CN101605007B - 时分-同步码分多址信号发生时隙稳幅装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时分-同步码分多址信号发生时隙稳幅装置及方法，其中所述装置包括：测试信号生成单元、功率调节单元、功率放大单元、信号取样单元、计算控制单元和衰减网络单元；本装置通过功率放大单元保证信号输出的最大功率，通过衰减网络单元保证信号输出的动态范围，通过信号取样单元和时隙功率计算单元计算出输出的TD-SCDMA信号的时隙功率，与基准单元的理论功率相比，通过控制单元调整功率调节单元的增益，从而控制输出TD-SCDMA信号在每个子帧下同一个时隙功率基本保持不变。

Description

时分-同步码分多址信号发生时隙稳幅装置及方法

技术领域

本发明涉及TD-SCDMA(Time-Division Synchronization Code Division-Multiple-Access，时分-同步码分多址)终端射频一致性测试和TD-SCDMA终端板级校准测试应用领域，尤其涉及一种TD-SCDMA信号发生时隙稳幅装置及方法。

背景技术

TD-SCDMA终端射频一致性测试是通信行业非常关键的一致性测试之一，TD-SCDMA终端的射频一致性测试在标准3GPP 34.122上有严格的规定，其中误码率测试/误块率测试在终端设备研发、生产以及射频故障定位等方面起到非常重要的作用。TD-SCDMA终端板级校准测试也是终端生产必须的测试之一，TD-SCDMA终端板级校准测试设备的指标将决定终端的最终性能。

由于标准3GPP 34.122规定时间误码率测试/误块率测试和TD-SCDMA终端板级校准测试对测试设备要求很高。同时，我国《TCG005-1TD-SCDMA终端射频一致性测试设备的验证方法》对TD-SCDMA终端射频一致性测试设备的做出了具体的要求，要求TD-SCDMA终端射频一致性测试设备输出的TD-SCDMA时隙信号的功率范围为：-20dBm～-120dBm、时隙功率准确度：0.7dB，因此，如何产生大动态范围、高精度的TD-SCDMA多时隙信号成为TD-SCDMA终端射频一致性测试领域的研究热点。

已有的信号发生稳幅装置有两种，即自动稳幅环路和取样保持稳幅环路。自动稳幅环路为全程自动稳幅环路，输出信号功率将稳幅在一个固定功率上，TD-SCDMA信号为时隙脉冲信号，这将给自动稳幅环路带来麻烦。由于自动稳幅环路的缘故，脉冲信号输出将产生信号功率震荡效应，带来TD-SCDMA信号质量的恶化，因此TD-SCDMA信号输出稳幅不利于采用该方法；取样保持稳幅环路是自动稳幅环路的一种改进技术，可适用于脉冲信号的输出功率稳幅，但是脉冲信号的输出功率只能维持一种功率，但是TD-SCDMA终端射频一致性测试时要求在一帧上输出多个不同功率的时隙信号，这样取样保持稳幅环路将很难实现TD-SCDMA信号的稳幅输出。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种TD-SCDMA信号发生时隙稳幅装置及方法，用以解决现有技术中的信号发生稳幅装置很难实现稳幅输出的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种TD-SCDMA信号发生时隙稳幅装置，所述装置包括：测试信号生成单元、功率调节单元、功率放大单元、信号取样单元、计算控制单元和衰减网络单元，其中，

所述测试信号生成单元，用于产生满足测试需求频点的TD-SCDMA信号，并将该TD-SCDMA信号经所述功率调节单元传输给所述功率放大单元；

所述功率放大单元，用于将接收到TD-SCDMA信号的输出功率放大到测试需求功率的大小；

所述信号取样单元，用于将从所述功率放大单元接收到的放大后的TD-SCDMA信号分成两路，主路信号发送给所述衰减网络单元，辅路信号转换为电压后发送给所述计算控制单元；

