CN102224754B - 信号发射功率调整方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种信号发射功率调整方法和装置，该方法包括：获取数字IQ信号、所述数字IQ信号的爬坡系数和所述数字IQ信号的发射功率电平；根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号；将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；根据所述发射功率电平，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。所述装置包括：信息获取模块、爬坡数字IQ信号生成模块、爬坡模拟IQ信号转换模块和发射功率调整模块。提高了爬坡曲线控制的准确度，更容易满足爬坡模板，提生了功率爬坡效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号发射功率调整方法和装置。
背景技术
GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统），是第二代移动通信技术，采用时分复用（TDD）的方式，主要提供语音和低速数据等业务。功率爬坡来源于GSM协议中对于基站和移动台上行信号发送的要求，其要求基站和移动台在上行信号发送时必须满足一定的时间功率模板，该要求的根源主要是为了防止上行信号发送在通道打开与关闭的过程中减小对相邻频带的干扰。其8PSK（8Phase Shift Keying 8移相键控）调制方式模板样例可以参考图1，其余调制方式均有同样的类似要求，如图1所示，功率爬坡是指左右两侧台阶部分区域，左侧为功率上坡，右侧为功率下坡。为了更为清楚的说明功率爬坡位置，请参考图2，图2为8PSK调制方式功率爬坡示意图，其给出了实际上行发送信号的功率时间对应关系，功率上坡和下坡位置已经标明。
现有技术方案主要采用模拟爬坡实现的方案，采用8PSK模拟爬坡为例进行说明，其实现具体细节如下：
如图3所示，整个信号发送系统主要由数字基带DBB、模拟基带ABB、射频RF和功率放大器PA等部件组成，以虚线为分界线，左边为数字处理域，右边为模拟处理域，而上行发送至PA的信息主要包括两部分，一部分为经过上变频后的调制IQ数据，一部分为爬坡与功率信息，这两部分数据在数字基带和模拟基带分别由两个模块分别处理，在射频中采用VGA（Variable Gain Amplifier，动态连续可变增益放大模块）将二者合为一路，可以看出，在射频将这两个信息进行合并时都是在模拟域进行操作，因此称之为模拟爬坡实现方案。
由上述现有爬坡示例可知，现有模拟的爬坡方法中，在射频模拟器件处实现功率爬坡，但由于模拟器件的线性度较差，从而使爬坡曲线控制准确度难以保证，影响爬坡效果。
发明内容
为了提高爬坡曲线控制的准确度，本发明实施例提供一种信号发射功率调整方法，所述方法包括：
获取数字IQ信号、所述数字IQ信号的爬坡系数和所述数字IQ信号的发射功率电平;
根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号；
将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；
根据所述发射功率电平，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。
本发明实施例提供一种信号发射功率调整装置，所述装置包括：
信息获取模块，用于获取数字IQ信号、所述数字IQ信号的爬坡系数和所述数字IQ信号的发射功率电平;
爬坡数字IQ信号生成模块，用于根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号；
爬坡模拟IQ信号转换模块，用于将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；
发射功率调整模块，用于根据所述发射功率电平，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。
本发明实施例通过根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号的进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号，并将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；进而根据所述发射功率电平，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率，提高了爬坡曲线控制的准确度，更容易满足爬坡模板，提生了功率爬坡效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明背景技术中提供的8PSK调制方式模板样例；
图2为本发明背景技术中提供的8PSK调制方式功率爬坡示意图；
图3为本发明背景技术中模拟爬坡实现方案框图；
图4为本发明实施例提供的一种信号发射功率调整方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的另一种信号发射功率调整方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的一种数字功率爬坡示例图；
图7为本发明提供的一种信号发射功率调整装置结构示意图；
