CN103650600A - 射频拉远单元和相关设备 - Google Patents

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Abstract

一种射频拉远单元和相关设备。其中，一种射频拉远单元，可包括：功率变换电路、低频控制电路、储能电路、隔离变换电路和功放管；其中，功率变换电路用于将射频拉远单元的供电电源输入的电压进行升压之后输出；隔离变换电路，用于将功率变换电路输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给功放管；储能电路的输出端与隔离变换电路的输入端并联；其中，与功率变换电路连接的低频控制电路，用于将功率变换电路的输入电流的波动幅度控制在预定范围。本发明实施例提供的技术方案有利于降低RRU的拉远电源线的选材成本和电源线拉远距离的限制。

Description

射频拉远单元和相关设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及射频拉远单元和相关设备。
背景技术
在无线通信产品中，在时分双工（TDD，Time Division Duplexing）发射制式下，若为其供电的是直流电源，那么电源负载电流可能呈现出一个几百赫兹或者更低的频率的类似方波的电流波形。而这几百赫兹或更低频率的方波负载波形会在设备的供电输入端口完全呈现出来，表现为方波电流。由于与设备输入端口连接的拉远电源线的阻抗较大，会有一个对应频率的方波电压反应在模块的输入端口。
例如射频拉远单元（RRU，Remote Radio Unit）内部的供电电压是有一定输入范围，一般为36到60V，当低于36V时RRU就无法正常工作，所以在实际安装的过程中，只要电源输出电压经过电缆的压降以后，到RRU端口的电压不低于36V就可以。线缆的压降是和经过线缆的电流和线缆阻抗成正比的，而线缆的阻抗与线缆的直径和长度是有直接关系的，正常情况下，长度越长、线径越细，阻抗就越大。
现有技术在线缆设计的时候，通常按照电流的最大值进行设计电源线缆的最长的拉远距离。相对于平均电流（最大电流值和最小电流值的平均：经过低频滤波以后）的线缆的直径会大很多，线缆相应的成本也会大幅上升。
发明内容
本发明实施例提供射频拉远单元和相关设备，以期降低RRU的拉远电源线的选材成本和电源线拉远距离的限制。
本发明第一方面提供一种射频拉远单元，可包括：
功率变换电路、低频控制电路、储能电路、隔离变换电路和功放管；
其中，所述功率变换电路用于将所述射频拉远单元的供电电源输入的电压进行升压之后输出；
所述隔离变换电路，用于将所述功率变换电路输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给所述功放管；
所述储能电路与所述隔离变换电路并联；
其中，与所述功率变换电路连接的所述低频控制电路，用于将所述功率变换电路的输入电流的波动幅度控制在预定范围。
结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，
所述功率变换电路包括：二极管、第一电感和开关管；
其中，所述二极管的正极通过所述第一电感与所述射频拉远单元的正输入端连接，所述二极管的正极还与所述开关管的漏极连接，所述开关管的源极与所述射频拉远单元的负输入端连接，所述开关管的栅极与所述低频控制电路的输出端连接。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，
所述储能电路包括电容，其中，所述电容连接于所述二极管的负极和所述开关管的源极之间。
结合第一方面的第一种可能的实施方式或第一方面的第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，
所述低频控制电路包括：第二电感、第一放大器、第二放大器、第一比较器和乘法器；
其中，所述第二电感用于从所述射频拉远单元的供电电源的负输出端感应出电流，其中，所述第二电感的两端分别与所述第一放大器的两个输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一比较器的第一反向输入端连接；所述第二放大器的正输入端与第一参考电压输出端连接，所述第二放大器的负输入端与所述二极管的阴极连接；所述第二放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端连接，所述乘法器的第二输入端与恒定直流电压输出端连接，所述乘法器的输出端与第一比较器的第二反向输入端连接，所述第一比较器的同向输入端与第二参考电压输出端连接。
结合第一方面的第一种可能的实施方式或第一方面的第二种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，
所述低频控制电路包括：第三电阻、第一放大器、第二放大器、第一比较器和乘法器；
其中，所述射频拉远单元的负输入端通过所述第三电阻，与所述开关管的源极连接，所述第三电阻的两端分别与所述第一放大器的两个输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一比较器的第一反向输入端连接；所述第二放大器的正输入端与第一参考电压输出端连接，所述第二放大器的负输入端与所述二极管的阴极连接；所述第二放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端连接，所述乘法器的第二输入端与恒定直流电压输出端连接，所述乘法器的输出端与第一比较器的第二反向输入端连接，所述第一比较器的同向输入端与第二参考电压输出端连接。
