CN112003641B - 射频放大装置及网络侧设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种射频放大装置及网络侧设备,该装置包括:射频单元,用于输出高频信号,高频信号中携带配置于上行传输时隙和下行传输时隙的切换位置处的上下行时隙切换参考信号;功分器,功分器的输入端与射频单元的输出端连接;放大单元,功分器的输出端与放大单元的输入端连接,放大单元包括:定向耦合器、功率检测器以及上下行收发开关;其中,射频单元输出的高频信号传输至定向耦合器,定向耦合器耦合得到的第一耦合信号和第二耦合信号;第一耦合信号传输至上下行收发开关的第一输入端;第二耦合信号传输至功率检测器,功率检测器对第二耦合信号进行解调得到上下行收发开关的控制信号,控制信号传输至上下行收发开关的第二输入端。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其是指一种射频放大装置及网络侧设备。
背景技术
支持TDD(Time Division Duplexing,时分双工)制式的射频放大装置(例如直放站)均需要一个上下行同步信号控制收发开关,现有技术中主要采用两种方案。方案1:通过一个调制解调器将上行和下行时隙解调出来,进而控制收发开关。方案2:采用射频功率检测器,从射频信号包络信号中检测到上行和下行切换时刻,进而控制收发开关。方案1实施成本较高,功耗较大;方案2不适用于5G制式信号,5G制式信号在上下行切换时刻没有明显的特征信号,如果采用方案2,其检测精度非常低。因此现有技术中尚没有适用于5G制式信号的低成本上下行时隙同步方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种射频放大装置及网络侧设备,以解决现有技术中没有适用于5G制式信号的上下行时隙同步的问题。
为了解决上述问题,本发明实施例提供一种射频放大装置,包括:
射频单元,用于输出高频信号,所述高频信号中携带配置于上行传输时隙和下行传输时隙的切换位置处的上下行时隙切换参考信号;
功分器,所述功分器的输入端与所述射频单元的输出端连接;
放大单元,所述功分器的输出端与所述放大单元的输入端连接,所述放大单元包括:定向耦合器、功率检测器以及上下行收发开关;
其中,所述射频单元输出的高频信号传输至所述定向耦合器,所述定向耦合器耦合得到的第一耦合信号和第二耦合信号;
所述第一耦合信号传输至所述上下行收发开关的第一输入端;
所述第二耦合信号传输至所述功率检测器,所述功率检测器对所述第二耦合信号进行解调得到上下行收发开关的控制信号,所述控制信号传输至所述上下行收发开关的第二输入端;
其中,所述控制信号用于控制所述射频放大装置的上下行时隙同步。
其中,所述上下行时隙切换参考信号的功率强度高于下行信号传输的功率强度。
其中,所述放大单元还包括:逻辑电路;
所述控制信号传输至所述逻辑电路,所述逻辑电路将所述控制信号转换得到数字控制信号,所述数字控制信号传输至所述上下行收发开关的第二输入端。
其中,所述放大单元还包括:时延调整电路;
所述数字控制信号经过所述时延调整电路的时延调整后传输至所述上下行收发开关的第二输入端;
其中,所述第一耦合信号传输至所述上下行收发开关的第一输入端的时延和所述第二耦合信号传输至所述上下行收发开关的第二输入端的时延相同。
其中,所述放大单元还包括:
上行信号放大器和下行信号放大器;
在所述控制信号用于控制所述上下行收发开关切换到下行信号传输的情况下,所述第一耦合信号经过所述上下行收发开关的输出端输出至所述下行信号放大器;
在所述控制信号用于控制所述上下行收发开关切换到上行信号传输的情况下,前级上行信号经过所述上行信号放大器后传输至所述上下行收发开关的第三输入端。
其中,所述放大单元还包括:时钟保持电路;
在所述时钟保持电路的时钟保持期间,所述射频单元输出的高频信号中不携带所述上下行时隙切换参考信号。
其中,所述射频单元包括:
