。第一数字/模拟转换器用于将第一数字控制信号转换为第一模拟控制信号。第一可调增益放大器根据所述第一模拟控制信号补偿收发器至塔顶放大器的传输损失。
上述无线收发***可通过传输损失检测器精确计算收发器与塔顶放大器之间的传输损失，再通过塔顶放大器精确补偿传输损失，从而提高无线收发***的效能。
【附图说明】
图1是传统无线收发***的示意图。
图2是本发明无线收发***一实施方式的模块图。
图3是本发明无线收发***另一实施方式的模块图。
【具体实施方式】
参阅图2，为本发明无线收发***(Wireless Transceiving System)一实施方式的模块图。在本实施方式中，无线收发***可精确补偿传输损失，其包括收发器(Transceiver)100、塔顶放大器(Tower Mounted Amplifier，TMA)200、天线(Antenna)300及传输损失检测器(Transport Loss Detector)400。天线300与塔顶放大器200位于室外，且塔顶放大器200连接于天线300，收发器100位于室内。室内的收发器100通过电缆(Cable)连接于室外的塔顶放大器200，故，在收发器100与塔顶放大器200之间存在传输损失。在本实施方式中，传输损失包括电缆线路损失(Cable Loss)及连接损失(Connector Loss)。在其它实施方式中，传输损失可能还包括其它损失。
天线300用于收发信号。收发器100用于以传送功率传送第一信号给塔顶放大器200。在收发器100与塔顶放大器200之间存在传输损失，第一信号经由电缆传送到塔顶放大器200时，衰减成为第二信号。故，收发器100的传送功率与第二信号强度之差即为收发器100与塔顶放大器200之间的传输损失。
塔顶放大器200用于从收发器100接收第二信号，并对第二信号进行放大，第二信号经由塔顶放大器200放大后成为第三信号，再通过天线300发射第三信号。传输损失检测器400连接于塔顶放大器200，用于计算收发器100与塔顶放大器200之间的传输损失，即用于计算收发器100的传送功率与第二信号强度之差。传输损失检测器400可包括于塔顶放大器200的成品中。塔顶放大器200还用于根据传输损失检测器400的计算结果，精确补偿收发器100与塔顶放大器200之间的传输损失。
塔顶放大器200包括传送放大模块210、第一双工器(Duplexer)220、接收放大模块230、第二双工器240及避雷器(Lightning Protection)250。第一双工器220连接于收发器100、传送放大模块210及接收放大模块230之间，用于将来自于收发器100的信号传送给传送放大模块210，及将来自于接收放大模块230的信号传送给收发器100。第二双工器240连接于传送放大模块210、接收放大模块230及避雷器250之间，用于将来自于传送放大模块210的信号经由避雷器250传送给天线300，及将来自于天线300的信号经由避雷器250传送给接收放大模块230。避雷器250连接于天线300与第二双工器240之间，用于保护塔顶放大器200，以避免雷击。
传送放大模块210连接于第一双工器220与第二双工器240之间，用于将第二信号放大成为第三信号，并通过天线300发射第三信号。在本实施方式中，传送放大模块210包括可调增益放大器(Variable GainAmplifier)211及固定增益放大器(Fixed Gain Amplifier)212。
在其它实施方式中，传送放大模块210可根据需要而省略所包括的放大器，亦可根据需要而包括其它滤波器、其它可调增益放大器及其它固定增益放大器。
可调增益放大器211连接于第一双工器220，用于对第二信号进行放大。固定增益放大器212连接于可调增益放大器211与第二双工器240之间，用于对来自于可调增益放大器211的信号进行放大。
接收放大模块230连接于第一双工器220与第二双工器240之间，用于对来自于天线300的信号进行放大，并将所放大的信号经由电缆传送给收发器100。在本实施方式中，接收放大模块230包括滤波器(Filter)231、低噪声放大器(Low Noise Amplifier)232、可调增益放大器233及固定增益放大器234。
在其它实施方式中，接收放大模块230可根据需要而省略所包括的放大器或滤波器，亦可根据需要而包括其它滤波器、其它可调增益放大器及其它固定增益放大器。
滤波器231连接于第二双工器240，用于对来自于天线300的信号进行滤波，而得到有用的信号。低噪声放大器232连接于滤波器231，用于对来自于滤波器231的信号进行放大。可调增益放大器233连接于低噪声放大器232，用于对来自于低噪声放大器232的信号进行放大。固定增益放大器234连接于可调增益放大器233与第一双工器220之间，用于对来自于可调增益放大器233的信号进行放大。