结合第一方面的第三种可能的实施方式或者第一方面的第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述低频控制电路还包括分压电路，其中，所述第二放大器的负输入端，通过所述分压电路与所述二极管的阴极连接。
结合第一方面的第五种可能的实施方式或者第一方面的第四种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，
所述分压电路包括第四电阻和第五电阻，其中，所述第二放大器的负输入端通过所述第四电阻与所述二极管的阴极连接，所述第二放大器的负输入端还通过所述第五电阻接地。
本发明第二方面提供一种基站，可包括：
基带单元和射频拉远单元；
其中，所述射频拉远单元，可包括：
功率变换电路、低频控制电路、储能电路、隔离变换电路和功放管；
其中，所述功率变换电路用于将所述射频拉远单元的供电电源输入的电压进行升压之后输出；
所述隔离变换电路，用于将所述功率变换电路输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给所述功放管；
所述储能电路与所述隔离变换电路并联；
其中，与所述功率变换电路连接的所述低频控制电路，用于将所述功率变换电路的输入电流的波动幅度控制在预定范围。
结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，
所述功率变换电路包括：二极管、第一电感和开关管；
其中，所述二极管的正极通过所述第一电感与所述射频拉远单元的正输入端连接，所述二极管的正极还与所述开关管的漏极连接，所述开关管的源极与所述射频拉远单元的负输入端连接，所述开关管的栅极与所述低频控制电路的输出端连接。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，
所述储能电路包括电容，其中，所述电容连接于所述二极管的负极和所述开关管的源极之间。
结合第二方面的第一种可能的实施方式或第二方面的第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，
所述低频控制电路包括：第二电感、第一放大器、第二放大器、第一比较器和乘法器；
其中，所述第二电感用于从所述射频拉远单元的供电电源的负输出端感应出电流，其中，所述第二电感的两端分别与所述第一放大器的两个输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一比较器的第一反向输入端连接；所述第二放大器的正输入端与第一参考电压输出端连接，所述第二放大器的负输入端与所述二极管的阴极连接；所述第二放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端连接，所述乘法器的第二输入端与恒定直流电压输出端连接，所述乘法器的输出端与第一比较器的第二反向输入端连接，所述第一比较器的同向输入端与第二参考电压输出端连接。
结合第二方面的第一种可能的实施方式或第二方面的第二种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，
所述低频控制电路包括：第三电阻、第一放大器、第二放大器、第一比较器和乘法器；
其中，所述射频拉远单元的负输入端通过所述第三电阻，与所述开关管的源极连接，所述第三电阻的两端分别与所述第一放大器的两个输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一比较器的第一反向输入端连接；所述第二放大器的正输入端与第一参考电压输出端连接，所述第二放大器的负输入端与所述二极管的阴极连接；所述第二放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端连接，所述乘法器的第二输入端与恒定直流电压输出端连接，所述乘法器的输出端与第一比较器的第二反向输入端连接，所述第一比较器的同向输入端与第二参考电压输出端连接。
结合第二方面的第三种可能的实施方式或者第二方面的第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述低频控制电路还包括分压电路，其中，所述第二放大器的负输入端，通过所述分压电路与所述二极管的阴极连接。
结合第二方面的第五种可能的实施方式或者第二方面的第四种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，
所述分压电路包括第四电阻和第五电阻，其中，所述第二放大器的负输入端通过所述第四电阻与所述二极管的阴极连接，所述第二放大器的负输入端还通过所述第五电阻接地。
本发明第三方面提供一种无线收发设备，可包括：射频拉远单元和用于为所述射频拉远单元供电的供电电源，其中，所述射频拉远单元，可包括：
功率变换电路、低频控制电路、储能电路、隔离变换电路和功放管；
其中，所述功率变换电路用于将所述射频拉远单元的供电电源输入的电压进行升压之后输出；
