CN101646228B - 一种功率控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种功率控制方法和装置，其中方法实施例的实现包括：接收功率配置信息；若所述功率配置信息配置的功率超过预定功率，则进行闭环方式功率控制；若所述功率配置信息配置的功率未超过预定功率，则进行开环方式功率控制。通过设置一个预定功率将功率控制的范围分成两个区间，功率小的区间使用开环方式进行功率控制，功率大的区间使用闭环方式进行控制，这样闭环控制的控制区间较小，可以使用较廉价的检波检波器，从而在控制成本的前提下保证功率控制的范围。

Description

一种功率控制方法和装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种功率控制方法和装置。

背景技术

无线通信系统中基站和移动终端都需要对发射功率进行动态控制。例如：当用户设备(User Equipment，UE)在小区内移动时基站的发射功率需要随着UE的移动而变化，具体的变化为：当UE靠近基站时，为了防止干扰别的用户基站需要减小发射功率，当UE远离基站时，为防止信号衰减基站需要增大发射功率。

为了实现功率控制，功率发射单元一般采用开环或闭环的方式对发射功率进行一定范围内的调节和控制。

在开环方式中，功率控制是单向开放的，如图1所示：基站控制器下发给基站功率配置信息，上述功率配置信息可以是当前发射功率等级，基站软件将该信息传递到功率控制装置的功率控制单元101，功率控制单元101分解出数字和模拟域功率控制参数(即，数模转换器和模拟衰减器的控制值)分别作用到数模转换器102(Digital Analog Converter，DAC)和模拟衰减器103完成对通道增益的设置。来自基站的待发射信号通过数模转换器102和模拟衰减器103后就会按期望的功率大小发射，从而实现功率控制。通常数模转换器102和模拟衰减器103属于基站的功能模块，功率控制单元101属于功率控制装置的功能模块。

在闭环方式中，功率控制是一个自我调整的闭环回路，如图1所示：在开环方式的基础上增加反馈检测通道104，反馈检测通道104为功率控制装置的模块；基站控制器下发给基站当前发射功率应有的等级，基站软件将该信息传递到功率控制装置的功率控制单元101，功率控制单元根据反馈检测通道104从发射口采集到的当前功率信息计算出数字和模拟域功率控制参数分别作用到数模转换器102和模拟衰减器103完成对通道增益的设置，从而实现功率控制。上述反馈检测通道104可以使用检波器从发射口采集当前功率信息。

闭环方式在开环方式的基础上增加了反馈检测通道，使功率控制单元可根据闭环反馈情况进行功率控制参数的自行调整。通过增加反馈通道实时监测当前发射功率大小，动态调整增益设置，补偿射频通道增益波动，可有效提高功率控制精度。

发明人在实现本发明的过程中发现：检波器作为闭环方式中的关键器件，其动态范围决定了闭环可控的功率范围，由于对检波器性能要求甚高，导致系统成本大幅增加。而采用二极管等廉价器件进行检波则由于满足线性要求的功率检测区间过小，功率控制的范围也小。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种功率控制方法和装置，能够在控制成本的前提下保证功率控制的范围。

为解决上述技术问题，本发明所提供的功率控制方法实施例可以通过以下技术方案实现：接收功率配置信息；若所述功率配置信息配置的功率超过预定功率，则进行闭环方式功率控制；若所述功率配置信息配置的功率未超过预定功率，则进行开环方式功率控制。

本发明实施例还提供了一种功率控制装置，包括：功率配置信息接收单元，用于接收功率配置信息；和功控模式选择单元，用于若所述功率配置信息配置的功率超过预定功率，则进行闭环方式功率控制；若所述功率配置信息配置的功率未超过预定功率，则进行开环方式功率控制。

上述技术方案通过设置一个预定功率将功率控制的范围分成两个区间，功率小的区间使用开环方式进行功率控制，功率大的区间使用闭环方式进行控制，这样闭环控制的控制区间较小，可以使用较廉价的检波检波器，从而在控制成本的前提下保证功率控制的范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术开环和闭环控制结构示意图；

