一种多通道信号发射系统及发射方法.pdf

本发明公开了一种多通道信号发射系统及发射方法，其属于移动通信技术领域，系统包括发射器、选择装置、补偿装置和功放模组，补偿装置包括Ramp电路，分别连接发射器和功放模组；选择装置设置于发射器与功放模组之间；发射方法包括：发射器选择一个发射通道发射信号，选择装置选通该发射通道与功放模组之间的传输线路，Ramp电路根据不同的发射功率参数输出不同的控制信号至功放模组以调节该功放模组的发射增益；上述技术方案的有益效果是：在一个功率放大器上添加Ramp电路，以控制功放模组的发射增益，实现了相同或相近频段的发射通道复用同一个PA的目的，提高了芯片的集成度，减少了布板面积和布线难度。

权利要求书1.  一种多通道信号发射系统，其特征在于，包括发射装置；所述发射装置包括多个发射通道；所述发射装置通过所述发射通道发射信号；功放模组；所述功放模组连接所述发射装置；所述功放模组接收所述信号并放大；选择装置；所述选择装置设置于所述发射装置和所述功放模组之间；所述选择装置选择发射所述信号时的所述发射通道；补偿装置；所述补偿装置的一端分别连接于多个所述发射通道，另一端连接于所述功放模组的输入端；所述补偿装置根据当前使用的所述发射通道对所述功放模组输出的发射功率进行补偿。2.  如权利要求1所述的多通道信号发射系统，其特征在于，多个所述发射通道的发射频段相同或相近。3.  如权利要求1所述的多通道信号发射系统，其特征在于，所述选择装置连接至所述发射装置的一端分别连接至多个所述发射通道，另一端连接所述功放模组；所述发射装置通过一个所述发射通道发射信号时，所述选择装置选择相应的所述发射通道，并接通所述发射通道和所述功放模组之间的传输线路。4.  如权利要求1所述的多通道信号发射系统，其特征在于，所述补偿装置包括：选择模块；所述选择模块的一端分别连接多个所述发射通道，另一端连接所述功放模组的输入端；所述选择模块选择当前使用的所述发射通道，并根据选择的所述发射通道输出相应信号；补偿模块；所述补偿模块设置于所述选择模块和所述功放模组的输入端之间；所述补偿模块接收所述选择模块发出的相应信号并向所述功放模组发送补偿发射增益的控制命令。5.  如权利要求4所述的多通道信号发射系统，其特征在于，所述选择模块包括：选择部件；所述选择部件的一端分别连接至多个所述发射通道，另一端 连接至所述补偿模块；所述选择部件选择当前使用的所述发射通道，并根据选择所述发射通道输出相应的所述选择信号。6.  如权利要求5所述的多通道信号发射系统，其特征在于，所述选择信号为所述发射装置通过所述发射通道发射信号时的发射功率参数。7.  如权利要求6所述的多通道信号发射系统，其特征在于，所述补偿模块包括转换部件；所述转换部件连接所述选择部件；所述转换部件将所述选择部件发送的所述发射功率参数转换成与所述功放模组的发射增益调整信号匹配的控制信号；所述控制信号的变化与不同的所述发射功率参数形成一一对应。8.  如权利要求7所述的多通道信号发射系统，其特征在于，所述补偿模块是Ramp电路；所述Ramp电路将所述控制信号输出至所述功放模组中。9.  一种多通道信号发射方法，其特征在于，采用如权利要求1-8中任意一项所述的多通道信号发射系统，步骤包括：所述发射装置选择一个所述发射通道发射信号；所述选择装置接通所述发射装置选择的所述发射通道和所述功放模组之间的传输线路；所述补偿装置根据所述发射装置选择的所述发射通道，按照预设的方法对所述功放模组的发射增益进行补偿；所述功放模组根据所述发射增益，放大所述信号并输出。10.  如权利要求9所述的多通道信号发射方法，其特征在于，所述预设的方法包括：所述控制部件根据所述发射装置选择的所述发射通道，控制所述选择部件选择对应的所述发射通道；所述选择部件选通所选择的所述发射通道，并输出对应的所述发射功率参数至所述转换部件；所述转换部件将所述发射功率信号转换成对应的所述控制信号，并通过所述Ramp电路输出至所述匹配部件；所述匹配部件根据所述控制信号，调取对应的所述发射增益调整信号；所述匹配部件根据所述发射增益调整信号，调整所述功放模组的所述发射增益。