所述隔离变换电路，用于将所述功率变换电路输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给所述功放管；
所述储能电路的输出端与所述隔离变换电路的输入端并联；
其中，与所述功率变换电路连接的所述低频控制电路，用于将所述功率变换电路的输入电流的波动幅度控制在预定范围。
结合第三方面，在第一种可能的实施方式中，
所述功率变换电路包括：二极管、第一电感和开关管；
其中，所述二极管的正极通过所述第一电感与所述射频拉远单元的正输入端连接，所述二极管的正极还与所述开关管的漏极连接，所述开关管的源极与所述射频拉远单元的负输入端连接，所述开关管的栅极与所述低频控制电路的输出端连接。
结合第三方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，
所述储能电路包括电容，其中，所述电容连接于所述二极管的负极和所述开关管的源极之间。
结合第三方面的第一种可能的实施方式或第三方面的第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，
所述低频控制电路包括：第二电感、第一放大器、第二放大器、第一比较器和乘法器；
其中，所述第二电感用于从所述射频拉远单元的供电电源的负输出端感应出电流，其中，所述第二电感的两端分别与所述第一放大器的两个输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一比较器的第一反向输入端连接；所述第二放大器的正输入端与第一参考电压输出端连接，所述第二放大器的负输入端与所述二极管的阴极连接；所述第二放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端连接，所述乘法器的第二输入端与恒定直流电压输出端连接，所述乘法器的输出端与第一比较器的第二反向输入端连接，所述第一比较器的同向输入端与第二参考电压输出端连接。
结合第三方面的第一种可能的实施方式或第三方面的第二种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，
所述低频控制电路包括：第三电阻、第一放大器、第二放大器、第一比较器和乘法器；
其中，所述射频拉远单元的负输入端通过所述第三电阻，与所述开关管的源极连接，所述第三电阻的两端分别与所述第一放大器的两个输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一比较器的第一反向输入端连接；所述第二放大器的正输入端与第一参考电压输出端连接，所述第二放大器的负输入端与所述二极管的阴极连接；所述第二放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端连接，所述乘法器的第二输入端与恒定直流电压输出端连接，所述乘法器的输出端与第一比较器的第二反向输入端连接，所述第一比较器的同向输入端与第二参考电压输出端连接。
结合第三方面的第三种可能的实施方式或者第三方面的第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述低频控制电路还包括分压电路，其中，所述第二放大器的负输入端，通过所述分压电路与所述二极管的阴极连接。
结合第三方面的第五种可能的实施方式或者第三方面的第四种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，
所述分压电路包括第四电阻和第五电阻，其中，所述第二放大器的负输入端通过所述第四电阻与所述二极管的阴极连接，所述第二放大器的负输入端还通过所述第五电阻接地。
由上可见，本发明实施例的RRU包括功率变换电路、低频控制电路、隔离变换电路、储能电路和功放管；其中，功率变换电路用于将RRU的供电电源输入的电压进行升压之后输出；隔离变换电路，用于将功率变换电路输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给功放管；储能电路与隔离变换电路的输入端并联；低频控制电路用于将功率变换电路的输入电流的波动幅度控制在预定范围。通过在RRU中引入上述低频控制电路和储能电路等，有利于平滑RRU的输入电流，对于连接RRU和供电电源的两条供电线足够长的场景，即供电电源为RRU提供远端供电，而平滑RRU的输入电流（即RRU的输入电流的波动幅度较小）就有利于实现RRU提供远端供电的电源线线径选用相对更小的、拉远距离也可以相对更长，线径和拉远距离可基本不受RRU输入电压和负载（即功率管）功率变化的影响；并且，在RRU的负载电流或功率有较大波动的场景，通过平滑RRU的输入电流也有利于减少设备之间的相互影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种提供射频拉远单元的示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种提供射频拉远单元的示意图；
图3是本发明实施例提供的另一种提供射频拉远单元的示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种提供射频拉远单元的示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种提供射频拉远单元的示意图；