所述计算控制单元，用于对辅路信号训练序列位置的电压进行平均计算，并根据电压平均值与基准电压大小比较的结果控制功率调节单元进行增益调节；

所述功率调节单元，用于根据所述计算控制单元的控制动态调节TD-SCDMA信号的功率，使得TD-SCDMA信号在每个子帧下同一时隙功率保持不变；

所述衰减网络单元，用于接收主路信号，并根据测试需求调整主路信号的衰减量，使得TD-SCDMA信号的时隙功率达到测试需求功率范围。

进一步地，所述测试信号生成单元具体包括：基带单元和变频单元，其中，

所述基带单元，用于产生测试需求的TD-SCDMA基带信号，并将产生的TD-SCDMA基带信号发送给所述变频单元；

所述变频单元，用于将接收到的TD-SCDMA基带信号变频到测试需求的频点上，并将变频后得到的TD-SCDMA信号经所述功率调节单元发送到功率放大单元。

所述基带单元产生的测试需求TD-SCDMA基带信号为：每帧一个时隙的TD-SCDMA基带信号，或者每帧多个时隙且时隙内功率相等的TD-SCDMA基带信号，或者每帧多个时隙且时隙内功率不等的TD-SCDMA基带信号。

进一步地，所述计算控制单元具体包括：时隙功率计算单元、基准单元、比较单元和控制单元，其中，

所述时隙功率计算单元，用于接收信号取样单元发来的由辅路信号转换的电压，取出训练序列位置的电压进行平均计算，并将计算得到的平均电压发送给所述比较单元；

所述基准单元，用于根据测试需求计算得到基准电压，并将计算得到的基准电压发送给所述比较单元；

所述比较单元，用于将得到的平均电压与基准电压进行比较，如果平均电压大于基准电压，则触发控制单元降低功率调节单元的增益；如果小于基准电压，则触发控制单元增加功率调节单元的增益；

所述控制单元，用于根据所述比较单元的比较结果控制所述功率调节单元动态调节TD-SCDMA信号的功率。

其中，所述基准单元根据如下公式计算得到基准电压：

其中，W表示所述装置的最大输出功率，R表示所述装置的阻抗。

本发明还提供了一种TD-SCDMA信号发生时隙稳幅方法，利用一种TD-SCDMA信号发生时隙稳幅装置，所述装置包括：测试信号生成单元、功率调节单元、功率放大单元、信号取样单元、计算控制单元和衰减网络单元，其中，所述测试信号生成单元具体包括：基带单元和变频单元，所述计算控制单元具体包括：时隙功率计算单元、基准单元、比较单元和控制单元，则所述方法包括：

步骤A：测试信号生成单元产生满足测试需求频点的TD-SCDMA信号，并将变频后的TD-SCDMA基带信号经所述功率调节单元发送到功率放大单元；

步骤B：功率放大单元将该TD-SCDMA信号放大到测试需求功率大小后，信号取样单元将放大后的TD-SCDMA信号分成两路，主路信号发送给衰减网络单元，辅路信号转换为电压后发送给计算控制单元；

步骤C：计算控制单元对训练序列位置的电压进行平均计算，并根据电压平均值与基准电压大小比较的结果控制功率调节单元动态调节TD-SCDMA信号的功率；

步骤D：衰减网络单元根据测试需求调整主路信号的衰减量，使得TD-SCDMA信号的时隙功率达到测试需求功率范围。

进一步地，所述步骤A具体包括：

基带单元产生TD-SCDMA基带信号，并将产生的TD-SCDMA基带信号发送给所述变频单元；

变频单元将接收到的TD-SCDMA基带信号变频到测试需求的频点上，并将变频后的TD-SCDMA基带信号经所述功率调节单元发送到功率放大单元。

所述TD-SCDMA基带信号为：每帧一个时隙的TD-SCDMA基带信号，或者每帧多个时隙且时隙内功率相等的TD-SCDMA基带信号，或者每帧多个时隙且时隙内功率不等的TD-SCDMA基带信号。