在本实施方式中，无线收发***更包括耦合器500，耦合于第一双工器220与传送放大模块210之间，并连接于传输损失检测器400，用于将第二信号耦合到传输损失检测器400。在本实施方式中，耦合器500为方向耦合器。在其它实施方式中，耦合器500亦可为其它耦合器。
传输损失检测器400通过耦合器500连接于塔顶放大器200，用于计算收发器100与塔顶放大器200之间的传输损失，并将所计算的传输损失传送给塔顶放大器200。在本实施方式中，传输损失检测器400包括射频功率检测器(Radio Frequency Power Detector)410、模拟/数字转换器(Analog/Digital Converter，A/D)420、微控制器(Micro Controller)430及两个数字/模拟转换器(Digital/Analog Converter，D/A)440、450。
在本实施方式中，微控制器430需知道第二信号强度，则需将第二信号强度表征为第一模拟信号，再将第一模拟信号转换为第一数字信号，然后，微控制器430根据第一数字信号即可得知第二信号强度。
射频功率检测器410连接于耦合器500，用于检测第二信号强度，并将第二信号强度表征为第一模拟信号。在本实施方式中，第一模拟信号为电压信号。在其它实施方式中，第一模拟信号亦可为电流信号。
模拟/数字转换器420连接于射频功率检测器410，用于将第一模拟信号转换为第一数字信号。
微控制器430用于根据第二信号强度及收发器100的传送功率计算收发器100与塔顶放大器200之间的传输损失。在本实施方式中，微控制器430连接于模拟/数字转换器420，用于根据第一数字信号及收发器100的传送功率计算收发器100与塔顶放大器200之间的传输损失。
在本实施方式中，收发器100的传送功率已知，微控制器430根据收发器100的属性，如收发器100的型号，可得知收发器100的传送功率。
在其它实施方式中，若收发器100的传送功率未知，则在无线收发***安装前，传输损失检测器400可通过一根已知传输损失的电缆连接于收发器100。收发器100以其传送功率传送第四信号到传输损失检测器400。传输损失检测器400从收发器100接收第五信号，第五信号为第四信号经由电缆衰减后的信号，故，收发器100的传送功率为第五信号强度与电缆的已知传输损失之和。微控制器430可通过射频功率检测器410与模拟/数字转换器420测得第五信号强度，再计算第五信号强度与已知传输损失之和，即计算收发器100的传送功率。从而，微控制器430可得知收发器100的传送功率。
在本实施方式中，微控制器430根据第一数字信号可知第二信号强度，又由于收发器100的传送功率与第二信号强度之差为收发器100与塔顶放大器200之间的传输损失。从而，微控制器430可根据第一数字信号及收发器100的传送功率计算出收发器100与塔顶放大器200之间的传输损失。微控制器430还储存有第一查询表432及第二查询表433。
第一查询表432包括可调增益放大器211的控制信号与增益之间的对照关系。微控制器430还用于根据第一查询表432及收发器100与放大器200之间的传输损失产生第一数字控制信号。举例而言，如果可调增益放大器211的控制信号与增益之间的对照关系为：控制电压(即控制信号)0-10V线性对应增益0-10dB，若收发器100与放大器200之间的传输损失为6dB，为了使可调增益放大器211补偿6dB的传输损失，则第一数字控制信号应为6V电压信号。
第二查询表433包括可调增益放大器233的控制信号与增益之间的对照关系。微控制器430还用于根据第二查询表433及收发器100与放大器200之间的传输损失产生第二数字控制信号。为了使可调增益放大器233能够在塔顶放大器200接收信号时，对所接收的信号预补偿塔顶放大器200至收发器100的传输损失，微控制器430需要一直提供第二数字控制信号。
数字/模拟转换器440用于将第一数字控制信号转换为第一模拟控制信号。在本实施方式中，第一模拟控制信号为电压信号。在其它实施方式中，第一模拟控制信号亦可为电流信号。
数字/模拟转换器450用于将第二数字控制信号转换为第二模拟控制信号。在本实施方式中，第二模拟控制信号为电压信号。在其它实施方式中，第二模拟控制信号亦可为电流信号。
塔顶放大器200还用于根据第一模拟控制信号补偿收发器100至塔顶放大器200的传输损失，及根据第二模拟控制信号预补偿塔顶放大器200至收发器100的传输损失。在本实施方式中，当无线收发***发送信号时，可调增益放大器211还用于根据第一模拟控制信号补偿收发器100至塔顶放大器200的传输损失。在上述举例中，可调增益放大器200根据6V电压信号补偿6dB的传输损失。当无线收发***接收信号时，可调增益放大器233还用于根据第二模拟控制信号预补偿塔顶放大器200至收发器100的传输损失。
