[发明专利]提高时分双工终端功率放大器开关时间精度的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种提高时分双工(Time Division Duplexing，TDD)终端功率放大器(Power Amplifier，PA)开关时间精度的系统及方法。

背景技术

请参阅图1，在时分双工模式的移动通信系统中，一个无线帧包括2个子帧，每个子帧由7个业务时隙、3个特殊时隙(下行导频时隙DwPTS、保护间隔GP和上行导频时隙UpPTS)以及2个开关点(Switch point)组成，开关点是上下行时隙的转换点，其中1个开关点固定在DwPTS和GP之间，是下行转上行；另一个开关点是可变的，可配置在TS1到TS6之间5个可能的地方，是上行转下行。基站到终端之间的上行和下行通信使用同一频率信道(即载波)的不同时隙，通过时间分配来分离接收和传送信道，某个时间段由基站发送信号给终端，另外的时间段由终端发送信号给基站，基站和终端之间必须协同一致才能顺利工作。终端为了保证在网络配置的时隙内顺利地接收下行信号和发射上行信号，必须有效的控制收发链路的工作时间。发射链路工作的开启和关闭时间过长，尤其在大功率下可能对相邻的接收时隙产生干扰，甚至导致接收机饱和而无法正常工作；此外还会导致射频部分指标如开关时间模版(Transmit On/Of Time Mask)失败，也不利于终端的省电。

对时分双工终端来说，有效控制发信机的工作时序是必要的环节，而对PA(Power Amplifier，功率放大器)开关时间的有效控制是发信机工作时序的重要部分。从业务时隙来看，PA开关时间控制在业务时隙中的保护间隔时间12.5uS内，可以保证不会对相邻时隙造成影响。根据发射开关时间模版的要求，时隙打开时间间隔虽然分为20chips和19chips两部分，但是PA打开一般大于-50dBm，因此PA的打开和关闭时间应该控制在9.375us(12chips)内。

请参阅图2，现在有两类PA对应两种控制操作方法：一类PA是通过比较精确的电压来控制功放偏置电路从而开启和关闭PA，这类PA是主流；另一类PA是通过普通数字逻辑电平来控制PA使能完成开启和关闭，这类PA是发展的趋势。第一类PA的控制电压Reference Voltage精度高，电流大(毫安级)，因此这类PA的控制相对复杂，响应时间因不同的控制设计而有所差异。第二类PA控制电压Enable Digital Control Voltage精度低，电流小，可使用GPIO(General Purpose I/O)，而GPIO的响应时间为微秒级(如≤3us)，因此这类PA开关响应时间就是GPIO响应时间加上PA响应时间，其中PA响应时间由PA特性决定，通常都是在几个微秒(如≤6us)。

请参阅图3，Reference Voltage的电压误差范围要求在±0.1V左右，电流小于10mA，为实现这个要求，通常的办法是使用辅助数字模拟转换器(辅助DAC)。辅助DAC的输入口通常采用SPI串口，包括SPI_CLOCK，SPI_DATA，以及SPI_EN。辅助DAC的输出口和PA的VRFE端相连。SPI_CLOCK的上限速率由辅助DAC特性决定，它和SPI_EN配合在SPI_DATA数据线上传输数据信号。辅助ADC的输出电流根据Reference Voltage需求电流进行选型后确定。辅助DAC响应时间以SPI_EN电平转换点为基准，影响辅助DAC响应时间的因素有SPI_CLOCK输入的时钟、SPI_DATA输入的数字信号位数和长度，以及辅助DAC数字信号转换成电压信号的时间。通常辅助DAC的转换时间为小于等于1us，SPI_CLOCK输入的时钟越快(不超过辅助DAC上限)，SPI_DATA输入的数字信号位数越少，长度越短，则辅助DAC响应时间越快。对终端来说SPI_CLOCK使用专用时钟过于浪费资源，通常会使用数字基带通用时钟，由于通用时钟受制于省电的需求，在终端不同状态(如驻留、通话和PS业务等)下有不同的速率，而PA的开关时间为辅助DAC的响应时间加上PA响应时间，因此PA的开关时间在不同状态下有几十倍的差别，带有不确定性，这是终端无法接受的。

本发明则提供一种新的系统及方法用以改善或解决上述的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种提高时分双工终端功率放大器开关时间精度的系统及方法。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：