图6是本发明实施例提供的一种提供射频拉远单元的输入电流和输入电压的关系示意图；
图7是本发明实施例提供的一种提供射频拉远单元中功放管的输入电流波形示意图；
图8是本发明实施例提供的一种基站的示意图；
图9是本发明实施例提供的另一种基站的示意图；
图10是本发明实施例提供的一种无线收发设备的示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供射频拉远单元和相关设备，以期降低RRU的拉远电源线的选材成本和电源线拉远距离的限制。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。
参见图1，本发明实施例提供一种射频拉远单元100，其中，射频拉远单元100工作于TDD模式下，射频拉远单元100可包括：功率变换电路110、低频控制电路130、储能电路120、隔离变换电路140和功放管150。
其中，功率变换电路110，用于将射频拉远单元100的供电电源200向所述功率变换电路110输入的电压进行升压之后输出。其中，若相对于射频拉远单元100，供电电源200置于远端，则此时供电电源200也可称之为供电电源。其中，图1中的第一电阻R1和第二电阻R2为连接射频拉远单元100和供电电源200的两条供电线的等效阻抗。可以理解，当连接射频拉远单元100和供电电源200的两条供电线足够长时，其等效阻抗也会足够大，此时该等效阻抗通常不忽略处理。
隔离变换电路140，用于将功率变换电路110输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给功放管150。
储能电路120与隔离变换电路140并联。
其中，与功率变换电路110连接的低频控制电路130，用于将功率变换电路110的输入电流的波动幅度控制在预定范围。
参见图2～图5，在本发明的一些实施例中，功率变换电路110可包括：
二极管D1、第一电感L1和开关管Q1。
其中，二极管D1的正极通过第一电感L1与射频拉远单元100的正输入端连接（由于射频拉远单元100的正输入端与供电电源200的正输出端连接，因此相当于二极管D1的正极通过第一电感L1与供电电源200的正输出端连接），二极管D1的正极还与开关管Q1的漏极D连接，开关管Q1的源极S与射频拉远单元100的负输入端连接（由于射频拉远单元100的负输入端与供电电源200的负输出端连接，因此相当于开关管Q1的源极S与供电电源200的负输出端连接），开关管Q1的栅极G与上述低频控制电路的输出端连接。
参见图2～图5，在本发明一些实施例中，储能电路120包括电容C1，其中电容C1连接于二极管D1的负极和开关管Q1的源极S之间。
参见图2，在本发明一些实施例中，低频控制电路130可包括：
第二电感L2、第一放大器134、第二放大器132、第一比较器133和乘法器131。
其中，第二电感L2用于从射频拉远单元100的供电电源200的负输出端感应出电流，第二电感L2的两端分别与第一放大器134的两个输入端连接，第一放大器134的输出端与第一比较器133的第一反向输入端连接；第二放大器132的正输入端与第一参考电压输出端Vref（其中，第一参考电压输出端输出第一参考电电压）连接，第二放大器132的负输入端与功率变换电路110中的二极管D1的阴极连接；其中，第二放大器132的输出端与乘法器131的第一输入端连接，乘法器131的第二输入端与恒定直流电压输出端135（其中，恒定直流电压输出端135输出恒定直流电压）连接，乘法器131的输出端与第一比较器133的第二反向输入端连接，第一比较器133的同向输入端与第二参考电压输出端136连接。
参见图3，在本发明一些实施例中，低频控制电路130可包括：
第三电阻R3、第一放大器134、第二放大器132、第一比较器133和乘法器131。
其中，射频拉远单元100的负输入端，通过第三电阻R3与开关管Q1的源极S连接，第三电阻R3的两端分别与第一放大器133的两个输入端连接，第一放大器134的输出端与第一比较器133的第一反向输入端连接；第二放大器132的正输入端与第一参考电压输出端Vref（其中，第一参考电压输出端Vref输出的电压为第一参考电压，第一参考电压可为恒定电压，第一参考电压用于与第二放大器132的负输入端比较）连接，第二放大器132的负输入端与二极管D1的阴极连接；其中，第二放大器132的输出端与乘法器131的第一输入端连接，乘法器131的第二输入端与恒定直流电压输出端135（恒定直流电压输出端135输出恒定直流电压）连接，乘法器131的输出端与第一比较器133的第二反向输入端连接，第一比较器133的同向输入端与第二参考电压输出端136连接（其中第二参考电压输出端136输出的电压为第二参考电压，第二参考电压可为恒定电压，第二参考电压用于分别与第一比较器133的第一反向输入端电压和第二反向输入端比较）。
参见图4，在本发明一些实施例中，低频控制电路130还可进一步包括：
分压电路137，其中，第二放大器132的负输入端，通过分压电路137与二极管D1的阴极连接。其中，引入分压电路分压电路137，可避免因为功率变换电路110的输出电压VO过高，而可能影响电路工作安全的问题。
参见图5，在本发明一些实施例中，图4所示的分压电路137例如可具体包括：
