CN102158295A - 多频段信号发射设备的信号功率检测装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多频段信号发射设备的信号功率检测装置与方法，其通过将多个频段的反馈信号和反射信号一同引入一选通装置，利用一用于实现信号功率统计的电路，以分时复用的方式，实现对各个信号的功率计算，而不论该信号是来自功率放大器的反馈信号抑或来自天线的反射信号。藉此，本发明有效降低了设备的成本，减小了设备的体积，提高了设备的集成度。

Description

多频段信号发射设备的信号功率检测装置与方法

【技术领域】

本发明涉及移动通信领域的多频段信号发射设备，尤其涉及该多频段信号发射设备的信号功率检测装置与方法。

【背景技术】

现在，随着通信行业的发展，运营商的运营频段越来越多，能发射多个频段信号的集成设备的应用越来越广泛。而发射多个频段的集成设备，称之为多频段信号发射设备，典型的如射频拉远单元、直放站、塔顶放大器等具体设备，需要对发射状态进行监控，对发射状态的监控的手段就是通过对耦合功率放大器输出的反馈信号和天线输出端的反射信号进行检测获得，据以完成对该集成设备的进一步的控制。

目前，业界将这两个信号是用不同的信号采集通路去采集的，设备的成本较高，也不利于设备的小型化设计。

【发明内容】

本发明的首要目的在于克服现有技术的不足，提供一种多频段信号发射设备的信号功率检测装置，以实现对该设备进行功率放大器后的反馈信号和与该设备连接的天线的反射信号的功率的检测。

同理，本发明的另一目的在于提供一种多频段信号发射设备的信号功率检测方法。

为实现本发明的首要目的，本发明采用如下技术方案：

一种多频段信号发射设备的信号功率检测装置，其包括：

选通装置，用于选通来自所述多频段信号发射设备的多个频段的多个反馈信号和多个反射信号中任意之一；

下变频模块，用于对被选通的信号从射频信号混频为中频信号；

本振产生单元，用于为下变频模块提供与所述被选通信号对应的本振频点；

带通滤波模块133，用于对所述中频信号进行抗混叠滤波；

模数转换模块，用于将滤波后的中频信号从模拟形式转换为数字形式的基带信号；

信号处理单元，用于对该数字形式的基带信号进行功率计算；

控制单元，用于协调控制所述选通装置的选通、控制所述本振产生单元产生特定的所述本振频率、控制信号处理单元进行功率计算。

本发明的一个实施例中，所述选通装置为受控制单元控制的多选一射频开关，所述多个反馈信号与多个反射信号均分别独立接入该多选一射频开关。另一实施例中，所述选通装置包括：受控制单元控制的多个反馈与反射信号射频开关，按频段个数配备，每个用于将该频段的反馈信号和反射信号择一地输出；受控制单元控制的多选一射频开关，用于将所述多个反馈与反射信号射频开关的各路输出为输入且选通其中一路输出至所述下变频模块。

本发明的一个实施例中，所述选通装置经耦合器从功率放大器输出端耦合所述反馈信号。另一实施例中，所述选通装置与该设备中的预失真功率放大器的反馈通道电性连接以直接获得所述反馈信号。

一种用于所述的功率检测装置的多频段信号发射设备的信号功率检测方法，其包括如下步骤：

1)由控制单元控制所述选通装置选择所述多个反馈信号和多个反射信号中的一个信号；

2)由控制单元控制本振产生单元产生与被选通的信号对应的本振频点，提供给下变频模块将该信号从射频信号转换为中频信号；

3)所述中频信号经带通滤波器进行抗混叠滤波后，由模数转换模块将该滤波后的中频信号从射频形式转换为数字形式的基带信号；

4)由控制单元控制信号处理单元采集所述数字形式的基带信号，采集完一段预设时长的数据后，根据所采集的数据进行功率计算，完成一次检测。

所述步骤1)到4)循环执行，以依次对所述多个反馈信号和多个反射信号中的每一个信号进行检测。

本发明的一个实施例中，所述反馈信号从该设备的功率放大器的输出端耦合而得。另一实施例中，所述反馈信号从预失真功率放大器的反馈通道直接引入。

较佳的，步骤1)中，所述控制单元先对每一频段的反馈信号和反射信号进行择一选通，再对此一选通步骤后的多路信号进行择一选通输出。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明将反射信号与反馈信号的采集通路进行复用，借助一套电路即可对多频段信号发射设备的多个反射信号和多个反馈信号进行功率检测，有效降低了设备的成本，减小了设备的体积，提高了设备的集成度。

【附图说明】

图1为本发明多频段信号发射设备的信号功率检测装置的原理框图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