图8为本发明提供的另一种信号发射功率调整装置结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图4为本发明提供的一种信号发射功率调整方法流程图所述方法包括：
S101：获取数字IQ信号、所述数字IQ信号的爬坡系数和所述数字IQ信号的发射功率电平;
本实施例中，对本实例执行主体所在系统下发的待调制数字信号进行IQ调制，从而生成所述数字IQ信号，所述爬坡系数、发射功率电平可由所述数字IQ信号的发射系统下发。
S102：根据所述爬坡系数、预设的时间功率模板对所述数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号；
可选的，在生成爬坡数字IQ信号之前，为了增加该数字IQ信号功率爬坡的准确性，在根据所述爬坡系数、预设的时间功率模板对所述数字IQ信号的进行数字爬坡之前，还可对该数字IQ信号进行功率回退，生成功率回退数字IQ信号。具体的，对该数字IQ信号进行功率回退，生成功率回退数字IQ信号可以为：获取基带功率控制字；根据所述基带功率控制字、预设的基带功率控制步阶和预设的基带功率控制范围对所述数字IQ信号进行功率数字功率回退，生成功率回退数字IQ信号。本实施例中所述预设的基带功率控制步阶可以为0.1dB，所述预设的基带功率控制范围可以为-4~0dB。
S103：将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；
S104：根据所述发射功率电平，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。
本步骤具体可以为：根据所述发射功率电平，确定所述数字IQ信号的射频功率控制字；获取所述射频功率控制字的控制范围；从而根据所述射频功率控制字、所述射频功率控制字控制范围和预设射频功率控制步阶，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。
其中，该获取所述射频功率控制字的调整区间和控制范围具体可以为：获取射频芯片的离散调整量和预设协议的规定调整量，根据所述离散调整量和所述预设协议的规定调整量，生成所述射频功率控制字的调整区间。所述射频芯片用于发射所述爬坡模拟IQ信号，所述预设协议为发送所述爬坡模拟IQ信号采用的通信协议。
本发明实施例通过根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号的进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号，并将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；进而根据所述发射功率电平，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率，提高了爬坡曲线控制的准确度，更容易满足爬坡模板，提生了功率爬坡效率。
图5本发明提供的另一GSM数字爬坡实现方法的流程图，所述方法包括：
S201：获取待调制数字信号；
S202：对所述待调制数字信号进行IQ（In-Phase Quadrature，同相正交）调制，生成数字IQ信号；
S203：获取所述数字IQ信号的基带功率控制字；
本步骤中，当系统发送待调制数字信号时，同时下发该待调制数字信号的发射功率电平PCL。通过解析该发射功率电平，从而获取到所述所述数字IQ信号的基带功率控制字。
S204：根据所述基带功率控制字、预设的基带功率控制步阶和预设的基带功率控制范围对所述数字IQ信号进行功率数字功率回退，生成功率回退数字IQ信号。
其中，该预设的基带功率控制步阶和控制范围可以由经验值得出。本实施例中，基带功率控制字的控制步阶可以为0.1dB，控制范围为-4~0dB。其更新频率1个时隙内保持不变，且在每个发射时隙前进行更新。
本步骤中，根据所述基带功率控制字对所述数字IQ信号进行功率数字功率回退，生成功率回退数字IQ信号具体实现为：由于基带功率控制字不为正值，因此将基带功率控制字耦合到上行数字IQ信号中，其实现是一个等比例缩放的过程。例如，如基带功率控制字为Nbit，则缩放步阶为
由于该步阶为线性值，通过计算当N>7时即可以满足0.1dB的控制步阶。这里假定基带功率控制字为B，其中某一路数字IQ信号为A，基带功率控制字位宽为Nbit，则经过数字功率回退后的数字IQ信号为
这里A×B采用乘法器实现，除以2N采用移位N实现，其中，移位过程采用对称四舍五入的方法，其中该对称四舍五入具体为先将输入数据求绝对值，然后四舍五入，完成后再将符号位还回舍入后的数据。
S205：获取爬坡系数，根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述功率回退数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号。
本步骤中，例如当预设时间功率模板如图1所示时，为了实现如图2所示的功率爬坡曲线，则需在上坡阶段其输出功率爬坡信息单调递增，每1Qb=577/624us，其输出结果需要更新1次，整个上坡过程中需要更新17次；当上坡结束后，功率爬坡信息此时保持在最后一个爬坡点输出结果，并持续592Qb的时间长度，然后启动功率下坡，与上坡过程相对称，同样1Qb更新1次，更新17次。具体的，由图18PSK时间功率模板可以得出整个爬坡过程动态范围为0-（-30）=30dB，而1bit爬坡系数对应6dB动态范围，同时考虑到6dB裕量，因此爬坡系数采用6bit，不失一般性，这里假定IQ数据各为10bit，则数字功率爬坡部分实现方案如图6所示。