图2为本发明方法实施例一流程示意图；

图3为本发明实施例二功率控制装置结构示意图；

图4为本发明实施例三功率与控制模式的对应关系示意图；

图5为本发明实施例三功率配置信息到控制信号的转换过程示意图；

图6为本发明实施例三参数计算示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例要解决的技术问题是提供一种功率控制方法和装置，能够在控制成本的前提下保证功率控制的范围。

实施例一，如图2所示，本发明实施例提供的一种功率控制方法，可以包括以下内容。

201，接收功率配置信息。

202，如果所述功率配置信息配置的功率超过预定功率，则执行203，如果所述功率配置信息配置的功率未超过预定功率则执行204。如果所述功率配置信息配置的功率等于预定功率，可以执行203也可以执行204，本实施例不予限定。

203，进行闭环方式功率控制。

204，进行开环方式功率控制。

若所述功率配置信息配置的功率首次未超过预定功率，进行开环方式功率控制之前还可以：以预定功率进行闭环方式功率控制，确定在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值；根据所述在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，计算在所述功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，用于开环方式功率控制。

另外，在系统工作的空闲时隙还可以：以预定功率进行闭环方式功率控制，确定在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值；根据所述在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，计算在所述功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值；根据所述计算的在功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值进行通道增益设置。

进一步地，还可以将所述功率配置信息配置的功率相对于所述预定功率的衰减差值，按照设定的比例分配给数模转换器和模拟衰减器进行衰减。

具体地，所述根据功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值进行通道增益设置可以为：将所述功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，分别转换为数模转换器的控制时序和模拟衰减器的控制时序，然后进行通道增益设置。

上述实施方式的执行主体可以为功率控制设备，该方法通过设置一个预定功率将功率控制的范围分成两个区间，功率小的区间使用开环方式进行功率控制，功率大的区间使用闭环方式进行控制，这样闭环控制的控制区间较小，可以使用较廉价的检波检波器，从而在控制成本的前提下保证功率控制的范围。

实施例二，如图3所示，本发明实施例还提供了一种功率控制装置，可以包括：功率配置信息接收单元301和功控模式选择单元302。

功率配置信息接收单元301接收功率配置信息；功控模式选择单元302用于当所述功率配置信息配置的功率超过预定功率时，进行闭环方式功率控制；若所述功率配置信息配置的功率未超过预定功率，则进行开环方式功率控制。

可选地，本实施例中的功率控制装置还可以包括：校准判断单元303和参数计算单元304。

校准判断单元303判断所述功率配置信息配置的功率是否首次未超过预定功率；若所述功率配置信息配置的功率首次未超过预定功率，参数计算单元304，以预定功率进行闭环方式功率控制，确定在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，根据所述在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，计算所述在功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，用于开环方式功率控制。

可选地，上述参数计算单元304，还可用于在系统工作的空闲时隙，以预定功率进行闭环方式功率控制，确定在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值；根据所述在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，计算所述在功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，用于通道增益设置。

可选地，上述参数计算单元304，还可用于将所述功率配置信息配置的功率相对于所述预定功率的衰减差值，按照设定的比例分配给数模转换器和模拟衰减器进行衰减。

可选地，本实施例中的功率控制装置还可包括：时序调整单元305，用于将所述在功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值分别转换为数模转换器的控制时序和模拟衰减器的控制时序，然后进行通道增益设置。

实施例三，本发明实施例中功率配置信息将以功率等级的形式表示，如图4所示，其中预定功率为15级，则0～15级(共16级)为大于预定的功率属于大功率闭环控制的范围，16级以上为小于预定的功率属于小功率开环控制的范围，功率最高的0级为30dBm级差为2dBm。

如图5所示，并可一并参考图1，本发明实施例所提供的功率控制可以进行的操作以及功率配置信息到控制信号的转换过程，其中上述控制信号用于向控制数模转换器和模拟衰减器传输控制值。下面对具体功率控制流程进行介绍。