请参阅图1，本发明的多频段信号发射设备的信号功率检测装置包括选通装置、下变频模块132、本振产生单元12、带通滤波模块133、模数转换模块134、信号处理单元11以及控制单元10。其中的选通装置、下变频模块132、带通滤波模块133以及模数转换模块134共同构成信号采集通道，用于针对多频段信号发射设备的多个反馈信号与多个反射信号中的任意一个信号进行数据采集，并实现从模拟射频信号到数字基带信号的转换过程。

所述的选通装置，包括多个反馈与反射信号射频开关14(141-14n)和多选一射频开关131，反馈与反射信号射频开关14(141-14n)实际上是一种单刀双掷开关，其公共端输出的信号传输给多选一射频开关131，其两个输入端分别对应接收仅一个频段的反馈信号和反射信号，在所述控制单元10的控制下，反馈与反射信号射频开关14(141-14n)可以选通反馈信号或反射信号以将其输出至多选一射频开关131。对于多选一射频开关131而言，其在控制单元10的控制下，对由多个反馈与反射信号射频开关14(141-14n)输入的多个信号进行进一步的选通。在反馈与反射信号射频开关14(141-14n)和多选一射频开关131的配合下，选通装置实现了在多个频段所对应的多个反馈信号和多个反射信号中仅选通一个信号的功能，这个被选通的信号既可以是反馈信号，也可以是反射信号。

在本发明的一个未图示的实施例中，所述选通装置直接采用多选一射频开关131，而省略反馈与反射信号射频开关14(141-14n)。在这种情况下，与每个频段相对应的反馈信号和反射信号均被输入至多选一射频开关131，由多选一射频开关131择一地选通其中一个输出。

所述的下变频模块132，以本振产生单元12所产生的本振频点为参照，对被选通的所述信号进行混频，将该信号从射频域下变频至中频域，所得中频信号输出至带通滤波器。

所述的带通滤波器用于对所述中频信号进行抗混叠滤波，滤波后的中频信号被传输至模数转换单元做信号采集。

所述的模数转换单元将该滤波后的中频信号进行转换，从模拟形式的中频信号转换为数字形式的基带信号，转换后的数字基带信号被传输给信号处理单元11做进一步的处理。

所述本振产生单元12为信号采集通道的下变频器提供本振频点(频率)，该本振频点与被选通的信号相对应。本振产生单元12由控制单元10控制，控制单元10通过往本振产生单元12写入频率控制字实现对该本振频点的控制。

所述的信号处理单元11，受控制单元10的触发信号控制而工作，接收模数转换模块134输出的数字基带信号并在一预设时间长度范围内采集数据，进行功率统计，得出该信号的功率P。所得功率便可用于诸如监控之类的进一步应用场合。

所述的控制单元10在上述相关部件中起到协调管理的作用。具体而言，其负责控制选通装置中反馈与反射信号射频开关14(141-14n)和多选一射频开关131的选通，可以通过编号以顺序的逻辑，通过程序的循环依次对每一路信号进行选通。控制单元10还通过往本振产生单元12写入控制字的方式调整本振产生单元12的本振频点，使其对应于被选通的信号，以辅助下变频模块132完成混频操作。控制单元10进一步通过产生触发信号的方式控制信号处理单元11工作，表现在控制单元10需候本振产生单元12的具体频点(频率)锁定之后，以此为条件发送触发信号给信号处理单元11以启动其工作。

上述反馈信号的获得，可经由耦合器从功率放大器的输出端耦合而得，因此，反馈与反射信号射频开关14(141-14n)在这种情况下与耦合器相连接。对于功率放大器选用预失真功率放大器的情况，则可以将反馈与反射信号射频开关14(141-14n)与预失真功率放大器的反馈通道的射频前端直接连接，以便直接获得反馈信号。

为了更进一步的说明本发明的工作原理，如下结合计算机编程原理进一步揭示本发明的信号功率检测方法：

(1)控制单元10控制多频段信号发射通道的反馈与反射信号射频开关14(141-14n)，选通信号RL_X或者FB_X，X在1至n中选值(含本位)，n为信号发射设备的发射链路数量；且X＝n时，X+1＝1，复位到1；

(2)控制单元10控制信号多选一射频开关131，选通信号RF_X，被选通的信号被输出至下变频模块132；

(3)控制单元10往本振产生单元12写入频率控制字，控制本振产生单元12产生频率f_LO，该频率与信号RF_X的频率f_RF的关系为：f_LO-f_RF＝F_IF，F_IF为中频频率，是系统设计时设定的定值；