需要说明的是，本实施例并不限定获取爬坡系数的具体时序，除在本步骤获取以外，该爬坡系数还可以在S206之前的任意步骤处获取。
S206：将所述爬坡数字IQ信号转换为模拟IQ信号；
S207：根据所述发射功率电平，确定所述数字IQ信号的射频功率控制字；
S208：获取所述射频功率控制字的控制范围；
本步骤中，由于射频芯片存在一定的离散性，将需要预留一定的裕量，因此需要根据所述离散调整量和所述预设协议的规定调整量，生成所述射频功率控制字的控制范围。所述射频芯片用于发射所述爬坡模拟IQ信号，所述预设协议为发送所述爬坡模拟IQ信号采用的通信协议。例如，当射频芯片之间的离散调整量为+/-5dB时，射频需要预留的射频增益裕量将也为+/-5dB，若所述预设协议的规定调整量为A，则射频功率控制字的控制范围C为C=A+10。1个时隙内保持不变，且在每个发射时隙前进行更新。优选的，所述射频功率控制字的更新频率1个时隙内保持不变，且在每个发射时隙前进行更新，从而降低了对于VGA的响应时间要求。需要说明的是，当本步骤中射频的精度达到0.1dB时，S204中的基带功率控制字可以不用做数字功率回退功能。
需要说明的是，本实施例中，S206和S207还可以并行处理，即在根据所述发射功率电平，确定所述数字IQ信号的射频功率控制字的同时，获取所述射频功率控制字的调整区间和控制范围；或者先执行S207，再执行S206，具体的时序关系本是实施并不限定。
例如，以发送所述爬坡模拟IQ信号采用的通信协议为GSM协议为例，本步骤可采用静态离散可变增益放大阵列实现，该阵列实现精度相比动态连续可变增益放大模块大大降低，精度为0.1dB即可，或射频通过校准与基带补偿共同实现0.1dB精度；同时，参考表1，GSM协议中对于功率等级Power Class为E2的移动台来说，要求GSM400/GSM900/GSM850/GSM700发射功率范围为5dBm~27dBm，DCS1800/PCS1900发射功率范围为0~26dBm，因此发送功率动态范围最大为27dB，同时预留10dB以上裕量，因此射频功率调整动态范围为37dB以上。
表一：8PSK发射功率最大发射功率定义表
S209：根据所述射频功率控制字、所述射频功率控制字控制范围和预设射频功率控制步阶，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。
优选的，为了获得抗镜像干扰能力，在所述变频模拟IQ信号的发射功率之前，还可根据预设变频信号对所述模拟IQ信号进行上变频，得到变频模拟IQ信号；在得到变频模拟IQ信号后，根据所述射频功率控制字和所述射频功率控制字的调整区间，调整所述变频模拟IQ信号的发射功率。
需要说明的是，本发明实施例提供的技术方案还适用于GMSK（Gaussian MinimumShift-frequency Keying，GMSK调制方式）、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，QPSK调制方式）、16QAM（16 Quadrature Amplitude Modulation，16QAM调制方式）、32QAM（32Quadrature Amplitude Modulation，32QAM调制方式）的功率爬坡场景，其实现架构不变，仅仅改变的是爬坡系数与射频功率调整动态范围。上述爬坡场景的调制方式与8PSK（8PhaseShift Keying modulation mode，8PSK调制方式）数字爬坡设计方案相类似，均可以根据协议中定义的功率模板和发射功率进行相应设计，如果基站和移动台的每个发送通道需要支持多个调制方式，只需要使用不同调制方式满足要求的上限值进行统一设计即可。
例如，GMSK功率爬坡场景中爬坡动态范围为-1-（-30）=29dB，则爬坡系数可以采用6bit。GMSK功率控制部分也与8PSK功率控制部分设计方法相似，请参考表2，对于移动台来说，GSM协议中GSM400/GSM900/GSM850/GSM700频段支持功率等级Power Class为4，则要求发射功率范围为5～33dBm，DCS1800（Digital Cellular System at 1800MHz，1800MHz数字蜂窝系统）/PCS1900（Personal Communications Service at 1900MHz，1900MHz个人通讯服务系统）支持功率等级Power Class为1，则要求发射功率范围为0dBm~30dBm，因此发送功率动态范围最大为33dB，同时预留10dB以上裕量，因此射频功率调整动态范围为43dB以上。
本发明实施例根据所述基带功率控制字对所述数字IQ信号进行功率数字功率回退，生成功率回退数字IQ信号，根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述功率回退数字IQ信号的进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号，实现了，提高了数字爬坡曲线的控制准确度，更容易满足爬坡模板，提高了数字爬坡效率。
图7为本发明提供的一种信号发射功率调整装置，该装置与图4所示实施例提供的信号发射功率调整方法属于同一构思，所述装置包括：
信息获取模块301，用于获取数字IQ信号、所述数字IQ信号的爬坡系数和所述数字IQ信号的发射功率电平;
爬坡数字IQ信号生成模块302，用于根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号；
爬坡模拟IQ信号转换模块303，用于将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；
