CN201167390Y - Gsm基站功放单元及gsm基站 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种GSM基站功放单元，包括：单载波功率放大器SCPA，用于接收经基带处理后的广播信道BCCH载波信号并进行放大处理，将放大后的BCCH载波信号提供给GSM基站中的第一双工器；多载波功率放大器MCPA，用于接收经基带处理后的业务信道TCH载波信号并进行放大处理，将放大后的TCH载波信号提供给GSM基站中的第二双工器。本实用新型同时公开一种GSM基站。采用本实用新型可以提高GSM基站的可靠性和冗余度，便于设置各载波信号放大后的输出功率。

Description

GSM基站功放单元及GSM基站
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及GSM基站功放单元及GSM基站。
背景技术
GSM基站中一般包括多个载频板(TRX)，每个载频板均由基带部分和射频部分组成，输入信号先由基带部分进行处理，再经射频部分处理后送往天线发射出去。一般的，GSM基站的每个小区或扇区中均分配了多个载波，包括一个承载广播信道(Broadcast Control Channel，BCCH)的载波和多个承载业务信道(Traffic Channel，TCH)的载波。
现有技术中GSM基站功放单元的一种实现方案是：在基带部分，每个载波的信号分别由各自的载频板独立处理，即存在一个广播信道载频板和多个业务信道载频板。在射频部分，GSM基站采用多个独立的单载波功放(SCPA)分别放大各路载频板的载波信号，再对各放大后的信号进行合路，再把合路后的信号统一送往天线发射出去。如图1所示为GSM基站采用单载波功放的典型架构，图中来自基带部分4个载波的信号分别经过4个单载波功放放大后再通过两级合路送往天线发射。
上述实现方案的不足在于，每级合路都会产生3.5dB的合路损耗，在载波数较多时，多级合路将产生更高的损耗，导致发射功率和耗电的浪费，降低基站的整体效率；同时，多个SCPA和合路器的使用也使得整个功放单元的体积；；较大，成本较高，不利于产品的散热设计和安装。
针对上述GSM单载波功放方案存在的不足，现有技术提供另一种GSM基站功放单元的实现方案，如图2所示，在射频部分，每个载频板上用一个宽带多载波功率放大器(MCPA)直接对多个载波的信号进行放大并送往天线。采用该方案避免了合路器的使用及合路带来的损耗，提高了基站效率，节约了发射功率和耗电。同时也降低了功放单元的体积和成本，提高了基站集成度，在相同占地面积下，可支持更大基站容量。由于采用了MCPA，与单载波功放方案中每个载频板只能处理一个载波信号不同，此时在基带部分，每个载频板可以同时处理多个载波信号，故广播信道和业务信道的信号均在同一个载频板载频板上处理，并经过同一个MCPA进行放大后送往天线发射出去，此时每个TRX完成原来需要由多个载频板完成的工作。
发明人经过分析，发现在单载波功放SCPA的实现方案中，由于每个载频板分别处理一个载波，广播信道和业务信道分别承载在不同的载频板上。广播信道承载小区中最重要和最基本的小区广播信息，是小区通信的基础，必须时刻优先保证广播信道正常工作。因此当处理广播信道载波信号的SCPA出现故障时，可以把广播信道转移到处理其他某一个业务信道的SCPA上处理，即将该业务信道SCPA转换为广播信道SCPA，优先保证广播信道能正常工作。
但是，在多载波功率放大器MCPA的实现方案中，由于广播信道和多个业务信道的载波都在同一个载频板上处理，并经过同一个MCPA进行放大，一旦MCPA出现故障，将导致广播信道和业务信道均不能正常工作，包括小区广播信息和各种业务信息，导致整个小区的用户均搜索不到信号(小区广播信息)，通信处于瘫痪状态，带来严重后果。因此该方案缺乏必要的冗余度和可靠性。
另外，有些载波信号放大后的输出功率需要相互之间动态共享和调整，例如业务信道载波信号，话务量大的业务信道载波信号应该能够动态占用话务量小的业务信道载波信号放大后的输出功率；而另外一些载波信号，例如广播信道载波信号，考虑到小区规划和覆盖，需要输出固定功率。在多载波功率放大器MCPA的实现方案中，将对功率调整需求不同的两类载波信号放到同一个多载波功放中，则不可能同时满足动态共享和静态配置的双重需求。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种GSM基站功放单元，用以提高GSM基站的可靠性和冗余度，便于设置各载波信号放大后的输出功率，该GSM基站功放单元包括：