说明书一种多通道信号发射系统及发射方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种多通道信号发射系统及发射方法。
背景技术
目前的移动通信领域，存在许多不同的通信制式。最常见的移动通信制式包括TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址）和GSM（Global System For Mobile Communications，全球移动通信系统）。其中GSM稍早于TD-SCDMA出现，属于第二代移动通信技术（2G），而相应的TD-SCDMA属于第三代移动通信技术（3G）。
当然，目前的移动通信技术并不只有上述TD-SCDMA和GSM两种，还包括了由TD-SCDMA衍生出的HSPA（High Speed Packet Access，高速链路分组接入技术）、HSPA+（HSPA Evolution，演进式HSPA）和WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）等，以及由GSM衍生出的EDGE（Enhanced Data Rate for GSM Evolution，增强型数据速率GSM演进技术）以及GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术）等，今后可能还会有4G网络、5G网络等新兴技术的加入，能够更好地服务于移动终端的使用者。
但是对于有些移动终端的使用者来说，可能需要同时使用多种不同制式的通信技术，但是现有技术中，必须在有限的空间内设置数个功率放大器，才能实现同时使用不同制式的通信技术这一目的，这样加大了PCB板集成设计的难度，进而增加了制作成本，同时对电路制作的要求也相当高。
中国专利（CN101227212A）公开了一种单天线TD-SCDMA发射链路中的增益补偿系统，在传统TD-SCDMA发射系统的基础上，增加了一条由功放PA到模拟下变频器的反馈通道，包括衰减器和开关，其利用TD-SCDMA 通信制式中上下行链路不同时的工作特点，充分利用接收链路对发射信号反馈到基带；并且该系统还包括一设置于基带处理单元中的自动增益控制模块。上述技术方案只适用于单个发射通道时的情形，无法解决上述现有技术中存在的问题。
中国专利（CN1475043A）公开了一种非线性失真补偿功率放大器，其包括失真信号发生电路、增益调整电路、控制电路、输入/输出功率测定电路以及功率放大器。上述技术方案旨在对线性功率放大器做非线性补偿，并未涉及到现有技术中关于多个发射通道共存的问题。
发明内容
根据现有技术中存在的缺陷，现提供一种多通道信号发射系统及发射方法的技术方案，具体包括：
一种多通道信号发射系统，其中，包括
发射装置；所述发射装置包括多个发射通道；所述发射装置通过所述发射通道发射信号；
功放模组；所述功放模组连接所述发射装置；所述功放模组接收所述信号并放大；
选择装置；所述选择装置设置于所述发射装置和所述功放模组之间；所述选择装置选择发射所述信号时的所述发射通道；
补偿装置；所述补偿装置的一端分别连接于多个所述发射通道，另一端连接于所述功放模组的输入端；所述补偿装置根据发射所述信号时的所述发射通道对所述功放模组输出的发射功率进行补偿。
优选的，该多通道信号发射系统，其中，多个所述发射通道的发射频段相同或相近。
优选的，该多通道信号发射系统，其中，所述选择装置连接至所述发射装置的一端分别连接至多个所述发射通道，另一端连接所述功放模组；所述发射装置通过一个所述发射通道发射信号时，所述选择装置选择相应的所述发射通道，并接通所述发射通道和所述功放模组之间的传输线路。
优选的，该多通道信号发射系统，其中，所述补偿装置包括：