参阅图3，为本发明无线收发***另一实施方式的模块图。本实施方式中的无线收发***与图2中的无线收发***相似。惟，本实施方式中的塔顶放大器200’更包括射频功率检测器600，传输损失检测器400’更包括开关460。本实施方式的其它模块与图2的实施方式相同，因此省略说明。
在本实施方式中，无线收发***还可通过传输损失检测器400’监控塔顶放大器200’的输出功率。在无线收发***初始安装阶段，传输损失检测器400’用于计算收发器100与塔顶放大器200’之间的传输损失，其它时间则可以用于监控塔顶放大器200’的输出功率。传输损失可能会由于一些非常状况(例如，台风)或时间太久而发生变化，故，当非常装状况发生后或需要定期检测时，传输损失检测器400’再次用于计算收发器100与塔顶放大器200’之间的传输损失，计算完成后，则继续用于监控塔顶放大器200’的输出功率。
开关460连接于模拟/数字转换器420、射频功率检测器410及射频功率检测器600之间，其受微控制器430控制，用于连接射频功率检测器410与模拟/数字转换器420，或连接射频功率检测器600与模拟/数字转换器420。当开关460连接射频功率检测器410与模拟/数字转换器420时，传输损失检测器400’用于计算收发器100与塔顶放大器200’之间的传输损失。当开关460连接射频功率检测器600与模拟/数字转换器420时，传输损失检测器400’用于监控塔顶放大器200’的输出功率。故，微控制器430可根据需要而使传输损失检测器400’用于计算收发器100与塔顶放大器200’之间的传输损失，或用于监控塔顶放大器200’的输出功率。
在本实施方式中，第二信号经由传送放大器210放大后成为第三信号。第三信号强度等于塔顶放大器200’的输出功率。微控制器430需知道塔顶放大器200’的输出功率，则需将第三信号强度表征为第二模拟信号，再将第二模拟信号转换为第二数字信号，然后，微控制器430根据第二数字信号即可得知塔顶放大器200’的输出功率。
射频功率检测器600连接于传送放大模块210与第二双工器240之间，用于检测第三信号强度，并将第三信号强度表征为第二模拟信号。在本实施方式中，第二模拟信号为电压信号。在其它实施方式中，第二模拟信号亦可为电流信号。
模拟/数字转换器420还用于将第二模拟信号转换为第二数字信号。
微控制器430还用于根据法定功率与第二数字信号监控塔顶放大器200’的输出功率，即监控传送放大模块210的输出功率。法定功率为协定或标准规定的塔顶放大器200’不能超过的输出功率，例如802.11a/b/g等规定的塔顶放大器200’不能超过的输出功率。在本实施方式中，微控制器430根据第二数字信号可知塔顶放大器200’的输出功率。然后，微控制器430比较法定功率与塔顶放大器200’的输出功率。如果塔顶放大器200’的输出功率超过法定功率，则微控制器430根据法定功率、第二数字信号及第一查询表432产生第三数字控制信号，以使塔顶放大器200’调整其增益。举例而言，若塔顶放大器的输出功率超过法定功率2dB，则为了使塔顶放大器200的输出功率不超过法定功率，需使可调增益放大器211的增益降低2dB。若此时可调增益放大器211的增益为6dB，则为了使可调增益放大器211的增益降低2dB，需使可调增益放大器211的增益为4dB。若可调增益放大器211的控制信号与增益之间的对照关系为：控制电压(即控制信号)0-10V线性对应增益0-10dB，则第三数字信号应为4V电压信号。
数字/模拟转换器440还用于将第三数字控制信号转换为第三模拟控制信号。在本实施方式中，第三模拟控制信号为电压信号。在其它实施方式中，第三模拟控制信号亦可为电流信号。
塔顶放大器200’还用于根据第三模拟控制信号调整其增益，以使塔顶放大器200’的输出功率不超过法定功率。在上述举例中，可调增益放大器211根据第三模拟控制信号降低其增益。从而，使塔顶放大器200’的输出功率不超出法定功率，进而达到监控塔顶放大器200’的输出功率的目的。
本发明实施方式的无线收发***可通过传输损失检测器400’精确计算收发器100与塔顶放大器200’之间的传输损失，再通过塔顶放大器200’精确补偿传输损失，从而提高无线收发***的效能。
此外，本发明实施方式的无线收发***还可通过传输损失检测器400’监控塔顶放大器200’的输出功率，从而进一步提高无线收发***的效能。

Claims (18)

1.一种无线收发***，用于补偿传输损失，其特征在于所述无线收发***包括：
收发器，用于以其传送功率传送第一信号；