单载波功率放大器SCPA，用于接收经基带处理后的广播信道BCCH载波信号并进行放大处理，将放大后的BCCH载波信号提供给GSM基站中的第一双工器；
多载波功率放大器MCPA，用于接收经基带处理后的业务信道TCH载波信号并进行放大处理，将放大后的TCH载波信号提供给GSM基站中的第二双工器。
本实用新型实施例还提供一种GSM基站，用以提高GSM基站的可靠性和冗余度，便于设置各载波信号放大后的输出功率，该GSM基站包括：
载频板TRX，用于对广播信道BCCH载波信号及业务信道TCH载波信号进行基带处理并发送；
单载波功率放大器SCPA，用于接收经基带处理后的BCCH载波信号并进行放大处理，将放大后的BCCH载波信号提供给第一双工器；
第一双工器，用于对接收的BCCH载波信号进行隔离处理，将处理后的BCCH载波信号发送至第一天线；
第一天线，用于发射经隔离处理后的BCCH载波信号；
多载波功率放大器MCPA，用于接收经基带处理后的业务信道TCH载波信号并进行放大处理，将放大后的TCH载波信号提供给第二双工器；
第二双工器，用于对接收的TCH载波信号进行隔离处理，将处理后的TCH载波信号发送至第二天线；
第二天线，用于发射经隔离处理后的TCH载波信号。
本实用新型实施例中，采用单载波功率放大器SCPA对广播信道BCCH载波信号进行放大处理，采用多载波功率放大器MCPA对业务信道TCH载波信号进行放大处理，在MCPA出现故障时并不影响BCCH的正常工作，可以保证用户能搜索到小区信号，使小区中的部分通信话务可以正常工作，不会导致整个小区的通信全部瘫痪，提高了GSM基站的可靠性和冗余度；另外，可以固定设置BCCH载波信号放大后的输出功率，还可以动态调整和共享各个TCH载波信号放大后的输出功率，同时满足动态共享和静态配置的双重需求。
附图说明
图1为背景技术中GSM基站采用单载波功放的结构示意图；
图2为背景技术中GSM基站采用多载波功放的结构示意图；
图3、图4、图5为本实用新型实施例中GSM基站的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型实施例进行详细说明。
本实用新型实施例中的GSM基站包括：载频板TRX、GSM基站功放单元、第一、第二双工器、第一、第二天线；其中：
载频板TRX，用于对广播信道BCCH载波信号及业务信道TCH载波信号进行基带处理并发送；
GSM基站功放单元，包括：单载波功率放大器SCPA和多载波功率放大器MCPA；其中，SCPA，用于接收经基带处理后的BCCH载波信号并进行放大处理，将放大后的BCCH载波信号提供给第一双工器；MCPA，用于接收经基带处理后的业务信道TCH载波信号并进行放大处理，将放大后的TCH载波信号提供给第二双工器；
第一双工器，用于对接收的BCCH载波信号进行隔离处理，将处理后的BCCH载波信号发送至第一天线；
第二双工器，用于对接收的TCH载波信号进行隔离处理，将处理后的TCH载波信号发送至第二天线；
第一天线，用于发射经隔离处理后的BCCH载波信号；
第二天线，用于发射经隔离处理后的TCH载波信号；第一、第二天线可以是双极化天线，由两根天线组成，两根天线的极化方向垂直，以保证两根天线上的信号不会产生干扰。当然，也可以是其它类型的天线，用以发射BCCH载波信号和TCH载波信号。
一个实施例如图3所示，其中，GSM基站功放单元由一个SCPA和一个MCPA组成，在GSM基站中对BCCH和TCH的载波信号分别进行处理，即用SCPA和MCPA分别对BCCH和TCH的载波信号进行放大，再把放大后的信号经两个双工器分别独立送往两个天线发射出去。其中，SCPA采用窄带小功率功放管，用于对广播信道的载波信号进行放大处理，并将处理后的信号经一个双工器送往天线中的一根；MCPA采用宽带大功率功放管，用于对所有业务信道的载波信号进行放大处理，并将处理后的信号经另一双工器送往天线中的另一根，这样，避免了对从两个功率放大器出来的信号进行合路处理以及由此带来的合路损耗，保证了采用MCPA的GSM基站特性和优点。另外，由于功率放大器的体积、重量、成本主要由MCPA及其相应辅助电路决定，因此，虽然引入SCPA对整个功率放大器的体积、重量和成本影响很小，但却能够带来很好的备份冗余效果。