第一通信电路和调整电路;
所述第一通信电路获取所述时钟保持电路的时钟保持时间长度,将所述时钟保持时间长度传输给所述调整电路,所述调整电路根据所述时钟保持时间长度对所述上下行时隙切换参考信号占用的时频资源进行调整。
其中,所述放大单元还包括:第二通信电路,
所述第一通信电路通过所述第二通信电路获取所述时钟保持电路的时钟保持时间长度。
其中,所述第一通信电路还用于将上下行时隙的比例关系通过所述第二通信电路传输给所述放大单元,所述放大单元的功率检测器根据所述上下行时隙的比例关系对所述第二耦合信号进行解调得到上下行收发开关的控制信号。
本发明实施例还提供一种网络侧设备,包括如上所述的射频放大装置。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果:
本发明实施例的射频放大装置及网络侧设备中,在射频单元输出的高频信号中携带配置于上行传输时隙和下行传输时隙的切换位置处的上下行时隙切换参考信号,并通过功率检测器检测上下行时隙切换参考信号从而确定上行和下行切换时刻,进而生成控制信号控制上下行收发开关,实现上下行时隙同步。
附图说明
图1表示本发明实施例提供的射频放大装置的结构示意图;
图2表示本发明实施例提供的射频放大装置的功分器的频率选择特性示意图;
图3表示本发明实施例提供的射频放大装置的射频单元输出的高频信号的帧结构;
图4表示本发明实施例提供的射频放大装置的射频单元输出的高频信号的示意图;
图5表示本发明实施例提供的射频放大装置的逻辑单元输出的数字控制信号的示意图;
图6表示本发明实施例提供的分布式皮基站的降成本方案示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例中以5G制式信号为例,然不限于此信号,本发明实施例提供的技术方案可以应用于存在相同问题的其他信号。
如图1所示,本发明实施例提供一种射频放大装置,包括:
射频单元1,用于输出高频信号,所述高频信号中携带配置于上行传输时隙和下行传输时隙的切换位置处的上下行时隙切换参考信号;
功分器2,所述功分器2的输入端与所述射频单元1的输出端连接;
放大单元3,所述功分器2的输出端与所述放大单元3的输入端连接,所述放大单元3包括:定向耦合器31、功率检测器32以及上下行收发开关33;
其中,所述射频单元1输出的高频信号传输至所述定向耦合器31,所述定向耦合器31耦合得到的第一耦合信号和第二耦合信号;
所述第一耦合信号传输至所述上下行收发开关33的第一输入端B;
所述第二耦合信号传输至所述功率检测器32,所述功率检测器32对所述第二耦合信号进行解调得到上下行收发开关的控制信号,所述控制信号传输至所述上下行收发开关33的第二输入端C;
其中,所述控制信号用于控制所述射频放大装置的上下行时隙同步。
本发明实施例中,射频单元1的功能是输出高频信号,该高频信号为蜂窝通信信号,例如,5G NR信号。射频单元1的输出信号经过具备频率选择性的功分器2后传输给放大单元3,其中功分器2的频率选择特性如图2所示;其中0.7-2.7GHz频段用于支持射频电路输出的高频信号,1MHz以下频段用于传输直流电能。
可选的,上下行时隙切换参考信号为信道状态信息参考信号CSI-RS,如图3所示,将CSI-RS配置在下行(DL)和上行(UL)切换位置处;其中CSI-RS的时间域长度可以是1~14个符号(symbol),CSI-RS的频率域长度可以是1-273个PRB资源。CSI-RS既可以是连续频率域资源,也可以是离散频率域资源。CSI-RS在时间域和频率域占用的资源越多,对于***开销越大,即占用更多业务信道资源。
可选的,所述上下行时隙切换参考信号的功率强度高于下行信号传输的功率强度。
其中,射频单元发送信号如图4所示,上下行时隙切换参考信号的功率高于下行信号整体功率强度,保证上下行切换时刻可以通过功率检测器准确捕获到。
作为一个可选实施例,所述放大单元3还包括:逻辑电路34;