(4)下变频模块132以本振产生单元12产生的本振频点为参照，对信号RF_X进行混频，将其从射频域混频到中频域；

(5)带通滤波模块133对被混频而得的中频信号进行抗混叠滤波后输出至模数转换模块134；

(6)模数转换模块134对滤波后的信号进行采样，将其从模拟形式的中频信号转换为数字形式的基带信号；

(7)经过一段时间，控制单元10检测到本振产生单元12的频率锁定之后，根据信号特征，发送触发信号给信号处理单元11以将其触发；

(8)信号处理单元11收到控制单元10的触发信号后，开始对模数转换模块134送来的数据进行时长为T的功率统计(T由信号特征决定)，得出信号功率P；

(9)令X＝X+1，在设备运行过程中循环执行(1)～(9)，实现多个发射通道的反馈信号和反射信号功率检测。

步骤(1)中，其所采用的反馈信号一般从功率放大器的输出端耦合而得，但对于预失真功率放大器而言，可以直接使用其反馈通道中的反馈信号。

步骤(1)中，若选通装置仅包括多选一射频开关131，则所有频段的反馈信号与反射信号均直接输出多选一射频开关131，这种情况下由多选一射频开关131直接选通其中一个信号；若选通装置采用反馈与反射信号射频开关14(141-14n)和多选一射频开关131的组合，则控制单元10先通过控制各反馈与反射信号射频开关14(141-14n)对反馈信号和反射信号进行选通，继而控制多选一射频开关131进行选通。

综上所述，本发明通过将多个频段的反馈信号和反射信号引入同一电路进行选通处理，使该电路得以分时复用，节省了设备的配置成本，又方便实现，有利于推广。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多频段信号发射设备的信号功率检测装置，其特征在于，其包括：

选通装置，用于选通来自所述多频段信号发射设备的多个频段的多个反馈信号和多个反射信号中任意之一；

下变频模块，用于对被选通的信号从射频信号混频为中频信号；

本振产生单元，用于为下变频模块提供与所述被选通信号对应的本振频点；

带通滤波模块133，用于对所述中频信号进行抗混叠滤波；

模数转换模块，用于将滤波后的中频信号从模拟形式转换为数字形式的基带信号；

信号处理单元，用于对该数字形式的基带信号进行功率计算；

控制单元，用于协调控制所述选通装置的选通、控制所述本振产生单元产生特定的所述本振频率、控制信号处理单元进行功率计算。

2.根据权利要求1所述的多频段信号发射设备的信号功率检测装置，其特征在于，所述选通装置为受控制单元控制的多选一射频开关，所述多个反馈信号与多个反射信号均分别独立接入该多选一射频开关。

3.根据权利要求1所述的多频段信号发射设备的信号功率检测装置，其特征在于，所述选通装置包括：

受控制单元控制的多个反馈与反射信号射频开关，按频段个数配备，每个用于将该频段的反馈信号和反射信号择一地输出；

受控制单元控制的多选一射频开关，用于将所述多个反馈与反射信号射频开关的各路输出为输入且选通其中一路输出至所述下变频模块。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的多频段信号发射设备的信号功率检测装置，其特征在于，所述选通装置经耦合器从功率放大器输出端耦合所述反馈信号。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的多频段信号发射设备的信号功率检测装置，其特征在于，所述选通装置与该设备中的预失真功率放大器的反馈通道电性连接以直接获得所述反馈信号。

6.一种用于权利要求1所述的功率检测装置的多频段信号发射设备的信号功率检测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

1)由控制单元控制所述选通装置选择所述多个反馈信号和多个反射信号中的一个信号；

2)由控制单元控制本振产生单元产生与被选通的信号对应的本振频点，提供给下变频模块将该信号从射频信号转换为中频信号；

3)所述中频信号经带通滤波器进行抗混叠滤波后，由模数转换模块将该滤波后的中频信号从射频形式转换为数字形式的基带信号；

4)由控制单元控制信号处理单元采集所述数字形式的基带信号，采集完一段预设时长的数据后，根据所采集的数据进行功率计算，完成一次检测。

7.根据权利要求6所述的多频段信号发射设备的信号功率检测方法，其特征在于，所述步骤1)到4)循环执行，以依次对所述多个反馈信号和多个反射信号中的每一个信号进行检测。

8.根据权利要求6或7所述的多频段信号发射设备的信号功率检测方法，其特征在于，所述反馈信号从该设备的功率放大器的输出端耦合而得。

9.根据权利要求6或7所述的多频段信号发射设备的信号功率检测方法，其特征在于，所述反馈信号从预失真功率放大器的反馈通道直接引入。

10.根据权利要求6或7所述的多频段信号发射设备的信号功率检测方法，其特征在于，步骤1)中，所述控制单元先对每一频段的反馈信号和反射信号进行择一选通，再对此一选通步骤后的多路信号进行择一选通输出。

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