无线通信系统中的信号中继放大系统和方法技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种无线通信系统中的信号
中继放大系统和方法。
背景技术
在无线通信系统中，用户终端的使用，对其所处区域的信号强度有一定
的要求。在移动基站信号边缘区域，由于信号强度不足，会导致用户终端及
类似设备无法正常使用。
通过提高用户终端的接收功耗，可以增强对低强度信号的接收能力，但
是受移动通讯协议和用户终端电池容量的限制，这种方法通常是不可行的。
而利用移动信号中继放大装置，在一定区域内接收并放大空间内的移动
基站信号，供附近的用户终端使用，可以有效地解决信号微弱区域用户终端
的使用问题。
现有技术中的移动信号中继放大装置，大多采用分立器件组建信号链路，
结构复杂，射频性能不易控制。具体地，存在功率放大时的增益无法控制和/
或工作频段无法控制等缺陷。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种便于控制其射频性能的信号中继放
大装置，尤其是功率放大时的增益可控以及工作频段可控。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种无线通信系统中的信号
中继放大系统，包括：基带芯片、第一射频收发机芯片、第二射频收发机芯
片和天线；所述第一射频收发机芯片和所述第二射频收发机芯片级联，所述
基带芯片分别连接所述第一射频收发机芯片和所述第二射频收发机芯片，所
述第一射频收发机芯片和所述第二射频收发机芯片分别与所述天线耦接；其
中：
基带芯片，适于预先设置第一预设功率；
天线，适于将接收到的来自于基站的第一接收信号传输至第一射频收发
机芯片；
第一射频收发机芯片，适于对所述第一接收信号进行放大和向下混频，
得到第一中间信号；
基带芯片，还适于响应于检测到的第一中间信号，根据所述第一中间信
号的功率以及第一预设功率，对第二射频收发机芯片功率放大时的增益进行
控制；
第二射频收发机芯片，适于将所述第一中间信号放大至第一预设功率，
得到第一发送信号；
天线，还适于将所述第一发送信号进行发射。
可选的，基带芯片，还适于预先设置第二预设功率和第一预设频率；
天线，还适于将接收到的来自于用户终端的第二接收信号传输至第二射
频收发机芯片；
第二射频收发机芯片，还适于对所述第二接收信号进行向下混频，得到
第二中间信号；
基带芯片，还适于响应于检测到的第二中间信号，根据所述第一预设频
率，对所述第一射频收发机芯片向上混频的频率进行控制，根据所述第二中
间信号的功率以及第二预设功率，对第一射频收发机芯片功率放大时的增益
进行控制；
第一射频收发机芯片，还适于将所述第二中间信号向上混频至第一预设
频率、放大至第二预设功率，得到第二发送信号；
天线，还适于将所述第二发送信号进行发射。
可选的，所述天线包括：第一天线和第二天线，所述第一射频收发机芯
片与所述第一天线耦接，所述第二射频收发机芯片与所述第二天线耦接；其
中：
第一天线，适于将接收到的来自于基站的第一接收信号传输至第一射频
收发机芯片，还适于将所述第二发送信号进行发射；
第二天线，适于将所述第一发送信号进行发射，还适于将接收到的来自
于用户终端的第二接收信号传输至第二射频收发机芯片。
可选的，基带芯片，还适于预先设置第一工作频段，在所述第一工作频
段内进行搜网、选网、并驻留在优选频点下。
可选的，所述基带芯片包括：用户配置接口；
用户配置接口，适于根据用户的指令预先设置第一预设功率、第二预设
功率、第一预设频率和/或第一工作频段。
可选的，所述第一射频收发机芯片包括：适用于不同制式的一个或多个
滤波器；所述对所述第一接收信号进行放大包括：根据所述第一接收信号的
制式，采用适用于该制式的滤波器对所述第一接收信号进行分路放大。
可选的，还包括：电源管理单元，所述电源管理单元连接所述基带芯片。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种无线通信系统中的信