第四电阻R4和第五电阻R5，其中，第二放大器132的负输入端通过第四电阻R4与二极管D1的阴极连接，第二放大器132的负输入端还通过第五电阻R5接地。可以理解，图5所示结构的分压电路结构简单，成本低廉，且工作状态非常稳定。
可以理解的是，图4和图5所示的本发明的一些实施例中，是以图3所示的低频控制电路130结构进行说明，本发明的一些实施例也可以是在图2所示的低频控制电路130的结构中增加分压电路137，其连接方式类似，在此不再赘述。
可以理解的是，图2～图5中所示的开关管Q1亦可替换为与之功能类似的晶体三极管，而替换的晶体三极管的各端口与其它器件的连接方式，与开关管Q1类似，此处不再详述。
在输入电源线拉远的场景下，RRU的供电电源和RRU之间是的电源线是比较长的（可能长达几十甚至几百米），因此，拉远的电源线的阻抗是需要考虑的问题，假设，R1和R2为拉远的电源线的等效阻抗，Vs表示RRU的供电电源的输出电压（Vs恒定）、Vin表示RRU的输入端电压、Iin表示RRU的输入端电流，则Vs和Vin之间的关系可如下公式所示：
Vin=Vs-Iin×（R1+R2）。
因此，Vin将随着Iin的增大而减小，其变化关系可如图6所示。
如图6所示，由于当RRU的输入端电流Iin周期性变化时，RRU的输入端电压Vin也将周期性变化，因此若放任RRU输入端电流Iin周期性大幅变化，则会导致RRU的输入端电压Vin的变化范围很宽（当然需保证最低电压不低于RRU最低输入电压要求），势必会带来电源线的成本较高和RRU内部器件选型难度提高等问题。因此，本发明实施例的技术方案中，在RRU中引入储能电路150和低频控制电路130，将输入电流的波动幅度控制在预定范围，力求控制输入电流跟随恒定电压以保持平稳恒定。
本发明实施例提供的图1～图5所示的电路，可针对性的解决RRU在TDD制式下为其供电的电源线拉远问题；为RRU提供远端供电的电源线线径可选用相对更小的、拉远距离也可以相对更长，线径和拉远距离可基本不受RRU输入电压和负载（即功率管）功率变化的影响。在RRU的负载电流或功率有较大波动的场景，通过平滑RRU的输入电流（如功率变换电路110的输出电流），有利于减少设备之间的相互影响。并且，图2～图5举例给出了几种成本低廉、性能稳定可靠、运行安全的电路结构，有利于更好的实施和推广RRU产品。
下面简单介绍一下电路的工作原理。
低频控制电路130检测功率变换电路110的输入电流Iin。图3～图5所示中低频控制电路130利用第三电阻R3检测功率变换电路110的输入电流Iin，流经第三电阻R3上的电流Iin等于第三电阻R3两端电压除以第三电阻R3的阻值，因此可利用第三电阻R3可获得与输入电流Iin存在比例关系的电压，其中，图3～图5中功率变换电路110的输入电流Iin流经第三电阻R3，因此，第三电阻R3两端的电压VR3=Iin*R3，Iin=VR3/R3。图2中低频控制电路130利用第二电感L2能够得到与功率变换电路110的输入电流Iin存在比例关系的电压，其中，图2中第二电感L2以互感方式感应出功率变换电路110的输入电流Iin，第二电感L2两端的电压VL2与功率变换电路110的输入电流Iin也存在比例关系。
低频控制电路130中利用乘法器131将恒定直流电压Vh（图2～图5中恒定直流电压输出端135输出恒定直流电压Vh）乘以A得到结果B2（即乘法器131的输出电压为B2），其中，A为第二放大器132的输出，其中，图2和图3所示的低频控制电路130中没有分压电路，因此A=Vref-VO。图4和图5所示的低频控制电路130中还包括分压电路，因此A=Vref-VO*1/H，其中，VO为功率变换电路110的输出电压，1/H为分压电路137的分压比例，若H等于1则表示未引入分压电路137（未未引入分压电路137的场景可如图2和图3所示）。
假设第一放大器的输出电压为B1，乘法器131的输出电压为B2，当电压B1大于电压B2时，第一比较器133输出低电平，此时开关管Q1关断，在开关管Q1关断时功率变换电路110的输出电流Io变小；当电压B1小于电压B2时，第一比较器133输出高电平，此时开关管Q1导通，在开关管Q1关断时功率变换电路110的输出电流Io变大，最终可将功率变换电路110的输入电流Iin的波动幅度控制在预定范围内。
其中，RRU中功放管150的供电电流I_load需为方波电流（I_load例如可为周期为10ms左右的方波电流），这由TDD制式所决定，本发明实施例的方案的目的之一就是要使功率变换电路110的输出电流Io平滑，进而使得反应在功率变换电路110的输入电流Iin为一个基本平滑的直流电流Iin，进而使得在设计供电线是可按照基本平滑的直流电流Iin来设计供电线的线径，以期待获得较低的产品成本。
假设，功放管150的供电电流I_load的波形如图7所示。
在T1时间内，储能电容C1开始充电储能（假设储能电容C1此时的充电电流为I_ch），此时Io=I_ch+I_load；在T2时间内，储能电容C1开始放电（假设储能电容C1此时的放电电流为I_ch），此时Io=I_load-I_ch。功放管150体现出动态负载的特性，当I_load处于大电流期间，储能电容C1和功率变换电路110共同为功率管150提供能量；在I_load处于电流期间，功率变换电路110除为功率管150提供能量，还为储能电容C充电（此时储能电容C1起储能作用）。由于储能电容C1存在循环的充放电过程，因此，功率变换电路110的输出电流就能相对平滑，进而实现低频平滑滤波效果，低频控制电路130控制开关管Q1导通或关断，有利于实现在T1和T2时间内功率变换电路110的输入电流Iin保持基本恒定。