501，在功率控制装置接收到功率配置的信息之后，执行功控模式选择。如果根据功率配置大小决定当前功控模式为开环模式，执行504，如果决定当前功控模式为闭环模式，则执行502。

由于射频器件增益变化主要受工作温度影响，大功率发射时器件温升较大，增益波动比较剧烈；小功率发射时器件温升较小，增益波动相对也相对较小。由此将检波电路饱和区置于小功率处，当功率配置进入该区间后执行开环模式504。

502，进行闭环模式功率控制。

503，执行参数计算。具体包括：计算开环模式504下通道增益设置505的通道增益配置505的参数值，涉及所有相关数字和模拟器件。功率控制对象按器件可分为数字域和模拟域，模拟域通过设置射频衰减器实现，存在一定误差；数字域通过控制DAC输入信号幅度实现，其输出基本是线性的。故而采用数字域衰减的方式实现开环控制，可提高开环功率准确性。

504，进行开环模式功率控制。

开环模式504的相关参数可以以基准参数为基础执行参数计算503，首次配置16等级或16等级以下功率时，系统可以自动先在15等级下获取闭环参数，所有开环参数都在15等级对应的闭环参数的基础上计算得到。具体的操作流程可以为：

1)基站控制器下发16功率等级命令，基站侧接收后发送至功率控制装置，功率控制装置执行功控模式选择501。

2)功控模式选择501执行过程具体为：判断当前为首次接收到15等级以下功率配置，则先按闭环模式502的第15等级进行功率控制，并将确定的15等级下的DAC和模拟衰减器的控制值记录在存储空间内。

3)将闭环模式502所得15等级下DAC和模拟衰减器控制值送至计算单元执行参数计算503，算出16等级需要的控制值，并进入开环模式504进行控制。

4)若配置功率控制信息为15等级以上功率则重新进入闭环模式502；若配置改为15等级以下其他功率则由计算单元执行参数计算503，在之前15等级下的DAC和模拟衰减器控制值基础上计算当前等级开环所需控制值，然后进入开环模式504；若配置为15等级则执行闭环模式504并刷新送给计算单元的基准控制值。上述刷新可以以一定的时间为周期进行。

5)为了进一步提高开环模式504的功控精度，补偿长期开环后环境温度变化、器件老化引入的功率偏差，可在系统正常工作时利用空闲时隙进行闭环校准。即由基站软件根据当前业务情况，每隔一段时间挑选业务空闲时隙发起一次15功率等级配置，由此刷新用于在开环模式504下计算15等级的基准控制值。

505，使用闭环模式或开环模式下获得的控制值进行通道增益设置。

如图6所示，假设已获得15等级下数字域参数a，输出功率为A；此时配置修改为17等级即要求功率下降4dB至B，根据前文所述方法可计算出17等级下数字域参数b；在保持15等级模拟域控制参数不变的情况下，此时输出功率可实现4dB衰减。

数字域衰减能够很好的控制精度，但是由于衰减过大可能导致信噪比指标严重恶化，所以并非所有项目都适用。在对输出功率精度要求允许的情况下也可在模拟域进行衰减或数字、模拟混合衰减，其衰减参数的计算原理和纯数字域衰减情况类似，只需将衰减差值分拆到数字、模拟两部分实现衰减即可。

例如：已获得15等级下数字域参数a1、模拟域参数a2，输出功率为A；此时配置修改为17等级即要求功率下降4dB至B，若数字域只进行1dB调整则剩余3dB将由模拟域完成调整；通过根据前文所述方法可计算出17等级下数字域参数b1、模拟域参数b2，此时输出功率可实现4dB衰减。

使用控制值进行通道增益设置的具体实现可以为：将计算所得的控制值转化为通道上数模拟转换器(Digital-to-Analog Converter，DAC)、模拟衰减器等器件的控制时序，然后按照器件的控制时序发送控制信息实现增益调整。

