專利名稱：一種用于tdd移動(dòng)通信系統(tǒng)的分集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域中的分集裝置，尤其涉及一種用于TDD(時(shí)分雙工)移動(dòng)通信系統(tǒng)的分集裝置。
背景技術(shù)：
在無線通信領(lǐng)域中，需要在移動(dòng)臺(tái)和基站之間建立無線信道，無線信道的質(zhì)量對(duì)于整個(gè)通信系統(tǒng)性能至關(guān)重要。無線信道的傳播路徑非常復(fù)雜，從簡(jiǎn)單的視距傳播，到遇到各種阻擋物，如建筑物、樹葉、人、車輛等等而發(fā)生反射、繞射和散射。這樣，從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)，電磁波經(jīng)歷不同的路徑，最后在接收機(jī)天線上疊加，信號(hào)的強(qiáng)度就與各個(gè)分量的相位、幅值有關(guān)，形成多徑效應(yīng)。這些多徑波由于強(qiáng)度、傳播時(shí)間以及發(fā)射信號(hào)的帶寬等的不同，而使合成后的接收信號(hào)的幅值和相位，甚至波形有可能變化很大，引起畸變和衰落現(xiàn)象。如果接收機(jī)在地面作少許移動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致合成信號(hào)有大的變化。
由于多徑效應(yīng)的影響，移動(dòng)臺(tái)在移動(dòng)過程中，小范圍的移動(dòng)也會(huì)引起無線信號(hào)的大幅度波動(dòng)。通常在設(shè)計(jì)中采用多徑分集接收技術(shù)，以提高無線信道質(zhì)量。
現(xiàn)有的分集裝置主要有以下幾種一、采用多路接收，并生成多路接收的綜合輸出。對(duì)此申請(qǐng)人檢索到多篇中國(guó)專利文獻(xiàn)，例如專利99123429采用多路天線和多個(gè)接收機(jī)模塊，組合器接收每個(gè)接收機(jī)模塊的輸出，生成一個(gè)綜合輸出。
專利99801007所描述的裝置，由多個(gè)天線接收到的信號(hào)來估計(jì)接收加權(quán)系數(shù)，根據(jù)該估計(jì)出的接收加權(quán)系數(shù)來形成目標(biāo)方向性圖。
專利00134867采用多個(gè)天線，用于使所述多個(gè)扇區(qū)對(duì)每個(gè)所述扇區(qū)執(zhí)行天線分集接收，接收部件，用于處理所述多個(gè)天線接收到的接收信號(hào)；多個(gè)接收單元，設(shè)有多組所述接收部件。
專利99119010采用分集支路電路，每個(gè)所述分集支路電路使從相關(guān)聯(lián)天線提供的信號(hào)的振幅歸一化，從該歸一化的信號(hào)確定與一個(gè)參考角相對(duì)的偏移角，產(chǎn)生一對(duì)同相正交的矢量分量以及與所述偏移角成反比變化的角加權(quán)系數(shù)，并由該角加權(quán)系數(shù)對(duì)矢量加權(quán)。
專利99111588采用了多路接收機(jī)接收從發(fā)送機(jī)發(fā)送的通信信號(hào)。
專利99117043所述的分集裝置采用了主、分集兩條完全相同的支路，每條支路包括射頻部分和中頻部分。
專利99800096所述的分集技術(shù)，采用了自適應(yīng)陣列天線，采用多個(gè)分集接收電路，所述多個(gè)分集接收電路具有不同的確定通信環(huán)境跟蹤特性的參數(shù)值，并且能夠更新所述參數(shù)值；把從構(gòu)成所述陣列天線的多個(gè)天線元接收到的信號(hào)輸入到所述多個(gè)分集接收電路中；操作所述分集接收電路的每一個(gè)，以便適應(yīng)通信環(huán)境，輸出接收信號(hào)；以及確定所述多個(gè)分集接收電路的輸出的每一個(gè)的接收質(zhì)量，并根據(jù)該確定的結(jié)果選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào)。