由上可见，本实施例提供的RRU包括功率变换电路、低频控制电路、隔离变换电路、储能电路和功放管；其中，功率变换电路用于将RRU的供电电源输入的电压进行升压之后输出；隔离变换电路，用于将功率变换电路输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给功放管；储能电路与隔离变换电路并联；低频控制电路用于将功率变换电路的输入电流的波动幅度控制在预定范围。通过在RRU中引入低频控制电路和储能电路，有利于平滑RRU的输入电流，而平滑RRU的输入电流就有利于实现RRU提供远端供电的电源线线径选用相对更小的、拉远距离也可以相对更长，线径和拉远距离可基本不受RRU输入电压和负载（即功率管）功率变化的影响；并且，在RRU的负载电流或功率有较大波动的场景，通过平滑RRU的输入电流也有利于减少设备之间的相互影响。
参见图8，本发明实施例提供一种基站800，包括：
互联互通的基带单元810和射频拉远单元820。
其中，射频拉远单元820可为如上述实施例描述的射频拉远单元100。
例如图1所示，射频拉远单元100，其中，射频拉远单元100工作于TDD模式下，射频拉远单元100可包括：功率变换电路110、低频控制电路130、储能电路120、隔离变换电路140和功放管150。
其中，功率变换电路110，用于将射频拉远单元100的供电电源200向所述功率变换电路110输入的电压进行升压之后输出。其中，若相对于射频拉远单元100，供电电源200置于远端，则此时供电电源200也可称之为供电电源。其中，图1中的第一电阻R1和第二电阻R2为连接射频拉远单元100和供电电源200的两条供电线的等效阻抗。可以理解，当连接射频拉远单元100和供电电源200的两条供电线足够长时，其等效阻抗也会足够大，此时该等效阻抗通常不忽略处理。
隔离变换电路140，用于将功率变换电路110输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给功放管150。
储能电路120的输出端与隔离变换电路140的输入端并联。
其中，与功率变换电路110连接的低频控制电路130，用于将功率变换电路110的输入电流的波动幅度控制在预定范围。
参见图2～图5，在本发明的一些实施例中，功率变换电路110可包括：
二极管D1、第一电感L1和开关管Q1。
其中，二极管D1的正极通过第一电感L1与射频拉远单元100的正输入端连接（由于射频拉远单元100的正输入端与供电电源200的正输出端连接，因此相当于二极管D1的正极通过第一电感L1与供电电源200的正输出端连接），二极管D1的正极还与开关管Q1的漏极D连接，开关管Q1的源极S与射频拉远单元100的负输入端连接（由于射频拉远单元100的负输入端与供电电源200的负输出端连接，因此相当于开关管Q1的源极S与供电电源200的负输出端连接），开关管Q1的栅极G与上述低频控制电路的输出端连接。
参见图2～图5，在本发明一些实施例中，储能电路120包括电容C1，其中电容C1连接于二极管D1的负极和开关管Q1的源极S之间。
参见图2，在本发明一些实施例中，低频控制电路130可包括：
第二电感L2、第一放大器134、第二放大器132、第一比较器133和乘法器131。
其中，第二电感L2用于从射频拉远单元100的供电电源200的负输出端感应出电流，第二电感L2的两端分别与第一放大器134的两个输入端连接，第一放大器134的输出端与第一比较器133的第一反向输入端连接；第二放大器132的正输入端与第一参考电压输出端Vref（其中，第一参考电压输出端输出第一参考电电压）连接，第二放大器132的负输入端与功率变换电路110中的二极管D1的阴极连接；其中，第二放大器132的输出端与乘法器131的第一输入端连接，乘法器131的第二输入端与恒定直流电压输出端135（其中，恒定直流电压输出端135输出恒定直流电压）连接，乘法器131的输出端与第一比较器133的第二反向输入端连接，第一比较器133的同向输入端与第二参考电压输出端136连接。
参见图3，在本发明一些实施例中，低频控制电路130可包括：
第三电阻R3、第一放大器134、第二放大器132、第一比较器133和乘法器131。
其中，射频拉远单元100的负输入端，通过第三电阻R3与开关管Q1的源极S连接，第三电阻R3的两端分别与第一放大器133的两个输入端连接，第一放大器134的输出端与第一比较器133的第一反向输入端连接；第二放大器132的正输入端与第一参考电压输出端Vref（其中，第一参考电压输出端Vref输出的电压为第一参考电压）连接，第二放大器132的负输入端与二极管D1的阴极连接；其中，第二放大器132的输出端与乘法器131的第一输入端连接，乘法器131的第二输入端与恒定直流电压输出端135连接，乘法器131的输出端与第一比较器133的第二反向输入端连接，第一比较器133的同向输入端与第二参考电压输出端136连接。
参见图4，在本发明一些实施例中，图3所示的低频控制电路130还可进一步包括：
分压电路137，其中，第二放大器132的负输入端，通过分压电路137与二极管D1的阴极连接。其中，引入分压电路分压电路137，可避免因为功率变换电路110的输出电压VO过高，而可能影响电路工作安全的问题。