进一步地，所述步骤C具体包括：

步骤C1：时隙功率计算单元接收信号取样单元发来的由辅路信号转换的电压，取出训练序列位置的电压进行平均计算；

步骤C2：比较单元将得到的平均电压与基准单元产生的基准电压进行比较，如果平均电压大于基准电压，控制单元降低功率调节单元的增益；如果小于基准电压，控制单元增加功率调节单元的增益。

其中，基准单元根据如下公式计算得到基准电压：

其中，W表示所述装置的最大输出功率，R表示所述装置的阻抗。

本发明有益效果如下：

本发明可以输出每个子帧含多个时隙的TD-SCDMA信号，多个时隙的输出功率可以各不相同，并且和预期的时隙功率基本一致，同时TD-SCDMA信号可以再较大范围内变化，且输出信号的功率准确度基本不变。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例所述装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所述方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优先实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。

如图1所示，图1为本发明实施例所述装置的结构示意图，具体可以包括：测试信号生成单元(包括：基带单元和变频单元)、功率放大单元、信号取样单元、计算控制单元(包括：时隙功率计算单元、基准单元、比较单元和控制单元)、功率调节单元和衰减网络单元；本发明实施例所述装置通过功率放大单元保证信号输出的最大功率，通过衰减网络单元保证信号输出的动态范围，通过信号取样单元和时隙功率计算单元计算出输出的TD-SCDMA信号的时隙功率，与基准单元的理论功率相比，通过控制单元调整功率调节单元的增益，从而控制输出TD-SCDMA信号在每个子帧下同一个时隙功率基本保持不变。下面将对各个单元分别予以详细说明。

(一)基带单元，主要负责根据终端测试需求，产生TD-SCDMA基带信号，可以产生每帧一个时隙的TD-SCDMA基带信号，也可以产生每帧多个时隙的TD-SCDMA基带信号。其中产生每帧多个时隙的TD-SCDMA基带信号时，可以产生时隙内功率相等的TD-SCDMA多时隙基带信号，也可以产生时隙内功率不等的TD-SCDMA多时隙基带信号。此时产生的TD-SCDMA基带信号将决定测试设备最终输出的TD-SCDMA信号每帧的时隙个数和每个时隙之间的相对功率大小。

(二)变频单元，主要负责根据终端测试需求，通过变频单元将TD-SCDMA基带信号变频到测试需求的TD-SCDMA频点(根据3GPP协议上有规定，测试需要的频点通常为9400～9600，10050～10125，11500～12000)上，此时输出的TD-SCDMA信号功率不稳定，也不能大动态范围变化，还没有达到终端测试需求；其中，具体变频过程例如，先TD-SCDMA基带信号的调制到96MHz低中频上，然后通过与932MHz本振下混频到836MHz高中频，在于可变本振混频，使得TD-SCDMA信号在1880MHz～1920MHz，2010～2025MHz，2300～2400MHz范围变化。

(三)功率调节单元，当从变频单元输出的TD-SCDMA信号进入功率调节单元时，功率调节单元为默认状态，暂时不动态调节TD-SCDMA信号的功率；当后续信号取样单元生成的主路信号功率大小与辅路信号功率大小不一致时，功率调节单元将根据控制单元的要求动态调节TD-SCDMA信号功率的大小，从而达到主路信号功率大小与辅路信号功率大小保持一致的目的。

(四)功率放大单元，从功率调节单元输出的TD-SCDMA信号进入功率放大单元，放大TD-SCDMA信号的输出功率，满足终端测试时需求输出的最大功率要求。

(五)信号取样单元，从功率放大单元输出的TD-SCDMA信号进入信号取样单元，信号取样单元将TD-SCDMA信号分成主辅两路信号，主路信号送给衰减网络单元处理，辅路信号通过信号取样单元中取样电路将信号转换为电压，进入计算控制单元中的时隙功率计算单元处理。

(六)时隙功率计算单元，当信号取样单元输出的辅路信号通过信号取样单元中取样电路将信号转换为电压进入时隙功率计算单元后，时隙功率计算单元中取出Midamble码(训练序列)位置的电压做平均计算，并将计算得到的平均电压发送给比较单元。