选择模块；所述选择模块的一端分别连接多个所述发射通道，另一端连 接所述功放模组的输入端；所述选择模块选择正在发射所述信号的所述发射通道，并根据选择的所述发射通道输出相应信号；
补偿模块；所述补偿模块设置于所述选择模块和所述功放模组的输入端之间；所述补偿模块接收所述选择模块发出的相应信号并向所述功放模组发送补偿发射增益的控制命令。
优选的，该多通道信号发射系统，其中，所述选择模块包括：
选择部件；所述选择部件的一端分别连接至多个所述发射通道，另一端连接至所述补偿模块；所述选择部件选择当前使用的所述发射通道，并根据选择所述发射通道输出相应的所述选择信号。
优选的，该多通道信号发射系统，其中，所述选择信号为所述发射装置通过所述发射通道发射信号时的发射功率参数。
优选的，该多通道信号发射系统，其中，所述补偿模块包括转换部件；所述转换部件连接所述选择部件；所述转换部件将所述选择部件发送的所述发射功率参数转换成与所述功放模组的发射增益调整信号匹配的控制信号；所述控制信号的变化与不同的所述发射功率参数形成一一对应。。
优选的，该多通道信号发射系统，其中，所述补偿模块是Ramp电路；所述Ramp电路将所述控制信号输出至所述功放模组中。
一种多通道信号发射方法，其中，采用上述的多通道信号发射系统，步骤包括：
所述发射装置选择一个所述发射通道发射信号；
所述选择装置接通所述发射装置选择的所述发射通道和所述功放模组之间的传输线路；
所述补偿装置根据所述发射装置选择的所述发射通道，按照预设的方法对所述功放模组的发射增益进行补偿；
所述功放模组根据所述发射增益，放大所述信号并输出。
优选的，该多通道信号发射方法，其中，所述预设的方法包括：
所述控制部件根据所述发射装置选择的所述发射通道，控制所述选择部件选择对应的所述发射通道；
所述选择部件选通所选择的所述发射通道，并输出对应的所述发射功率参数至所述转换部件；
所述转换部件将所述发射功率信号转换成对应的所述控制信号，并通过所述Ramp电路输出至所述匹配部件；
所述匹配部件根据所述控制信号，调取对应的所述发射增益调整信号；所述匹配部件根据所述发射增益调整信号，调整所述功放模组的所述发射增益。
上述技术方案的有益效果是：在一个功率放大器上添加Ramp电路，以控制功放模组的增益模式，实现了相同或相近频段的发射通道复用同一个PA的目的，提高了芯片的集成度，减少了布板面积和布线难度。
附图说明
图1是本发明的实施例中，一种多通道信号发射系统的结构示意图；
图2是本发明的实施例中，一种多通道信号发射方法的流程示意图；
图3是本发明的实施例中，对图2中的步骤3进行详细描述的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
为了满足不同3GPP协议下的无线传输的同时控制成本，需要在一个功率放大器上运用多种发射通道发射信号，本发明的实施例中，采用EDGE的功率放大器（Power Amplifier，PA）作为TD-SCDMA和GSM公用的PA，并采用GSM的Ramp（电压斜率）电路来改变不同发射通道下的增益功率，实现共用PA从而达到省电的效果，同时提高了芯片的集成度，减少了布板面积和布线难度。
如图1所示，本发明的实施例中，采用一个功率放大器放大不同通信制式下的信号的发射系统包括：一个集成了发射器和接收器的收发信机，发射器中包括多个发射通道，每个发射通道采用一种通信制式，多个发射通道所采用的通信制式的发射频段相同或相近。在本发明的实施例中，采用TD-SCDMA和GSM两种通信制式发射信号，其中TD-SCDMA的A频段和F频段分别为2012MHz-2025MHz以及1880MHz-1920MHz，GSM的DCS （Digital Cellular Service，数字蜂窝服务）和PCS（Personal Communication Service，个人通讯服务）的频段分别为1710MHz-1785MHz以及1850MHz-1910MHz。因为TD-SCDMA和GSM的上述频段比较接近，因此可以适用于本发明中的信号发射系统。