專利98102660，所述的分集接收系統(tǒng)包含第一和第二天線的第一和第二接收部件，分別為所接收到的信號(hào)產(chǎn)生第一和第二接收電場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)及第一和第二相位信號(hào)，并經(jīng)第一和第二矢量信號(hào)產(chǎn)生部件分別用這些信號(hào)產(chǎn)生第一和第二矢量信號(hào)。
專利99805653采用兩路接收分支。
專利98102864分集接收系統(tǒng)采用了多個(gè)解調(diào)器，對(duì)應(yīng)于多個(gè)天線而設(shè)置的，分別對(duì)由這些個(gè)天線分別接收而得到的正交頻分多路復(fù)用信號(hào)進(jìn)行解調(diào)；輸出電平檢測(cè)器，根據(jù)從多個(gè)解調(diào)器所輸出的各解調(diào)信號(hào)的電平，把多個(gè)解調(diào)器中的放大增益可變控制為相同值；加法合成器，對(duì)從多個(gè)解調(diào)器所輸出的各解調(diào)信號(hào)進(jìn)行加法合成。
專利98106035所述分集接收方法多個(gè)基站每一個(gè)都接收從移動(dòng)終端站經(jīng)過無線線路發(fā)送的該信號(hào)，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)解碼處理，并經(jīng)過一條有線線路把糾錯(cuò)解碼的信號(hào)發(fā)送到基站主機(jī)設(shè)備?；局鳈C(jī)設(shè)備對(duì)從基站接收的各個(gè)信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼處理，并合成為一個(gè)信號(hào)，并對(duì)合成信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)解碼處理。也不同于本裝置采用一路收信機(jī)和發(fā)信機(jī)，分集裝置比較復(fù)雜。
專利97117872的分集接收機(jī)包括多個(gè)接收機(jī)。
二、采用天線轉(zhuǎn)換分集接收例如專利99105479、99111796采用了天線切換裝置，用于在多路天線中從一路切換到另一路。
現(xiàn)有技術(shù)中分集裝置復(fù)雜、成本高，同時(shí)存在沒有涉及下行發(fā)信鏈路的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)分集裝置的缺點(diǎn)而提供的一種采用簡(jiǎn)單的裝置實(shí)現(xiàn)基站的分集接收和分集發(fā)送的一種用于TDD移動(dòng)通信系統(tǒng)的分集裝置。該裝置采用一路收信機(jī)和發(fā)信機(jī)，多路接收發(fā)送天線，利用射頻開關(guān)在多路天線通道中切換選擇，提供控制接口，選通其中一路天線作為收發(fā)通道。為了使收發(fā)鏈路平衡，發(fā)信通道采用與收信同樣的信道。在TDD模式，接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)分別在不同的時(shí)隙，通過采用收發(fā)選擇射頻開關(guān)在收信支路和發(fā)信支路切換來實(shí)現(xiàn)收信和發(fā)信采用相同的天線通道，使收發(fā)鏈路平衡。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于TDD(時(shí)分雙工)移動(dòng)通信系統(tǒng)的分集裝置，其特點(diǎn)是，包括天線單元、信號(hào)選擇器、收發(fā)信機(jī)單元和信號(hào)選擇控制接口；所述的天線單元包括兩路天線通道；所述的信號(hào)選擇器包括天線選擇開關(guān)和收發(fā)選擇開關(guān)；天線選擇開關(guān)用于在幾路不同的天線通道中選通一路，作為收信和發(fā)信通道；收發(fā)選擇開關(guān)用于在收信機(jī)和發(fā)信機(jī)之間切換與天線通道的連接；所述的收發(fā)信機(jī)單元單元包括一路收信機(jī)、一路發(fā)信機(jī)；收信機(jī)用于接收經(jīng)過信號(hào)選擇電路選擇得到的信號(hào)，經(jīng)過混頻后提供給基帶電路，以進(jìn)一步解調(diào)制，得到發(fā)送端(移動(dòng)臺(tái))發(fā)送的數(shù)據(jù)；發(fā)信機(jī)用于把基帶電路提供的基帶調(diào)制信號(hào)混頻、放大，經(jīng)過信號(hào)選擇器選通與天線連接的通道，通過天線把信號(hào)發(fā)送出去；所述的信號(hào)選擇控制接口包括一收信信號(hào)強(qiáng)度RSSI檢測(cè)模塊，該RSSI檢測(cè)模塊檢測(cè)收信機(jī)經(jīng)過兩次混頻后的信號(hào)電平，提供給基帶電路，作為選擇天線的判斷依據(jù)之一。