(七)基准单元，根据测试需求，通过公式

理论计算得到基准电压，并将计算得到的基准电压发送给比较单元，其中，V表示基准单元的电压，W表示发明装置输出的最大功率值，R表示本发明装置的阻抗，一般为50Ω，；例如输出功率为0dBm(为1mW)，阻抗为50欧姆，基准单元的电压 $V=\sqrt{W\×R}=\sqrt{0.001\×50}=0.2236V.$

(八)比较单元，将得到的平均电压与基准电压进行比较，如果大于基准单元的电压值，则触发控制单元降低功率调节单元的增益，如果小于基准单元的电压值，则触发控制单元增加功率调节单元的增益，从而使得信号取样单元的主路信号功率基本保持不变。假如主路信号期望为10dBm，辅路信号期望为0dBm，如果辅路信号测试功率小于0dBm，控制单元将控制功率调节单元的增益变大，使得辅路信号测试功率等于0dBm，这时主路信号一定为10dBm。

(九)控制单元，由于主路信号功率大小与辅路信号功率大小应该是保持一致的，而功率调节单元的增益大小将决定主路功率信号的大小，所以控制单元通过控制功率调节单元的增益大小就可以使主路信号功率大小与辅路信号功率大小保持一致。

(十)衰减网络单元，信号取样单元的主路信号进入衰减网络单元，根据终端测试需求调整信号的衰减量，从而使得TD-SCDMA信号最终输出具有大动态范围的能力。

以上对本发明实施例所述装置进行了详细说明，下面结合附图2对本发明实施例所述所述方法进行详细说明。

如图2所示，图2为本发明实施例所述方法的流程示意图，利用上述装置，本发明实施例所述方法具体可以包括如下步骤：

步骤201：根据终端测试需求，在基带单元产生包含TS0、TS4两个时隙的TD-SCDMA基带信号，且TS0时隙功率比TS4时隙功率小4dB，将产生的TD-SCDMA基带信号发送给变频单元；

步骤202：变频单元收到基带单元发来的TD-SCDMA基带信号后，根据终端测试需求，将该TD-SCDMA基带信号变频到测试需求的TD-SCDMA频点10087上并输出给功率调节单元，此时输出的TD-SCDMA信号TS4时隙功率在-30dBm附近，且随外界温度变化而变化；

步骤203：功率调节单元将从变频单元输出的TD-SCDMA信号转发给功率放大单元，此时功率调节单元为默认状态，为-10dB衰减量；

步骤204：功率放大单元接收到功率调节单元输出的TD-SCDMA信号后，放大该TD-SCDMA信号TS4时隙的输出功率到-10dBm附近并输出给信号取样单元，满足终端测试时需求输出的最大功率要求，此时，输出功率还将随外界温度变化而变化；

步骤205：信号取样单元将该放大处理后的TD-SCDMA信号分成主辅两路信号，主路信号的TS4时隙功率大约为-13dBm，送给衰减网络单元处理；辅路信号TS4时隙功率大约为-23dBm，通过信号取样单元中取样电路将信号转换为电压，输出给时隙功率计算单元处理；

步骤206：辅路信号通过信号取样单元中取样电路将信号转换为电压进入时隙功率计算单元后，时隙功率计算单元中取出训练序列位置的电压，做平均计算，将计算出来的平均值与基准单元的电压比较，如果平均值大于基准单元的电压值，则通知控制单元降低功率调节单元的增益；如果平均值小于基准单元的电压值，则通知控制单元加大功率调节单元的增益，从而使得信号取样单元的主路信号TS4时隙功率基本保持不变，输出的TS4时隙功率为-15dBm，同时输出的TS0时隙功率也将维持在-19dBm功率点上，两个时隙的功率稳定度小于0.4dB。