所述控制信号传输至所述逻辑电路,所述逻辑电路34将所述控制信号转换得到数字控制信号,所述数字控制信号传输至所述上下行收发开关33的第二输入端C。
本发明实施例中,控制信号经过逻辑电路后期输出的数字控制信号如图5所示。
由于上下行信号与其控制信号需要在时间域上面进行对齐,因此要保证信号从A点至B点的时延与从A点至C点的时延保持一致,为了解决该问题,作为另一个可选实施例,所述放大单元3还包括:时延调整电路35;
所述数字控制信号经过所述时延调整电路35的时延调整后传输至所述上下行收发开关33的第二输入端C;
其中,所述第一耦合信号传输至所述上下行收发开关的第一输入端B的时延和所述第二耦合信号传输至所述上下行收发开关的第二输入端C的时延相同。
本发明实施例在逻辑电路34后增加一个时延调整电路35,以实现上下行信号与控制信号的时间同步。该时延调整电路35的具体结构可采用业界成熟技术方案实现,在此不做具体限定。为了尽量减小信号传输过程引入的随机干扰,时延调整电路内部的时延值可以选取一段时间内的平均值。
作为另一个可选实施例,所述放大单元3还包括:
上行信号放大器36和下行信号放大器37;
在所述控制信号用于控制所述上下行收发开关切换到下行信号传输的情况下(例如,控制信号=1),所述第一耦合信号经过所述上下行收发开关的输出端输出至所述下行信号放大器;
在所述控制信号用于控制所述上下行收发开关切换到上行信号传输的情况下(例如,控制信号=0),前级上行信号经过所述上行信号放大器后传输至所述上下行收发开关的第三输入端。
简言之,当控制信号=1时,上下行收发开关切换为下行信号,高频信号通过下行信号放大器35发送给后级电路;当控制信号=0时,上下行收发开关切换为上行信号,前级上行信号通过上行信号放大器34后发给上下行收发开关。
需要说明的是,当业务量大时,发射功率强(即下行信号的功率强度增大),所需CSI-RS信号功率增加,占用的时间域和频率域资源增加。当业务量小时,发射功率弱,所需CSI-RS信号功率减小,占用的时间域和频率域资源减小。因此CSI-RS信号占用时间域和频率域的资源数量可以根据业务量进行自适应调节;因此,当业务量较大时,CSI-RS造成的***开销将会较大;为了解决该问题,作为又一个可选实施例,所述放大单元3还包括:时钟保持电路;
在所述时钟保持电路的时钟保持期间,所述射频单元输出的高频信号中不携带所述上下行时隙切换参考信号。
进一步的,所述射频单元包括:
第一通信电路和调整电路;
所述第一通信电路获取所述时钟保持电路的时钟保持时间长度,将所述时钟保持时间长度传输给所述调整电路,所述调整电路根据所述时钟保持时间长度对所述上下行时隙切换参考信号占用的时频资源进行调整。
可选的,所述放大单元还包括:第二通信电路,
所述第一通信电路通过所述第二通信电路获取所述时钟保持电路的时钟保持时间长度。
具体的,调整电路根据放大单元的时钟保持能力高低(时钟保持时间长度长则时钟保持能力高,否则时钟保持能力低)来调整上下行时隙切换参考信号(CSI-RS)所占用的时间域和频率域资源。当时钟保持能力高时,减小参考信号(CSI-RS)所占用的时间域和频率域资源;当时钟保持能力低时,增加参考信号(CSI-RS)所占用的时间域和频率域资源。
可选的,本发明的上述实施例中,所述第一通信电路还用于将上下行时隙的比例关系通过所述第二通信电路传输给所述放大单元,所述放大单元的功率检测器根据所述上下行时隙的比例关系对所述第二耦合信号进行解调得到上下行收发开关的控制信号。
可选的,本发明实施例提供的射频放大装置适用于但不限于分布式皮基站,如图6所示,分布式皮基站包括:基带单元、交换单元和射频单元。为了降低分布式皮基站网络总成本,射频单元通过功分器外接多个放大单元以扩大其覆盖范围。
综上,本发明实施例在射频单元输出的高频信号中携带配置于上行传输时隙和下行传输时隙的切换位置处的上下行时隙切换参考信号,并通过功率检测器检测上下行时隙切换参考信号从而确定上行和下行切换时刻,进而生成控制信号控制上下行收发开关,实现上下行时隙同步。