本实施例中，如果MCPA出现故障，所有的TCH载波信号均不能正常工作，但不会影响到BCCH载波信号，此时小区中的各种广播信息均正常工作，小区内的终端用户可以根据基站接收到的广播信息进行相关的处理，并且，通过BCCH也能保证小区内的部分通信业务正常进行。
如果SCPA出现故障，可将BCCH载波信号替换某一路TCH载波信号，切换到MCPA上进行相关的放大处理，此时小区的广播信息、业务信息均可正常工作，不会对小区内的通信产生影响。本领域普通技术人员容易理解，MCPA和SCPA是否出现故障，可由人工按网络指标进行判断，也可通过软件或硬件的控制方式予以检测；检测处理可由GSM基站内部设备完成，也可由GSM基站外部设备完成。
此外，SCPA可以包括设置模块，用于固定设置BCCH载波信号的输出功率；MCPA可以包括调整模块，用于根据话务量动态调整各个TCH载波信号的输出功率，使得MCPA的输出功率由各个TCH载波信号共享。一方面能够保证BCCH的输出功率，另一方面也能够使各个TCH载波信号的输出功率能够相互共享MCPA的输出功率。
为了提供更高的冗余度和可靠性，GSM基站功放单元也可采用多个SCPA和一个MCPA来实现，一个实施例如图4所示，GSM基站功放单元包括多个SCPA、一个MCPA、选择开关1、2；其中：SCPA-1～N，单载波功率放大器，每个SCPA可以放大一路载波信号；MCPA，多载波功率放大器，可同时放大多路载波信号；每个SCPA均采用固定功率，MCPA采用动态共享功率。选择开关1，用于从多个SCPA中选择一个未出现故障的SCPA对BCCH载波信号进行放大处理；选择开关2，用于控制所述选择的一个未出现故障的SCPA将放大后的BCCH载波信号输出至相应的双工器。
图4中，BCCH载波信号经选择开关1进行选择传送，正常工作时，将BCCH输入SCPA-1进行放大处理(也可以是其它SCPA中的一个)，其它SCPA不工作，放大后的BCCH载波信号再经选择开关2经相应的双工器送往天线；当SCPA-1出现故障时，可用其它某一个SCPA代替SCPA-1工作，并将BCCH载波信号通过选择开关1切换到对应的SCPA上去，同时也把经过该SCPA放大后的信号通过选择开关2经相应的双工器送往天线。实施中，第一选择开关可以包括优先级处理模块，用于按优先级从多个SCPA中选择一个未出现故障的SCPA对BCCH载波信号进行放大处理。
另一实施例如图5所示，选择开关1用于将输入的BCCH载波信号和TCH载波信号映射到两个不同的功率放大器中去(包括SCPA和MCPA)；选择开关2，与选择开关1配套使用，采用相同的映射机制，选择来自多个功率放大器的两路信号经相应的双工器送往天线发射。选择开关1可以包括选择模块，用于在MCPA出现故障时，从多个SCPA中选择一个空闲且未出现故障的SCPA对一路TCH载波信号进行放大处理；选择开关2可以包括控制模块，用于控制所述选择的一个空闲且未出现故障的SCPA将放大后的TCH载波信号输出至第二双工器。例如，当MCPA出现故障时，BCCH载波信号通过SCPA-1正常工作，此时可通过选择开关1把其中一路TCH载波信号送到除SCPA-1外的任何一个SCPA上进行处理，并通过选择开关2送往经相应的双工器天线，这样可以保证广播信道载波和一个业务信道载波正常，维持小区中的部分通信和话务；当SCPA-1和MCPA均发生故障时，可将其输入信号分别切换到其他SCPA上处理，但要求优先保证广播信道的载波信号得到正常的处理。当然，实施中选择模块也可以包括优先级处理单元，用于按优先级从多个SCPA中选择一个空闲且未出现故障的SCPA对一路TCH载波信号进行放大处理。
本实用新型实施例中，采用单载波功率放大器SCPA对广播信道BCCH载波信号进行放大处理，采用多载波功率放大器MCPA对业务信道TCH载波信号进行放大处理，在MCPA出现故障时并不影响BCCH的正常工作，可以保证用户能搜索到小区信号，使小区中的部分通信话务可以正常工作，不会导致整个小区的通信全部瘫痪，提高了GSM基站的可靠性和冗余度，同时避免了合路器的使用以及带来的合路损耗；另外，可以固定设置BCCH载波信号放大后的输出功率，还可以动态调整和共享各个TCH载波信号放大后的输出功率，同时满足动态共享和静态配置的双重需求。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1、一种GSM基站功放单元，其特征在于，包括：