步骤207：信号取样单元的主路信号进入衰减网络单元，本实施例中衰减网络单元的可控衰减量为0dB到110dB范围内变化，根据终端测试需求调整信号的衰减量，从而使得TD-SCDMA信号TS4时隙功率最终输出从-15dBm到-125dBm范围内变化，从而使得TD-SCDMA信号TS0时隙功率最终输出从-19dBm到-129dBm范围内变化，将满足测试规范要求测试仪表的功率-20dBm到-120dBm的变化范围要求，其各个时隙功率不随着仪器设备的温度变化而变化，功率稳定度将小于0.4dB。

以上仅以包含两个时隙的TD-SCDMA基带信号为例，对本发明实施例所述方法进行了详细说明，但本领域普通技术人员应该知道，本发明实施例所述方法同样适用于一个时隙的TD-SCDMA基带信号或者多于两个时隙的TD-SCDMA基带信号，TD-SCDMA基带信号的产生主要是根据终端测试的需求，由基带单元产生相应的TD-SCDMA基带信号。另外，本发明实施例所述方法中的数值仅为举例，实际上需要根据测试需求具体确定。

综上所述，本发明实施例据TD-SCDMA信号的特点和对TD-SCDMA终端射频一致性测试设备的要求，设计了一种大动态范围、高精度的TD-SCDMA信号发生时隙稳幅装置及方法，该装置输出的TD-SCDMA信号将满足《TCG005-1TD-SCDMA终端射频一致性测试设备的验证方法》对TD-SCDMA终端射频一致性测试设备的要求，该装置通过功率放大单元保证信号输出的最大功率，通过衰减网络单元保证信号输出的动态范围，通过信号取样单元和时隙功率计算单元计算出输出的TD-SCDMA信号的时隙功率，与基准单元的理论功率相比，通过控制单元调整功率调节单元的增益，从而控制输出TD-SCDMA信号在每个子帧下同一个时隙功率基本保持不变。

本发明实施例利用TD-SCDMA时隙的训练序列位置功率比较稳定的特点，进行功率取样，保证时隙稳幅环路取样功率的精度，这是利用ALC(自动稳幅环路)环路的特点将输出功率稳定在理想的状态；但是在其他位置，功率变化较大，甚至有的时隙没有信号，如果实时取样，这是ALC环路无法正常工作，功率不能稳定输出。因此，信号取样单元在其他位置不进行功率取样，将维持训练序列位置取样功率，使得ALC环路正常工作，信号能够稳定输出。TD-SCDMA一个子帧为5ms，即取样周期为5ms，射频通道在正常工作时，5ms内功率不会发生突变，因此，信号输出功率能够稳定输出。该电路有效地提高了TD-SCDMA终端射频一致性测试设备TD-SCDMA信号输出的精度和信号质量。同时，该电路对其他各种脉冲信号有着很好的稳幅稳压效果，具有较强的通用性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种时分-同步码分多址信号发生时隙稳幅装置，其特征在于，所述装置包括：测试信号生成单元、功率调节单元、功率放大单元、信号取样单元、计算控制单元和衰减网络单元，其中，

所述测试信号生成单元，用于产生满足测试需求频点的TD-SCDMA信号，并将该TD-SCDMA信号经所述功率调节单元传输给所述功率放大单元；

所述功率放大单元，用于将接收到TD-SCDMA信号的输出功率放大到测试需求功率的大小；

所述信号取样单元，用于将从所述功率放大单元接收到的放大后的TD-SCDMA信号分成两路，主路信号发送给所述衰减网络单元，辅路信号转换为电压后发送给所述计算控制单元；

所述计算控制单元，用于对辅路信号训练序列位置的电压进行平均计算，并根据电压平均值与基准电压大小比较的结果控制功率调节单元进行增益调节；

所述功率调节单元，用于根据所述计算控制单元的控制动态调节TD-SCDMA信号的功率，使得TD-SCDMA信号在每个子帧下同一时隙功率保持不变；

所述衰减网络单元，用于接收主路信号，并根据测试需求调整主路信号的衰减量，使得TD-SCDMA信号的时隙功率达到测试需求功率范围；

其中，根据如下公式计算得到基准电压：

其中，W表示所述装置的最大输出功率，R表示所述装置的阻抗。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试信号生成单元具体包括：基带单元和变频单元，其中，