参见图5，在本发明一些实施例中，图4所示的分压电路137例如可具体包括：第四电阻R4和第五电阻R5，其中，第二放大器132的负输入端通过第四电阻R4与二极管D1的阴极连接，第二放大器132的负输入端还通过第五电阻R5接地。可以理解，图5所示结构的分压电路结构简单，成本低廉，且工作状态非常稳定。
可以理解的是，图2～图5中所示的开关管Q1亦可替换为与之功能类似的晶体三极管，而替换的晶体三极管的各端口与其它器件的连接方式，与开关管Q1类似，此处不再详述。
在输入电源线拉远的场景下，RRU的供电电源和RRU之间是的电源线是比较长的（可能长达几十甚至几百米），因此，拉远的电源线的阻抗是需要考虑的问题，假设，R1和R2为拉远的电源线的等效阻抗，Vs表示RRU的供电电源的输出电压（Vs恒定）、Vin表示RRU的输入端电压、Iin表示RRU的输入端电流，则Vs和Vin之间的关系可如下公式所示：
Vin=Vs-Iin×（R1+R2）。
因此，Vin将随着Iin的增大而减小，其变化关系可如图6所示。
如图6所示，由于当RRU的输入端电流Iin周期性变化时，RRU的输入端电压Vin也将周期性变化，因此若放任RRU输入端电流Iin周期性大幅变化，则会导致RRU的输入端电压Vin的变化范围很宽（当然需保证最低电压不低于RRU最低输入电压要求），势必会带来电源线的成本较高和RRU内部器件选型难度提高等问题。因此，本发明实施例的技术方案中，在RRU中引入储能电路150和低频控制电路130，将输入电流的波动幅度控制在预定范围，力求控制输入电流跟随恒定电压以保持平稳恒定。
本发明实施例提供的图1～图5所示的电路，可针对性的解决RRU在TDD制式下为其供电的电源线拉远问题；为RRU提供远端供电的电源线线径可选用相对更小的、拉远距离也可以相对更长，线径和拉远距离可基本不受RRU输入电压和负载（即功率管）功率变化的影响。在RRU的负载电流或功率有较大波动的场景，通过平滑RRU的输入电流（如功率变换电路110的输出电流），有利于减少设备之间的相互影响。并且，图2～图5举例给出了几种成本低廉、性能稳定可靠、运行安全的电路结构，有利于更好的实施和推广RRU产品。
下面简单介绍一下电路的工作原理。
低频控制电路130检测功率变换电路110的输入电流Iin。图3～图5所示中低频控制电路130利用第三电阻R3检测功率变换电路110的输入电流Iin，流经第三电阻R3上的电流Iin等于第三电阻R3两端电压除以第三电阻R3的阻值，因此可利用第三电阻R3可获得与输入电流Iin存在比例关系的电压，其中，图3～图5中功率变换电路110的输入电流Iin流经第三电阻R3，因此，第三电阻R3两端的电压VR3=Iin*R3，Iin=VR3/R3。图2中低频控制电路130利用第二电感L2能够得到与功率变换电路110的输入电流Iin存在比例关系的电压，其中，图2中第二电感L2以互感方式感应出功率变换电路110的输入电流Iin，第二电感L2两端的电压VL2与功率变换电路110的输入电流Iin也存在比例关系。
低频控制电路130中利用乘法器131将恒定直流电压Vh（图2～图5中恒定直流电压输出端135输出恒定直流电压Vh）乘以A得到结果B2（即乘法器131的输出电压为B2），其中，A为第二放大器132的输出，其中，图2和图3所示的低频控制电路130中没有分压电路，因此A=Vref-VO。图4和图5所示的低频控制电路130中还包括分压电路，因此A=Vref-VO*1/H，其中，VO为功率变换电路110的输出电压，1/H为分压电路137的分压比例，若H等于1则表示未引入分压电路137（未未引入分压电路137的场景可如图2和图3所示）。
假设第一放大器的输出电压为B1，乘法器131的输出电压为B2，当电压B1大于电压B2时，第一比较器133输出低电平，此时开关管Q1关断，在开关管Q1关断时功率变换电路110的输出电流Io变小；当电压B1小于电压B2时，第一比较器133输出高电平，此时开关管Q1导通，在开关管Q1关断时功率变换电路110的输出电流Io变大，最终可将功率变换电路110的输入电流Iin的波动幅度控制在预定范围内。
其中，RRU中功放管150的供电电流I_load需为方波电流（I_load例如可为周期为10ms左右的方波电流），这由TDD制式所决定，本发明实施例的方案的目的之一就是要使功率变换电路110的输出电流Io平滑，进而使得反应在功率变换电路110的输入电流Iin为一个基本平滑的直流电流Iin，进而使得在设计供电线是可按照基本平滑的直流电流Iin来设计供电线的线径，以期待获得较低的产品成本。
假设，功放管150的供电电流I_load的波形如图7所示。
在T1时间内，储能电容C1开始充电储能（假设储能电容C1此时的充电电流为I_ch），此时Io=I_ch+I_load；在T2时间内，储能电容C1开始放电（假设储能电容C1此时的放电电流为I_ch），此时Io=I_load-I_ch。功放管150体现出动态负载的特性，当I_load处于大电流期间，储能电容C1和功率变换电路110共同为功率管150提供能量；在I_load处于电流期间，功率变换电路110除为功率管150提供能量，还为储能电容C充电（此时储能电容C1起储能作用）。由于储能电容C1存在循环的充放电过程，因此，功率变换电路110的输出电流就能相对平滑，进而实现低频平滑滤波效果，低频控制电路130控制开关管Q1导通或关断，有利于实现在T1和T2时间内功率变换电路110的输入电流Iin保持基本恒定。