号中继放大方法，包括：
预先设置第一预设功率；
响应于接收到的来自于基站的第一接收信号，将所述第一接收信号传输
至第一射频收发机芯片；
对所述第一接收信号进行放大和向下混频，得到第一中间信号；
响应于基带芯片检测到的第一中间信号，根据所述第一中间信号的功率
以及第一预设功率，对第二射频收发机芯片功率放大时的增益进行控制；
将所述第一中间信号放大至第一预设功率，得到第一发送信号；
将所述第一发送信号进行发射。
可选的，还包括：
预先设置第一工作频段；
在所述第一工作频段内进行搜网、选网、并驻留在优选频点下。
可选的，还包括：根据用户的指令预先设置第一预设功率和/或第一工作
频段。
可选的，所述对所述第一接收信号进行放大包括：根据所述第一接收信
号的制式，采用适用于该制式的滤波器对所述第一接收信号进行分路放大。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种无线通信系统中的信
号中继放大方法，包括：
预先设置第二预设功率和第一预设频率；
响应于接收到的来自于用户终端的第二接收信号，将所述第二接收信号
传输至第二射频收发机芯片；
对所述第二接收信号进行向下混频，得到第二中间信号；
响应于基带芯片检测到的第二中间信号，根据所述第一预设频率，对所
述第一射频收发机芯片向上混频的频率进行控制，根据所述第二中间信号的
功率以及第二预设功率，对第一射频收发机芯片功率放大时的增益进行控制；
将所述第二中间信号向上混频至第一预设频率、放大至第二预设功率，
得到第二发送信号；
将所述第二发送信号进行发射。
可选的，还包括：根据用户的指令预先设置第二预设功率和/或第一预设
频率。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
利用已有的通信基带芯片和射频收发机芯片作为信号中继放大系统的主
体，采用两块射频收发机芯片级联的方式，构成信号接收放大的主通路，基
带芯片作为控制单元，根据预先设置功率放大的增益，控制射频收发机芯片
的行为，相对于现有技术中的信号中继放大系统而言，能够方便地控制功率
放大时的增益，并且能够自动调整功率放大的倍数。
进一步地，支持无线信号双向放大，即既能够将来自于基站的信号放大
后发射(供用户终端接收)，也能够将来自于用户终端的信号放大后发射(供
基站接收)。
进一步地，根据预先设置的第一工作频段进行搜网、选网、并驻留下优
选频点下，从而能够在用户指定的工作频段范围内工作，并实现工作频段的
自适应，还可以进一步支持多个工作频段及其任意组合。
进一步地，所述第一射频收发机芯片可以包括：适用于不同制式的一个
或多个滤波器；所述对所述第一接收信号进行放大包括：根据所述第一接收
信号的制式，采用适用于该制式的滤波器对所述第一接收信号进行分路放大，
从而支持不同制式的通信网络。
附图说明
图1为本发明实施例中无线通信系统中的信号中继放大装置结构框图；
图2为本发明实施例中无线通信系统中的信号中继放大方法流程图；
图3为本发明实施例中无线通信系统中的信号中继放大方法流程图。
具体实施方式
根据背景技术部分的分析可知，现有技术中的移动信号中继放大装置，
大多采用分立器件组建信号链路，结构复杂，射频性能不易控制。具体地，
存在功率放大时的增益无法控制和/或工作频段无法控制等缺陷。
发明人经研究后提出了一种便于控制其射频性能的信号中继放大装置，
利用已有的通信基带芯片和射频收发机芯片作为信号中继放大系统的主体，
采用两块射频收发机芯片级联的方式，构成信号接收放大的主通路，基带芯
片作为控制单元，根据预先设置功率放大的增益，控制射频收发机芯片的行
为，相对于现有技术中的信号中继放大系统而言，能够方便地控制功率放大
时的增益，并且能够自动调整功率放大的倍数尤其是功率放大时的增益可控
以及工作频段可控。
为使本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下参照附图，通过具