所述基带单元，用于产生测试需求的TD-SCDMA基带信号，并将产生的TD-SCDMA基带信号发送给所述变频单元；

所述变频单元，用于将接收到的TD-SCDMA基带信号变频到测试需求的频点上，并将变频后得到的TD-SCDMA信号经所述功率调节单元发送到功率放大单元。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述基带单元产生的测试需求TD-SCDMA基带信号为：

每帧一个时隙的TD-SCDMA基带信号，或者每帧多个时隙且时隙内功率相等的TD-SCDMA基带信号，或者每帧多个时隙且时隙内功率不等的TD-SCDMA基带信号。

4.根据权利要求1到3中任意一项所述的装置，其特征在于，所述计算控制单元具体包括：时隙功率计算单元、基准单元、比较单元和控制单元，其中，

所述时隙功率计算单元，用于接收信号取样单元发来的由辅路信号转换的电压，取出训练序列位置的电压进行平均计算，并将计算得到的平均电压发送给所述比较单元；

所述基准单元，用于根据测试需求计算得到基准电压，并将计算得到的基准电压发送给所述比较单元；

所述比较单元，用于将得到的平均电压与基准电压进行比较，如果平均电压大于基准电压，则触发控制单元降低功率调节单元的增益；如果小于基准电压，则触发控制单元增加功率调节单元的增益；

所述控制单元，用于根据所述比较单元的比较结果控制所述功率调节单元动态调节TD-SCDMA信号的功率。

5.一种时分-同步码分多址信号发生时隙稳幅方法，其特征在于，利用一种TD-SCDMA信号发生时隙稳幅装置，所述装置包括：测试信号生成单元、功率调节单元、功率放大单元、信号取样单元、计算控制单元和衰减网络单元，其中，所述测试信号生成单元具体包括：基带单元和变频单元，所述计算控制单元具体包括：时隙功率计算单元、基准单元、比较单元和控制单元，则所述方法包括：

步骤A：测试信号生成单元产生满足测试需求频点的TD-SCDMA信号，并将变频后的TD-SCDMA基带信号经所述功率调节单元发送到功率放大单元；

步骤B：功率放大单元将该TD-SCDMA信号放大到测试需求功率大小后，信号取样单元将放大后的TD-SCDMA信号分成两路，主路信号发送给衰减网络单元，辅路信号转换为电压后发送给计算控制单元；

步骤C：计算控制单元对训练序列位置的电压进行平均计算，并根据电压平均值与基准电压大小比较的结果控制功率调节单元动态调节TD-SCDMA信号的功率；

步骤D：衰减网络单元根据测试需求调整主路信号的衰减量，使得TD-SCDMA信号的时隙功率达到测试需求功率范围；

其中，所述步骤C中，基准单元根据如下公式计算得到基准电压：

其中，W表示所述装置的最大输出功率，R表示所述装置的阻抗。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

基带单元产生TD-SCDMA基带信号，并将产生的TD-SCDMA基带信号发送给所述变频单元；

变频单元将接收到的TD-SCDMA基带信号变频到测试需求的频点上，并将变频后的TD-SCDMA基带信号经所述功率调节单元发送到功率放大单元。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述TD-SCDMA基带信号为：

每帧一个时隙的TD-SCDMA基带信号，或者每帧多个时隙且时隙内功率相等的TD-SCDMA基带信号，或者每帧多个时隙且时隙内功率不等的TD-SCDMA基带信号。

8.根据权利要求5到7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

步骤C1：时隙功率计算单元接收信号取样单元发来的由辅路信号转换的电压，取出训练序列位置的电压进行平均计算；

步骤C2：比较单元将得到的平均电压与基准单元产生的基准电压进行比较，如果平均电压大于基准电压，控制单元降低功率调节单元的增益；如果小于基准电压，控制单元增加功率调节单元的增益。

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