在本发明的其他实施例中，该多通道信号发射系统同样适用于与上述通信制式频段相同或相近的WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）以及LTE（Long Term Evolution，长期演进技术）等通信制式。
本发明的实施例中，包括多个发射通道的发射器与一个选择装置连接，该选择装置为多选一开关，在本发明的实施例中，该选择装置为二选一开关，二选一开关的复选端分别连接发射器的两个发射通道，另一端接入一个功放模组的输入端。当发射器通过一个发射通道发射信号时，二选一开关选通该发射通道到功放模组的传输线路，以使信号被传输至功放模组中进行信号放大处理。
在本发明的实施例中，上述功放模组为适用于EDGE网络的PA。
在本发明的实施例中，上述二选一开关实际设置于收发信机的发射器内部。
信号发射系统中，还包括一个补偿装置，补偿装置中首先包括一个选择部件，该选择部件也是一个多选一开关，在本发明的实施例中为二选一开关。该二选一开关的复选端分别连接两个发射通道，另一端连接至补偿装置中。当一个发射通道被启用于发射信号时，补偿装置中的二选一开关选通该发射通道，并根据该发射通道向补偿装置发出对应的选择信号；在本发明的实施例中，选择信号为模拟信号，进一步的，选择信号中实际所包含的内容为发射器通过特定发射通道发射信号时的发射功率参数；因此，选择信号实际为发射功率参数。
补偿装置中还包括一个转换部件，该转换部件连接至补偿装置中的二选一开关，当该二选一开关选通其中一个发射通道并发出对应的发射功率参数时，转换部件将该发射功率参数转换为对应的控制信号并输出到补偿装置中。在本发明的实施例中，该转换部件为DAC部件（数模转换器）；控制信号与使功放模组发射增益变化的调整信号匹配，并且控制信号的变化与发射功率 参数的变换一一对应。
上述选择部件（二选一开关）构成补偿装置中的选择模块（MUX，Multiplexer）。在本发明的实施例中，该选择模块实际设置于收发信机的发射器内部。
在本发明的实施例中，补偿装置包括一个补偿模块，补偿模块实际包括上述转换部件。本发明的实施例中，补偿模块实际为Ramp电路，该Ramp电路中包括上述DAC部件，Ramp电路将经DAC转换的控制信号输出至功放模组。因此，在DAC中应预置有与每个选择信号对应的一个控制信号。Ramp电路采用电压斜率补偿的方法调整功放模组的发射增益。
在本发明的实施例中，可以在功放模组中设置一个匹配部件，该匹配部件中预置有与单个控制信号对应的一个发射增益调整信号；当Ramp电路将多个控制信号输入到匹配部件时，匹配部件根据每个控制信号调取相应的发射增益调整信号，进而相应调整功放模组的发射增益。
在本发明的实施例中，对应TD-SCDMA通信制式，DAC可以将所接收到的不同的发射功率参数转换成相应的控制信号；在本发明的实施例中，该控制信号可以是电压信号，即将TD-SCDMA通信制式下的发射功率分割为2-3个不同的功率等级（即功率范围），每个功率等级对应一个固定的控制信号输出，不同的发射功率的等级可以对应于采用HSPA或者HSPA+等TD-SCDMA通信制式下演进的通信制式发射信号的发射功率；因此，在匹配部件中也预置有对应的2-3个固定的发射功率调整信号。在TD-SCDMA通信制式下，采用不同的发射功率发射信号时，Ramp电路通过输出2-3个固定的控制信号来改变功放模组中的增益模式，因此功放模组可以2-3个不同的发射增益输出放大后的信号。因此，本发明的实施例中，该信号发射系统在TD-SCDMA通信制式下发射信号时，具有2-3个发射增益等级。