上述一種用于TDD移動(dòng)通信系統(tǒng)的分集裝置，其中，所述信號(hào)選擇器的天線選擇開關(guān)和收發(fā)選擇開關(guān)之間還包括一帶通濾波器。
由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)措施，只采用一路收發(fā)信機(jī)單元，其與采用多路接收、并生成多路接收的綜合輸出技術(shù)相比，裝置比較簡(jiǎn)單。又，收信鏈路可以選擇不同的天線，發(fā)信鏈路可以相應(yīng)采用同一路天線，實(shí)現(xiàn)收發(fā)鏈路平衡。


本發(fā)明的性能、特點(diǎn)由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步描述。
圖1是本發(fā)明的抗多徑衰落分集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明使用在工作模式為TDMA/TDD的PCS(個(gè)人無線通信系統(tǒng))系統(tǒng)基站的一個(gè)實(shí)施例。
圖3是圖2中發(fā)信機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖2中收信機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1。本發(fā)明一種用于TDD移動(dòng)通信系統(tǒng)的分集裝置包括以下部分天線單元11、信號(hào)選擇器12、收發(fā)信機(jī)單元13和信號(hào)選擇控制接口14。
天線單元11包括兩路天線通道。兩個(gè)天線在空間上稍微分開，在一個(gè)天線收到的信號(hào)無效時(shí)，另一個(gè)天線可能收到強(qiáng)信號(hào)。
信號(hào)選擇器12包括天線選擇開關(guān)、收發(fā)選擇開關(guān)。采用天線選擇開關(guān)用于在幾路不同的天饋通道中選通一路，作為收信和發(fā)信通道。采用收發(fā)選擇開關(guān)用于在收信機(jī)和發(fā)信機(jī)之間切換。該信號(hào)選擇器提供天線選擇控制端、收發(fā)選擇控制端?？梢杂苫鶐щ娐房刂圃搩蓚€(gè)開關(guān)(射頻開關(guān))獨(dú)立的切換。
收發(fā)信機(jī)單元單元13包括一收信機(jī)和一發(fā)信機(jī)。收信機(jī)包括本振源、低噪聲放大器、濾波器、混頻器等，用于接收經(jīng)過信號(hào)選擇電路選擇得到的信號(hào)，經(jīng)過混頻，提供給基帶電路，以進(jìn)一步解調(diào)制，得到發(fā)送端(移動(dòng)臺(tái))發(fā)送的數(shù)據(jù)。發(fā)信機(jī)包括本振源、功率放大器、濾波器、混頻器等，用于把基帶電路提供的基帶調(diào)制信號(hào)混頻、放大，經(jīng)過信號(hào)選擇器選通的通道，把信號(hào)發(fā)送出去。
信號(hào)選擇控制接口14包括收信信號(hào)強(qiáng)度RSSI檢測(cè)模塊，為基帶電路提供收信信號(hào)強(qiáng)度RSSI，作為選擇天線的判斷依據(jù)之一。
利用本裝置提供的硬件平臺(tái)，天線單元包括兩個(gè)空間上稍微分開的天線，在一個(gè)天線收到的信號(hào)無效時(shí)，另一個(gè)天線可能收到強(qiáng)信號(hào)，采用天線選擇開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)空間天線切換分集接收。另外，在TDD模式中，分別在收信時(shí)隙和發(fā)信時(shí)隙接收、發(fā)送信號(hào)。信號(hào)選擇器提供獨(dú)立控制的射頻開關(guān)用于在兩路天線之間切換、在收信機(jī)發(fā)信機(jī)之間切換。為基帶選擇同一路天線通道用于收信和發(fā)信提供可能，從而可以實(shí)現(xiàn)發(fā)信和收信使用同一路天線，實(shí)現(xiàn)收發(fā)鏈路平衡。