体实施例进行详细说明。
实施例一
如下所述，本发明实施例提供一种无线通信系统中的信号中继放大系统。
参照图1所示的无线通信系统中的信号中继放大系统结构框图。
所述无线通信系统中的信号中继放大系统包括：基带芯片105、第一射频
收发机芯片101、第二射频收发机芯片102和天线103、104；其中：
所述第一射频收发机芯片101和所述第二射频收发机芯片102级联，其
中，所述第一射频收发机芯片101和所述第二射频收发机芯片102之间可以
包括两条通路，分别用于上行和下行信号的传输；
所述基带芯片105分别连接所述第一射频收发机芯片101和所述第二射
频收发机芯片102；
所述第一射频收发机芯片101和所述第二射频收发机芯片102分别与所
述天线103、104耦接。
本实施例采用两块射频收发机芯片级联的方式，构成信号接收放大的主
通路。
天线103、104可以包括：第一天线103和第二天线104；其中：
第一天线103与所述第一射频收发机芯片101耦接，适于与基站进行无
线通信；
第二天线104与所述第二射频收发机102芯片耦接，适于与用户终端进
行无线通信。
可以理解的是，第一天线103和第二天线104可以是分立的，也可以集
成为同一天线。
本实施例中的无线通信系统中的信号中继放大系统能够实现无线信号的
双向放大，即既能够将来自于基站的信号放大后发射(供用户终端接收)，也
能够将来自于用户终端的信号放大后发射(供基站接收)。
对于来自于基站的信号，所述信号中继放大系统中各部件的主要功能如
下：
基带芯片，适于预先设置第一预设功率。
第一预设功率后续会用于对第二射频收发机芯片功率放大时的增益进行
控制。
在具体实施中，所述基带芯片可以包括：用户配置接口，适于根据用户
的指令预先设置第一预设功率。
具体地，该用户配置接口可以通过人机界面(软件)的形式与用户进行
交互。
也就是说，本实施例中的无线通信系统中的信号中继放大系统允许用户
自行设置功率放大时的增益。具体地，既可以是设置放大的倍数，也可以是
设置放大后的信号功率，由软件计算得出放大的倍数。
可以理解的是，也可以将第一预设功率配置为默认值，从而不再需要用
户手动设置。
在另一个实施例中，基带芯片在预先设置第一预设功率的基础上，还可
以预先设置第一工作频段。类似地，可以通过用户配置接口，根据用户的指
令预先设置第一工作频段。
该无线通信系统中的信号中继放大系统根据所述第一工作频段进行搜网、
选网、并驻留下优选频点下。
也就是说，本实施例中的无线通信系统中的信号中继放大系统，能够在
用户指定的工作频段范围内工作。
在具体实施中，还可以进一步支持多个工作频段及其任意组合，即所述
第一工作频段既可以是单个频段，也可以是多个频段及其任意组合。
通过以上对技术方案的描述可以看出：本实施例中，根据预先设置的第
一工作频段进行搜网、选网、并驻留下优选频点下，从而能够在用户指定的
工作频段范围内工作，并实现工作频段的自适应，还可以进一步支持多个工
作频段及其任意组合。
天线，适于将接收到的来自于基站的第一接收信号传输至第一射频收发
机芯片。
第一天线响应于接收到的来自于基站的第一接收信号，将所述第一接收
信号传输至第一射频收发机芯片。
第一射频收发机芯片，适于对所述第一接收信号进行放大和向下混频，
得到第一中间信号。
第一射频收发机芯片接收来自于第一天线的第一接收信号，对所述第一
接收信号进行放大和向下混频，经放大和向下混频后得到的第一中间信号能
够被基带芯片检测到。
由于不同制式通信网络的信号特性不同，为了实现对多种不同制式通信
网络的支持，在具体实施中，所述第一射频收发机芯片可以包括：适用于不
同制式的一个或多个滤波器；所述对所述第一接收信号进行放大包括：根据
所述第一接收信号的制式，采用适用于该制式的滤波器对所述第一接收信号
进行分路放大，以保证噪声系数在一个较低的水平。
通过以上对技术方案的描述可以看出：本实施例中，所述第一射频收发
机芯片可以包括：适用于不同制式的一个或多个滤波器；所述对所述第一接