在本发明的实施例中，对应GSM通信制式，DAC中预置有对应不同发射功率的15个对应的控制信号，即将GSM通信制式下的发射功率分割为15个不同的功率等级（即功率范围），每个功率等级对应一个控制信号，上述不同的功率等级可以对应于采用GPRS或者EDGE等GSM通信制式下演进的通信制式发射信号的发射功率；因此，在匹配部件中也预置有对应的15个不同的发射增益调整信号。在GSM通信制式下，采用不同的发射功率发射信 号时，Ramp电路可以通过输出15个不同的控制信号来改变功放模组的发射增益。也就是说，在GSM通信制式下，当采用不同的发射功率发射信号时，功放模组中可以产生15个不同的增益等级，相应的具有15个不同的发射增益。
在本发明的其他实施例中，若采用WCDMA通信制式或LTE通信制式发射信号时，Ramp电路同样可以通过其不同的发射功率输出不同的控制信号至功放模组，从而改变功放模组的增益等级。
如图2所示，本发明的实施例中，采用上述多通道信号发射系统发射信号的方法包括：
步骤1，发射装置选择一个发射通道发射信号；
步骤2，选择装置接通发射装置选择的发射通道和功放模组之间的传输线路；
步骤3，补偿装置根据发射装置选择的发射通道，按照预设的方法对功放模组的发射增益进行补偿；
步骤4，功放模组根据发射增益，放大信号并输出。
本发明的实施例中，上述步骤3中，预设的方法具体如图3所示：
步骤31，步骤控制部件根据发射装置选择的发射通道，控制选择部件选择对应的发射通道；
步骤32，选择部件选通所选择的发射通道，并输出对应的发射功率参数至转换部件；
步骤33，转换部件将发射功率信号转换成对应的控制信号，并通过Ramp电路输出至匹配部件；
步骤34，匹配部件根据控制信号，调取对应的发射增益调整信号；匹配部件根据发射增益调整信号，调整功放模组的发射增益。
进一步的，本发明的实施例中，上述多通道信号发射方法具体由下文详述：
收发信机中的发射器选择一个发射通道开始发射信号；
功放模组与发射器之间的二选一开关选通当前使用的发射通道与功放模组之间的传输线路；
补偿装置中的二选一开关选通当前使用的发射通道与Ramp电路之间的 传输线路；
二选一开关向DAC发送对应选通的一个发射通道所产生的包括发射功率参数的信号；
DAC将上述信号转换成预置的一个对应的控制信号，并通过Ramp电路输出至功放模组中；在本发明的实施例中，当二选一开关选通TD-SCDMA时，DAC根据当前的发射功率所处的功率等级，输出2-3个固定的电压信号中的一个，即表示在TD-SCDMA通信制式下，发射信号具有2-3个增益等级；而在二选一开关选通GSM时，数据转换器一般根据发射功率输出15个固定的电压信号中的一个，即可表示在GSM通信制式下，发射信号具有15个增益等级。
功放模组中的匹配部件读取上述输入的电压信号，并调取预置的对应发射增益调整信号；匹配部件根据该调整信号调整功放模组输出端的发射增益，以满足正在启用的发射通道所发射的信号的输出功率要求。
在本发明的实施例中，在TD-SCDMA通信制式下，匹配部件根据输入的不同控制信号，可以在2-3个不同的增益等级之间进行切换，从而功放模组可以具有2-3个不同的发射增益；在GSM通信制式下，匹配部件可以在15个不同的增益等级之间进行切换，从而功放模组可以具有15个不同的发射增益。
传统的PA可以采用GPIO（General Purpose Input/Output，通用输入/输出）模式控制其增益等级，但是这种控制方法只适用于具有GPIO接口的PA，如果用GPIO模式控制使用Ramp电路的PA，由于GPIO模式下，系统只能输出几个固定的电压值（即控制信号），且电压值不能适应采用TD-SCDMA或GSM模式发射信号时所需触发的增益等级条件，因此需要在功放模组的GPIO接口端设置多个不同的电压分压器来人为达到所需的分压值；并且，在GPIO接口和Ramp电路之间需要设置开关来进行切换操作。因此，本发明的实施例中，直接采用Ramp电路实现TD-SCDMA复用GSM通信制式的PA的技术方案，相对于现有技术具有突出的进步效果，解决了现有技术中存在的问题。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。