由于TDD模式中，移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度相對(duì)較慢，在收發(fā)時(shí)隙切換過程中，近似認(rèn)為位置沒有發(fā)生變化。如果選擇最佳信號(hào)，接收機(jī)就可以大大削弱信號(hào)衰落的影響。在收信時(shí)隙，基帶電路依據(jù)一定的算法從兩路天線中選通其中一路。在發(fā)信時(shí)隙，采用同樣的一路天線。無線信號(hào)在收發(fā)過程中，采用相同的無線信道，實(shí)現(xiàn)收發(fā)鏈路平衡，提高下行鏈路的信道質(zhì)量。
圖2是本發(fā)明應(yīng)用在工作模式為TDMA/TDD的PCS(個(gè)人無線通信系統(tǒng))系統(tǒng)基站的一個(gè)實(shí)例。
該實(shí)例中，天線單元11包括天線111和天線112，該兩天線是空間上有一定距離的兩路天線，常用的是直立鞭狀天線，天線相距大約10λ(λ是射頻工作信號(hào)波長(zhǎng))。
信號(hào)選擇器12由天線選擇開關(guān)121、帶通濾波器122、收發(fā)選擇開關(guān)123構(gòu)成，其中天線選擇開關(guān)121是一集成電路芯片，可以在2GHz頻率上提供高速切換，并且有足夠的隔離度。收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)123也是一集成電路芯片，其根據(jù)電路情況切換收、發(fā)信機(jī)與天線的連通。
加圖3所示。發(fā)信機(jī)131包括五級(jí)信號(hào)放大器AMP1、AMP2、AMP3、AMP4、AMP5；兩個(gè)混頻器MIXER1、MIXER2以及四個(gè)帶通濾波器BPF1、BPF2、BPF3、BPF4。混頻器MIXER1連接在發(fā)信機(jī)的輸入端，混頻器MIXER2連接在放大器AMP2與帶通濾波器BPF2之間；四個(gè)帶通濾波器BPF1、BPF2、BPF3、BPF4分別連接在放大器AMP1、混頻器MIXER2、信號(hào)放大器AMP3和信號(hào)放大器AMP5之后。基帶調(diào)制信號(hào)在發(fā)信機(jī)完成信號(hào)的放大、濾波、混頻，生成射頻信號(hào)，經(jīng)過兩級(jí)開關(guān)切換，從天線發(fā)射出去?；祛l所需本振源與常見射頻收發(fā)機(jī)所需本振源無明顯差異，可以用射頻鎖相環(huán)構(gòu)成。
如圖4所示。收信機(jī)132包括多級(jí)放大器AMP1、AMP2、AMP3、AMP4、AMP5、多個(gè)帶通濾波器BPF1、BPF2、BPF3、BPF4、BPF5和混頻MIXER1、MIXER2。天線接收信號(hào)經(jīng)過開關(guān)切換，在收信機(jī)完成信號(hào)的放大、濾波、混頻，生成低中頻信號(hào)，提供給后續(xù)的解調(diào)制電路?；祛l所需本振源與常見射頻收發(fā)機(jī)所需本振源無明顯差異，可以由射頻鎖相環(huán)構(gòu)成。
RSSI檢測(cè)模塊14用來提供天線切換控制所需的收信信號(hào)強(qiáng)度RSSI。在本實(shí)施例中，RSSI檢測(cè)模塊14與收信機(jī)的混頻器MIXER2、放大器AMP4、AMP5和RSSI檢測(cè)模塊14集成在一個(gè)IC集成電路中，使電路簡(jiǎn)潔。所述的混頻器MIXER2接收從收信機(jī)的放大器AMP3輸出的信號(hào)，經(jīng)混頻后輸出到收信機(jī)的帶通濾波器BPF5，再由帶通濾波器輸出兩路信號(hào)，一路經(jīng)放大器AMP4、AMP5信號(hào)放大后輸出低中頻信號(hào)，另一路輸出到RSSI檢測(cè)模塊14，經(jīng)該RSSI檢測(cè)模塊14輸出一收信信號(hào)強(qiáng)度RSSI，提供給基帶電路，作為選擇天線的判斷依據(jù)之一作。