塔顶放大器，通过电缆连接于所述收发器，用于从所述收发器接收第二信号，并对所述第二信号进行放大，所述第二信号为所述第一信号经由所述电缆衰减后的信号，所述塔顶放大器包括第一可调增益放大器，用于对所述第二信号进行放大；及
传输损失检测器，连接于所述塔顶放大器，用于计算所述收发器与所述塔顶放大器之间的传输损失，所述传输损失检测器包括：
第一射频功率检测器，用于检测所述第二信号强度；
微控制器，用于根据所述第二信号强度及所述收发器的传送功率计算所述收发器与所述塔顶放大器之间的传输损失，所述微控制器还储存有第一查询表，所述第一查询表包括所述第一可调增益放大器的控制信号与增益之间的对照关系，所述微控制器根据所述第一查询表及所述收发器与所述塔顶放大器之间的传输损失产生第一数字控制信号；及
第一数字/模拟转换器，用于将所述第一数字控制信号转换为第一模拟控制信号；
其中，所述第一可调增益放大器根据所述第一模拟控制信号补偿所述收发器至所述塔顶放大器的传输损失。
2.如权利要求1所述的无线收发***，其特征在于：所述第一射频功率检测器还用于将所述第二信号强度表征为第一模拟信号；所述传输损失检测器更包括模拟/数字转换器，用于将所述第一模拟信号转换为第一数字信号；所述微控制器根据所述第一数字信号及所述收发器的传送功率计算所述收发器与所述塔顶放大器之间的传输损失。
3.如权利要求1所述的无线收发***，其特征在于更包括耦合器，耦合于所述塔顶放大器，并连接于所述第一射频功率检测器，用于将所述第二信号耦合到所述第一射频功率检测器。
4.如权利要求1所述的无线收发***，其特征在于更包括天线，用于收发信号。
5.如权利要求4所述的无线收发***，其特征在于：所述塔顶放大器包括传送放大模块，用于对所述第二信号进行放大，并将放大后的第二信号经由所述天线发射出去。
6.如权利要求5所述的无线收发***，其特征在于：所述第一可调增益放大器设置于所述传送放大模块。
7.如权利要求5所述的无线收发***，其特征在于：所述塔顶放大器更包括接收放大模块，用于对来自于所述天线的信号进行放大，并将所放大的信号经由所述电缆传送到所述收发器。
8.如权利要求7所述的无线收发***，其特征在于：所述接收放大模块包括第二可调增益放大器，用于对来自于所述天线的信号进行放大。
9.如权利要求8所述的无线收发***，其特征在于：所述微控制器还储存有第二查询表，其包括所述第二可调增益放大器的控制信号与增益之间的对照关系；所述微控制器根据所述第二查询表及所述收发器与所述塔顶放大器之间的传输损失产生第二数字控制信号。
10.如权利要求9所述的无线收发***，其特征在于：所述传输损失检测器更包括第二数字/模拟转换器，用于将所述第二数字控制信号转换为第二模拟控制信号；所述第二可调增益放大器根据所述第二模拟控制信号预补偿所述塔顶放大器至所述收发器的传输损失。
11.如权利要求7所述的无线收发***，其特征在于：所述塔顶放大器包括第一双工器，连接于所述收发器、所述传送放大模块及所述接收放大模块之间，用于将来自于所述收发器的信号传送给所述传送放大模块，及将来自于所述接收放大模块的信号传送给所述收发器。
12.如权利要求11所述的无线收发***，其特征在于更包括耦合器，耦合于所述第一双工器与所述传送放大模块之间，并连接于所述第一射频功率检测器，用于将所述第二信号耦合到所述第一射频功率检测器。
13.如权利要求11所述的无线收发***，其特征在于：所述塔顶放大器更包括第二双工器，连接于所述传送放大模块、所述天线及所述接收放大模块之间，用于将来自于所述传送放大模块的信号传送给所述天线，及将来自于所述天线的信号传送给所述接收放大模块。
14.如权利要求2所述的无线收发***，其特征在于：所述塔顶放大器更包括第二射频功率检测器，用于检测第三信号强度，并将所述第三信号强度表征为第二模拟信号，所述第三信号为所述第二信号经由所述塔顶放大器放大后的信号。
15.如权利要求14所述的无线收发***，其特征在于：所述传输损失检测器更包括开关，其受所述微控制器控制，用于连接所述第一射频功率检测器与所述模拟/数字转换器，或连接所述第二射频功率检测器与所述模拟/数字转换器。
16.如权利要求15所述的无线收发***，其特征在于：所述模拟/数字转换器还用于将所述第二模拟信号转换为第二数字信号；所述微控制器根据法定功率与所述第二数字信号监控所述塔顶放大器的输出功率。
17.如权利要求16所述的无线收发***，其特征在于：所述微控制器根据所述法定功率、所述第二数字信号与所述第一查询表产生第三数字控制信号。
18.如权利要求17所述的无线收发***，其特征在于：所述第一数字/模拟转换器还用于将所述第三数字控制信号转换为第三模拟控制信号；所述第一可调增益放大器根据所述第三模拟控制信号调整其增益。
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