TD-SCDMA直放站ALC控制方案的研究

　　1.引言

　　TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access时分同步码分多址)技术是我国获得国际电联批准的第一个第三代移动通信系统标准，该标准能满足日益增长的无线通信高速多媒体业务和可在世界范围移动的需求，采用了智能天线、联合检测、软件无线电和接力切换等新技术，它必然成为我国部署3G网络的主角。在TD-SCDMA系统中直放站是不可或缺的一部分。直放站的应用不仅可以增加网络覆盖，使施主基站的覆盖得到延伸，也能增加空闲基站的话务负荷，或是分摊繁忙基站的话务量，还可以起到优化网络的作用等，同时也是解决室内覆盖的重要设备。

　　本文所讨论的ALC(Automatic level control自动电平控制)是直放站系统中极为重要的一环，它是指当放大器输出信号电平到达ALC设定值时，增加输入信号电平，放大器对输出信号电平的控制能力。对于直放站来说，ALC技术所实现的功能就是一方面控制输出电平保证功放器件不会工作在过功率状态下,另一方面控制直放站的输出功率在覆盖允许范围内，既能够满足网络规划时的覆盖距离要求，又不会产生过强的输出信号对相邻基站造成干扰。

　　2.ALC控制方案研究

　　2.1 ALC的控制原理

　　要做到在输出信号到达设定值时，增加输入信号电平，而输出信号电平基本保持不变，也就是使放大电路的增益自动地随信号强度而调整,使系统的输出电平保持在一定范围内,因此称为自动电平控制。一般的ALC电路可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。其工作原理示意图如下：

　　图1 ALC电路工作原理图

　　增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控制电压形成电路的基本部件是检波器和低通平滑滤波器，有时也包含门电路和直流放大器等部件。放大电路的输出信号Uo 经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后，与设定的最大输出功率进行比较，产生用以控制增益受控放大器的电压Uc 。当输入信号Ui增大时，Uo和Uc亦随之增大 。而作为一个负反馈网络， Uc 增大使放大电路的增益下降，从而使输出信号的变化量显著小于输入信号的变化量，达到自动增益控制的目的。也就是说，ALC电路的主要工作原理是用反应信号幅度变化趋势的直流缓变电压去控制压控衰减器，以达到控制输出电平的目的。

　　2.2 TD-SCDMA信号的特点

　　图2 TD-SCDMA信号结构

　　TD-SCDMA信号的结构如上图所示。其帧结构将10ms的无线帧分成两个5ms的子帧，每个子帧中有7个常规时隙和3个特殊时隙。三个特殊时隙分别为下行导频时隙DwPTS、主保护时隙GP和上行导频时隙UpPTS。在7个常规时隙中TS0总是分配给下行链路，而TS1总是分配给上行链路。通过灵活配置上下行时隙的个数，使TD-SCDMA适用于上下行对称及非对称业务模式。上行时隙和下行时隙之间由转换点分开。在TD-SCDMA系统中，每个 5ms的子帧有两个转换点：第一个转换点是从下行链路转到上行链路，位置在DwPTS和UpPTS之间的GP;第二个转换点是从上行链路转到下行链路，位置在每个子帧中最后一个上行时隙和第二个下行时隙之间，TS0是第一个下行时隙。其中，第一个转换点相对于每个子帧的开始时间是固定的;第二个转换点随着分配给上下行的时隙数不同而变化。