为了更好的实现上述目的,本发明实施例还提供一种网络侧设备,包括如上所述的射频放大装置。
综上,本发明实施例在射频单元输出的高频信号中携带配置于上行传输时隙和下行传输时隙的切换位置处的上下行时隙切换参考信号,并通过功率检测器检测上下行时隙切换参考信号从而确定上行和下行切换时刻,进而生成控制信号控制上下行收发开关,实现上下行时隙同步。
需要说明的是,本发明实施例提供的网络侧设备是包含上述射频放大装置的网络侧设备,则上述射频放大装置的所有实施例均适用于该网络侧设备,且均能达到相同或相似的有益效果。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种射频放大装置,其特征在于,包括:
射频单元,用于输出高频信号,所述高频信号中携带配置于上行传输时隙和下行传输时隙的切换位置处的上下行时隙切换参考信号;
功分器,所述功分器的输入端与所述射频单元的输出端连接;
放大单元,所述功分器的输出端与所述放大单元的输入端连接,所述放大单元包括:定向耦合器、功率检测器以及上下行收发开关;
其中,所述射频单元输出的高频信号传输至所述定向耦合器,所述定向耦合器耦合得到的第一耦合信号和第二耦合信号;
所述第一耦合信号传输至所述上下行收发开关的第一输入端;
所述第二耦合信号传输至所述功率检测器,所述功率检测器对所述第二耦合信号进行解调得到上下行收发开关的控制信号,所述控制信号传输至所述上下行收发开关的第二输入端;
其中,所述控制信号用于控制所述射频放大装置的上下行时隙同步;所述上下行时隙切换参考信号的功率强度高于下行信号传输的功率强度。
2.根据权利要求1所述的射频放大装置,其特征在于,所述放大单元还包括:逻辑电路;
所述控制信号传输至所述逻辑电路,所述逻辑电路将所述控制信号转换得到数字控制信号,所述数字控制信号传输至所述上下行收发开关的第二输入端。
3.根据权利要求2所述的射频放大装置,其特征在于,所述放大单元还包括:时延调整电路;
所述数字控制信号经过所述时延调整电路的时延调整后传输至所述上下行收发开关的第二输入端;
其中,所述第一耦合信号传输至所述上下行收发开关的第一输入端的时延和所述第二耦合信号传输至所述上下行收发开关的第二输入端的时延相同。
4.根据权利要求1所述的射频放大装置,其特征在于,所述放大单元还包括:
上行信号放大器和下行信号放大器;
在所述控制信号用于控制所述上下行收发开关切换到下行信号传输的情况下,所述第一耦合信号经过所述上下行收发开关的输出端输出至所述下行信号放大器;
在所述控制信号用于控制所述上下行收发开关切换到上行信号传输的情况下,前级上行信号经过所述上行信号放大器后传输至所述上下行收发开关的第三输入端。
5.根据权利要求1所述的射频放大装置,其特征在于,所述放大单元还包括:时钟保持电路;
在所述时钟保持电路的时钟保持期间,所述射频单元输出的高频信号中不携带所述上下行时隙切换参考信号。
6.根据权利要求5所述的射频放大装置,其特征在于,所述射频单元包括:
第一通信电路和调整电路;
所述第一通信电路获取所述时钟保持电路的时钟保持时间长度,将所述时钟保持时间长度传输给所述调整电路,所述调整电路根据所述时钟保持时间长度对所述上下行时隙切换参考信号占用的时频资源进行调整。
7.根据权利要求6所述的射频放大装置,其特征在于,所述放大单元还包括:第二通信电路,
所述第一通信电路通过所述第二通信电路获取所述时钟保持电路的时钟保持时间长度。
8.根据权利要求7所述的射频放大装置,其特征在于,所述第一通信电路还用于将上下行时隙的比例关系通过所述第二通信电路传输给所述放大单元,所述放大单元的功率检测器根据所述上下行时隙的比例关系对所述第二耦合信号进行解调得到上下行收发开关的控制信号。
9.一种网络侧设备,其特征在于,包括如权利要求1-8任一项所述的射频放大装置。
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