单载波功率放大器SCPA，用于接收经基带处理后的广播信道BCCH载波信号并进行放大处理，将放大后的BCCH载波信号提供给GSM基站中的第一双工器；
多载波功率放大器MCPA，用于接收经基带处理后的业务信道TCH载波信号并进行放大处理，将放大后的TCH载波信号提供给GSM基站中的第二双工器。
2、如权利要求1所述的GSM基站功放单元，其特征在于，所述SCPA为多个；所述GSM基站功放单元还包括：
第一选择开关，用于从所述多个SCPA中选择一个未出现故障的SCPA对BCCH载波信号进行放大处理；
第二选择开关，用于控制所述选择的一个未出现故障的SCPA将放大后的BCCH载波信号输出至第一双工器。
3、如权利要求2所述的GSM基站功放单元，其特征在于，所述第一选择开关包括：优先级处理模块，用于按优先级，从所述多个SCPA中选择一个未出现故障的SCPA。
4、如权利要求2所述的GSM基站功放单元，其特征在于，所述第一选择开关包括：选择模块，用于在MCPA出现故障时，从所述多个SCPA中选择一个空闲且未出现故障的SCPA对一路TCH载波信号进行放大处理；
所述第二选择开关包括：控制模块，用于控制所述选择的一个空闲且未出现故障的SCPA将放大后的TCH载波信号输出至第二双工器。
5、如权利要求4所述的GSM基站功放单元，其特征在于，所述选择模块包括：优先级处理单元，用于按优先级，从所述多个SCPA中选择一个空闲且未出现故障的SCPA。
6、如权利要求1至5任一项所述的GSM基站功放单元，其特征在于，所述SCPA包括：设置模块，用于固定设置BCCH载波信号放大后的输出功率；
所述MCPA包括：调整模块，用于根据话务量调整各个TCH载波信号放大后的输出功率。
7、一种GSM基站，其特征在于，包括：
载频板TRX，用于对广播信道BCCH载波信号及业务信道TCH载波信号进行基带处理并发送；
单载波功率放大器SCPA，用于接收经基带处理后的BCCH载波信号并进行放大处理，将放大后的BCCH载波信号提供给第一双工器；
第一双工器，用于对接收的BCCH载波信号进行隔离处理，将处理后的BCCH载波信号发送至第一天线；
第一天线，用于发射经隔离处理后的BCCH载波信号；
多载波功率放大器MCPA，用于接收经基带处理后的业务信道TCH载波信号并进行放大处理，将放大后的TCH载波信号提供给第二双工器；
第二双工器，用于对接收的TCH载波信号进行隔离处理，将处理后的TCH载波信号发送至第二天线；
第二天线，用于发射经隔离处理后的TCH载波信号。
8、如权利要求7所述的GSM基站，其特征在于，所述SCPA为多个；所述GSM基站还包括：
第一选择开关，用于从所述多个SCPA中选择一个未出现故障的SCPA对BCCH载波信号进行放大处理；
第二选择开关，用于控制所述选择的一个未出现故障的SCPA将放大后的BCCH载波信号输出至第一双工器。
9、如权利要求8所述的GSM基站，其特征在于，所述第一选择开关包括：优先级处理模块，用于按优先级，从所述多个SCPA中选择一个未出现故障的SCPA。
10、如权利要求8所述的GSM基站，其特征在于，所述第一选择开关包括：选择模块，用于在MCPA出现故障时，从所述多个SCPA中选择一个空闲且未出现故障的SCPA对一路TCH载波信号进行放大处理；
所述第二选择开关包括：控制模块，用于控制所述选择的一个空闲且未出现故障的SCPA将放大后的TCH载波信号输出至第二双工器。
11、如权利要求10所述的GSM基站，其特征在于，所述选择模块包括：优先级处理单元，用于按优先级，从所述多个SCPA中选择一个空闲且未出现故障的SCPA。
12、如权利要求7所述的GSM基站，其特征在于，所述第一、第二天线为双极化天线。
13、如权利要求7至12任一项所述的GSM基站，其特征在于，所述SCPA包括：设置模块，用于固定设置BCCH载波信号的输出功率；
所述MCPA包括：调整模块，用于根据话务量调整各个TCH载波信号的输出功率。
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