参见图9，基站800还可包括：用于为射频拉远单元820提供远端供电的供电电源830。
由上可见，本实施例提供的基站800主要包括：互联互通的基带单元810和射频拉远单元820，其中，射频拉远单元820包括：功率变换电路、低频控制电路、隔离变换电路、储能电路和功放管；其中，功率变换电路用于将RRU的供电电源输入的电压进行升压之后输出；隔离变换电路，用于将功率变换电路输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给功放管；储能电路与隔离变换电路的输入端并联；低频控制电路用于将功率变换电路的输入电流的波动幅度控制在预定范围。通过在RRU中引入低频控制电路和储能电路，有利于平滑RRU的输入电流，而平滑RRU的输入电流就有利于实现RRU提供远端供电的电源线线径选用相对更小的、拉远距离也可以相对更长，线径和拉远距离可基本不受RRU输入电压和负载（即功率管）功率变化的影响；并且，在RRU的负载电流或功率有较大波动的场景，通过平滑RRU的输入电流也有利于减少设备之间的相互影响。
参见图10，本发明实施例还s提供一种无线收发设备1000，可包括：射频拉远单元1010和用于为射频拉远单元1010供电的供电电源1020，其中，射频拉远单元1010可为如上述实施例描述的射频拉远单元100。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本发明实施例所提供的射频拉远单元进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种射频拉远单元，其特征在于，包括：
功率变换电路、低频控制电路、储能电路、隔离变换电路和功放管；
其中，所述功率变换电路用于将所述射频拉远单元的供电电源输入的电压进行升压之后输出；
所述隔离变换电路，用于将所述功率变换电路输出的电压进行初次级安规隔离之后输出给所述功放管；
所述储能电路与所述隔离变换电路并联；
其中，与所述功率变换电路连接的所述低频控制电路，用于将所述功率变换电路的输入电流的波动幅度控制在预定范围。
2.根据权利要求1所述的射频拉远单元，其特征在于，
所述功率变换电路包括：二极管、第一电感和开关管；
其中，所述二极管的正极通过所述第一电感与所述射频拉远单元的正输入端连接，所述二极管的正极还与所述开关管的漏极连接，所述开关管的源极与所述射频拉远单元的负输入端连接，所述开关管的栅极与所述低频控制电路的输出端连接。
3.根据权利要求2所述的射频拉远单元，其特征在于，
所述储能电路包括电容，其中，所述电容连接于所述二极管的负极和所述开关管的源极之间。
4.根据权利要求2或3所述的射频拉远单元，其特征在于，
所述低频控制电路包括：第二电感、第一放大器、第二放大器、第一比较器和乘法器；
其中，所述第二电感用于从所述射频拉远单元的供电电源的负输出端感应出电流，其中，所述第二电感的两端分别与所述第一放大器的两个输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一比较器的第一反向输入端连接；所述第二放大器的正输入端与第一参考电压输出端连接，所述第二放大器的负输入端与所述二极管的阴极连接；所述第二放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端连接，所述乘法器的第二输入端与恒定直流电压输出端连接，所述乘法器的输出端与第一比较器的第二反向输入端连接，所述第一比较器的同向输入端与第二参考电压输出端连接。
5.根据权利要求2或3所述的射频拉远单元，其特征在于，
所述低频控制电路包括：第三电阻、第一放大器、第二放大器、第一比较器和乘法器；
其中，所述射频拉远单元的负输入端通过所述第三电阻，与所述开关管的源极连接，所述第三电阻的两端分别与所述第一放大器的两个输入端连接，所述第一放大器的输出端与所述第一比较器的第一反向输入端连接；所述第二放大器的正输入端与第一参考电压输出端连接，所述第二放大器的负输入端与所述二极管的阴极连接；所述第二放大器的输出端与所述乘法器的第一输入端连接，所述乘法器的第二输入端与恒定直流电压输出端连接，所述乘法器的输出端与第一比较器的第二反向输入端连接，所述第一比较器的同向输入端与第二参考电压输出端连接。
6.根据权利要求4或5所述的射频拉远单元，其特征在于，所述低频控制电路还包括分压电路，其中，所述第二放大器的负输入端，通过所述分压电路与所述二极管的阴极连接。
7.根据权利要求6所述的射频拉远单元，其特征在于，
所述分压电路包括第四电阻和第五电阻，其中，所述第二放大器的负输入端通过所述第四电阻与所述二极管的阴极连接，所述第二放大器的负输入端还通过所述第五电阻接地。
8.一种基站，其特征在于，包括：
基带单元和射频拉远单元；其中，所述射频拉远单元为如权利要求1至7任一项所述的射频拉远单元。
9.一种无线收发设备，其特征在于，包括：射频拉远单元和用于为所述射频拉远单元供电的供电电源，其中，所述射频拉远单元为如权利要求1至7任一项所述的射频拉远单元。
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