数字域功率控制的对象通常是发射信号从基带输出的转换器件，例如DAC、数字中频器件等，通过调整其输入信号的数值大小可以准确的控制输出功率的变化。

将输入信号乘以调整系数再截位便可实现功率调整。假设固定截位10bit，则可通过公式X＝ROUND(10^(-0.05*(Padj))*1024，0)计算出不同衰减量下的系数值。其中Padj为需要衰减的功率值，X便是数字域功率控制参数。如表1所示：

表1

模拟域功率控制的对象通常是一些射频通道衰减器，其控制信号和衰减量之间存在一定对应关系，以下表2为例：

表2

衰减器(ATTENUATOR)A(5MSBs)	衰减器(ATTENUATOR)B(5LSBs)
		Bit 9＝16dB step	Bit 4＝16dB step
Bit 8＝8dB step	Bit 3＝8dB step
		Bit 7＝4dB step	Bit 2＝4dB step
Bit 6＝2dB step	Bit 1＝2dB step
		Bit 5＝1dB step	Bit 0＝1dB step

10bit信号分别控制2个衰减器，高5bit控制衰减器A，低5bit控制衰减器B。每bit信号都对应了一档衰减值，A、B衰减器控制量相同。Bit[9:0]＝00000 00001表示衰减1dB，则衰减5dB可将控制信号置为Bit[9:0]＝00000 00101；衰减10dB可将控制信号置为Bit[9:0]＝00000 01001，以此类推。此处的Bit[9:0]便是所谓的模拟域功率控制参数。

由于模拟器件离散性较大，模拟衰减器的衰减误差也相对较大；而数字域衰减过大会影响信噪比指标，所以在闭环功控时采用数字、模拟域相结合的增益控制。既保证了功率控制范围又能较好实现控制精度。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种功率控制方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种功率控制方法，其特征在于，包括：

接收功率配置信息；

若所述功率配置信息配置的功率超过预定功率，则进行闭环方式功率控制；若所述功率配置信息配置的功率未超过预定功率，则进行开环方式功率控制；

若所述功率配置信息配置的功率首次未超过预定功率，在进行开环方式功率控制之前还包括：以所述预定功率进行闭环方式功率控制，确定在所述预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值；根据所述在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，计算在所述功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，用于开环方式功率控制。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，将所述功率配置信息配置的功率相对于所述预定功率的衰减差值按照设定的比例分配给数模转换器和模拟衰减器进行衰减。

3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，还包括：

在系统工作的空闲时隙，以所述预定功率进行闭环方式功率控制，确定在所述预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值；

根据所述在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，计算在所述功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值；

根据所述计算的在所述功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值进行通道增益设置。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述根据在功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值进行通道增益设置具体包括：

将所述在功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值分别转换为数模转换器的控制时序和模拟衰减器的控制时序，然后进行通道增益设置。

5.一种功率控制装置，其特征在于，包括：

功率配置信息接收单元，用于接收功率配置信息；和

功控模式选择单元，用于若所述功率配置信息配置的功率超过预定功率，则进行闭环方式功率控制；若所述功率配置信息配置的功率未超过预定功率，则进行开环方式功率控制；

校准判断单元，用于判断所述功率配置信息配置的功率是否首次未超过预定功率；

参数计算单元，用于若所述功率配置信息配置的功率首次未超过预定功率，以预定功率进行闭环方式功率控制，确定在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值；根据所述在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，计算在所述功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，用于开环方式功率控制。

6.根据权利要求5所述装置，其特征在于，

所述参数计算单元，还用于在系统工作的空闲时隙，以预定功率进行闭环方式功率控制，确定在所述预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值；根据所述在预定功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，计算在所述功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，用于通道增益设置。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，

所述参数计算单元，还用于将所述功率配置信息配置的功率相对于所述预定功率的衰减差值按照设定的比例分配给数模转换器和模拟衰减器进行衰减。

8.根据权利要求5或7所述装置，其特征在于，还包括：

时序调整单元，用于将所述在功率配置信息配置的功率下的数模转换器和模拟衰减器的控制值，分别转换为数模转换器的控制时序和模拟衰减器的控制时序，然后进行通道增益设置。

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