收信号进行放大包括：根据所述第一接收信号的制式，采用适用于该制式的
滤波器对所述第一接收信号进行分路放大，从而支持不同制式的通信网络。
基带芯片，适于响应于检测到的第一中间信号，根据所述第一中间信号
的功率以及第一预设功率，对第二射频收发机芯片功率放大时的增益进行控
制。
本实施例由基带芯片根据预先设置的第一预设功率，控制后续第二射频
收发机芯片功率放大时的增益。
如前所述，第一预设功率既可以是放大的倍数，也可以是放大后的信号
功率，由软件计算得出放大的倍数。根据放大后的信号功率和第一中间信号
的功率，即可计算得出放大的倍数。
第二射频收发机芯片，适于将所述第一中间信号放大至第一预设功率，
得到第一发送信号。
第二射频收发机芯片在基带芯片的控制下，将所述第一中间信号放大至
第一预设功率，得到第一发送信号。该第一发送信号后续会通过第二天线进
行发射，供用户终端接收。
为了使得用户终端能够接收到良好的信号，所述第一预设功率应当为适
合用户终端接收的信号功率。
可以理解的是，若第一预设功率较大，则信号有效覆盖的范围较大、且
能够被接收能力较差的用户终端接收，但信号功率较大的信号中继放大系统
会对基站信号产生一定的干扰；反之，若第一预设功率较小，则对基站信号
的干扰也较小，但信号有效覆盖的范围也会随之减小，不利于信号边缘区域
的用户终端接收。
在具体实施中，可以综合考虑信号所需覆盖的范围、对基站信号的影响、
以及用户终端的接收能力等多种因素，来配置所述第一预设功率的值或放大
倍数。
天线，适于将所述第一发送信号进行发射。
第二天线接收来自于第二射频收发机芯片的第一发送信号，将所述第一
发送信号进行发射，供用户终端接收。
通过以上对技术方案的描述可以看出：本实施例中，利用已有的通信基
带芯片和射频收发机芯片作为信号中继放大系统的主体，采用两块射频收发
机芯片级联的方式，构成信号接收放大的主通路，基带芯片作为控制单元，
根据预先设置功率放大的增益，控制射频收发机芯片的行为，相对于现有技
术中的信号中继放大系统而言，能够方便地控制功率放大时的增益，并且能
够自动调整功率放大的倍数。
在具体实施中，该无线通信系统中的信号中继放大系统还可以包括：电
源管理单元，所述电源管理单元连接所述基带芯片，用于为该系统提供电源。
对于来自于用户终端的信号，所述信号中继放大系统中各部件的主要功
能如下：
基带芯片，适于预先设置第二预设功率和第一预设频率。
类似地，可以通过用户配置接口，根据用户的指令预先设置第二预设功
率和第一预设频率。
天线，适于将接收到的来自于用户终端的第二接收信号传输至第二射频
收发机芯片。
第二天线响应于接收到的来自于用户终端的第二接收信号，将所述第二
接收信号传输至第二射频收发机芯片。
第二射频收发机芯片，适于对所述第二接收信号进行向下混频，得到第
二中间信号。
第二射频收发机芯片接收来自于第二天线的第二接收信号，对所述第二
接收信号进行向下混频，经向下混频后得到的第二中间信号能够被基带芯片
检测到。
基带芯片，适于响应于检测到的第二中间信号，根据所述第一预设频率，
对所述第一射频收发机芯片向上混频的频率进行控制，根据所述第二中间信
号的功率以及第二预设功率，对第一射频收发机芯片功率放大时的增益进行
控制。
本实施例由基带芯片根据预先设置的第一预设频率，控制后续第一射频
收发机芯片向上混频后的频率，根据预先设置的第二预设功率，控制后续第
一射频收发机芯片功率放大时的增益。
第一射频收发机芯片，适于将所述第二中间信号向上混频至第一预设频
率、放大至第二预设功率，得到第二发送信号。
第二射频收发机芯片在基带芯片的控制下，将所述第二中间信号向上混
频至第一预设频率、并放大至第二预设功率，得到第二发送信号。该第二发
送信号后续会通过第一天线进行发射，供基站接收。
可以理解的是，所述第一预设频率为适合基站接收的信号频率，所述第
二预设功率为适合基站接收的信号功率。
天线，还适于将所述第二发送信号进行发射。
第一天线接收来自于第一射频收发机芯片的第二发送信号，将所述第二
发送信号进行发射，供基站接收。