通過試驗(yàn)證明，采用本發(fā)明裝置，可以提高無線信道質(zhì)量，上行和下行數(shù)據(jù)鏈路質(zhì)量均有提高，直觀改善效果明顯。而且與其他分集接收方案相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，收發(fā)鏈路平衡，分集接收效果能滿足系統(tǒng)要求。
權(quán)利要求
1.一種用于TDD移動(dòng)通信系統(tǒng)的分集裝置，其特征在于，包括天線單元、信號(hào)選擇器、收發(fā)信機(jī)單元和信號(hào)選擇控制接口；所述的天線單元包括兩路天線通道；所述的信號(hào)選擇器包括天線選擇開關(guān)和收發(fā)選擇開關(guān)；天線選擇開關(guān)用于在幾路不同的天線通道中選通一路，作為收信和發(fā)信通道；收發(fā)選擇開關(guān)用于在收信機(jī)和發(fā)信機(jī)之間切換與天線通道的連接；所述的收發(fā)信機(jī)單元單元包括一路收信機(jī)、一路發(fā)信機(jī)；收信機(jī)用于接收經(jīng)過信號(hào)選擇電路選擇得到的信號(hào)，經(jīng)過混頻后提供給基帶電路，以進(jìn)一步解調(diào)制，得到發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)；發(fā)信機(jī)用于把基帶電路提供的基帶調(diào)制信號(hào)混頻、放大，經(jīng)過信號(hào)選擇器選通與天線連接的通道，通過天線把信號(hào)發(fā)送出去；所述的信號(hào)選擇控制接口包括一收信信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊，該收信信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)模塊檢測(cè)收信機(jī)經(jīng)過兩次混頻后的信號(hào)電平，提供給基帶電路，作為選擇天線的判斷依據(jù)之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于TDD移動(dòng)通信系統(tǒng)的分集裝置，其特征在于，所述信號(hào)選擇器的天線選擇開關(guān)和收發(fā)選擇開關(guān)之間還包括一帶通濾波器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于TDD移動(dòng)通信系統(tǒng)的分集裝置，其特點(diǎn)是，包括天線單元、信號(hào)選擇器、收發(fā)信機(jī)單元和信號(hào)選擇控制接口；天線單元包括兩路天線通道；信號(hào)選擇器包括天線選擇開關(guān)和收發(fā)選擇開關(guān)；收發(fā)信機(jī)單元包括一收信機(jī)和一發(fā)信機(jī)；信號(hào)選擇控制接口包括收信信號(hào)強(qiáng)度RSSI檢測(cè)模塊。該裝置采用一路收信機(jī)和發(fā)信機(jī)，多路接收發(fā)送天線，利用射頻開關(guān)在多路天線通道中切換選擇，提供控制接口，選通其中一路天線作為收發(fā)通道。為了使收發(fā)鏈路平衡，發(fā)信通道采用與收信同樣的信道。在TDD模式，接收信號(hào)和發(fā)送信號(hào)分別在不同的時(shí)隙，通過采用收發(fā)選擇射頻開關(guān)在收信支路和發(fā)信支路切換來實(shí)現(xiàn)收信和發(fā)信采用相同的天線通道，使收發(fā)鏈路平衡。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1514554SQ0216054
公開日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2002年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者李勇強(qiáng), 李香玲, 吳雙桂, 陳弘 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司