通过以上对技术方案的描述可以看出：本实施例中，支持无线信号双向
放大，即既能够将来自于基站的信号放大后发射(供用户终端接收)，也能够
将来自于用户终端的信号放大后发射(供基站接收)。
实施例二
如下所述，本发明实施例提供一种无线通信系统中的信号中继放大方法，
将来自于基站的信号放大后发射(供用户终端接收)。
参照图2所示的无线通信系统中的信号中继放大方法流程图，以下通过
具体步骤进行详细说明：
S201，预先设置第一预设功率。
在具体实施中，还可以包括：
预先设置第一工作频段；
在所述第一工作频段内进行搜网、选网、并驻留在优选频点下。
在具体实施中，可以根据用户的指令预先设置第一预设功率和/或第一工
作频段。
通过以上对技术方案的描述可以看出：本实施例中，根据预先设置的第
一工作频段进行搜网、选网、并驻留下优选频点下，从而能够在用户指定的
工作频段范围内工作，并实现工作频段的自适应，还可以进一步支持多个工
作频段及其任意组合。
S202，响应于接收到的来自于基站的第一接收信号，将所述第一接收信
号传输至第一射频收发机芯片。
在具体实施中，可以根据所述第一接收信号的制式，采用适用于该制式
的滤波器对所述第一接收信号进行分路放大。
S203，对所述第一接收信号进行放大和向下混频，得到第一中间信号。
S204，响应于基带芯片检测到的第一中间信号，根据所述第一中间信号
的功率以及第一预设功率，对第二射频收发机芯片功率放大时的增益进行控
制。
S205，将所述第一中间信号放大至第一预设功率，得到第一发送信号。
所述第一预设功率为适合用户终端接收的信号功率。
S206，将所述第一发送信号进行发射。
通过以上对技术方案的描述可以看出：本实施例中，利用已有的通信基
带芯片和射频收发机芯片作为信号中继放大系统的主体，采用两块射频收发
机芯片级联的方式，构成信号接收放大的主通路，基带芯片作为控制单元，
根据预先设置功率放大的增益，控制射频收发机芯片的行为，相对于现有技
术中的信号中继放大系统而言，能够方便地控制功率放大时的增益，并且能
够自动调整功率放大的倍数。
实施例三
如下所述，本发明实施例提供一种无线通信系统中的信号中继放大方法，
将来自于用户终端的信号放大后发射(供基站接收)。
参照图3所示的无线通信系统中的信号中继放大方法流程图，以下通过
具体步骤进行详细说明：
S301，预先设置第二预设功率和第一预设频率。
在具体实施中，可以根据用户的指令预先设置第二预设功率和/或第一预
设频率。
S302，响应于接收到的来自于用户终端的第二接收信号，将所述第二接
收信号传输至第二射频收发机芯片。
S303，对所述第二接收信号进行向下混频，得到第二中间信号。
S304，响应于基带芯片检测到的第二中间信号，根据所述第一预设频率，
对所述第一射频收发机芯片向上混频的频率进行控制，根据所述第二中间信
号的功率以及第二预设功率，对第一射频收发机芯片功率放大时的增益进行
控制。
S305，将所述第二中间信号向上混频至第一预设频率、放大至第二预设
功率，得到第二发送信号。
所述第一预设频率为适合基站接收的信号频率，所述第二预设功率为适
合基站接收的信号功率。
S306，将所述第二发送信号进行发射。
通过以上对技术方案的描述可以看出：本实施例中，支持无线信号双向
放大，即既能够将来自于基站的信号放大后发射(供用户终端接收)，也能够
将来自于用户终端的信号放大后发射(供基站接收)。
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中，全部或部分
步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成的，该程序可以存储于一计算机
可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，
在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保
护范围应当以权利要求所限定的范围为准。