发射功率调整模块304，用于根据所述发射功率电平，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。
本发明实施例通过根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号的进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号，并将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；进而根据所述发射功率电平，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率，提高了爬坡曲线控制的准确度，更容易满足爬坡模板，提生了功率爬坡效率。
图8为本发明提供的另一种信号发射功率调整装置结构示意图，该装置与图5所示实施例提供的信号发射功率调整方法属于同一构思，在上一装置实施例基础上，所述装置还包括：
基带功率控制字获取模块305，用于获取基带功率控制字；
功率回退数字IQ信号生成模块306，用于根据所述基带功率控制字、预设的基带功率控制步阶和预设的基带功率控制范围对所述数字IQ信号进行功率数字功率回退，生成功率回退数字IQ信号；
当所述装置包括：所述基带功率控制字获取模块305和所述功率回退数字IQ信号生成模块时，所述爬坡数字IQ信号生成模块306，还用于根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述功率回退数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号。
其中，所述预设的基带功率控制步阶为0.1dB，所述预设的基带功率控制范围为-4~0dB。
所述发射功率调整模块304，包括：
射频功率控制字确定单元3041，用于根据所述发射功率电平，确定所述数字IQ信号的射频功率控制字；
射频功率控制范围获取单元3042，用于获取所述射频功率控制字的控制范围；
发射功率调整单元3043，用于根据所述射频功率控制字、所述射频功率控制字控制范围和预设的射频功率控制步阶，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。
其中，所述射频功率控制范围获取单元3042，包括：
射频信息获取子单元30421，用于获取射频芯片的离散调整量和预设协议的规定调整量，所述射频芯片用于发射所述爬坡模拟IQ信号，所述预设协议为发送所述爬坡模拟IQ信号采用的通信协议；
射频功率控控制范围生成子单元30422，用于根据所述离散调整量和所述预设协议的规定调整量，生成所述射频功率控制字的控制范围。
所述装置还包括：
待调制数字信号获取模块307，用于获取待调制数字信号；
数字IQ信号生成模块308，用于对所述待调制数字信号进行IQ调制，生成数字IQ信号。
本发明实施例通过根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号的进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号，并将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；进而根据所述发射功率电平，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率，提高了爬坡曲线控制的准确度，更容易满足爬坡模板，提生了功率爬坡效率。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种信号发射功率调整方法，其特征在于，所述方法包括：
获取数字IQ信号、所述数字IQ信号的爬坡系数和所述数字IQ信号的发射功率电平;
根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号；
将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；
根据所述发射功率电平，确定所述数字IQ信号的射频功率控制字；
获取射频芯片的离散调整量和预设协议的规定调整量，所述射频芯片用于发射所述爬坡模拟IQ信号，所述预设协议为发送所述爬坡模拟IQ信号采用的通信协议；
根据所述离散调整量和所述预设协议的规定调整量，生成所述射频功率控制字的控制范围；
根据所述射频功率控制字、所述射频功率控制字控制范围和预设的射频功率控制步阶，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取基带功率控制字；
根据所述基带功率控制字、预设的基带功率控制步阶和预设的基带功率控制范围对所述数字IQ信号进行功率数字功率回退，生成功率回退数字IQ信号；
相应的，所述根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号具体为：
根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述功率回退数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的基带功率控制步阶为0.1dB，所述预设的基带功率控制范围为-4~0dB。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述获取数字IQ信号、所述数字IQ信号的爬坡系数和所述数字IQ信号的发射功率电平之前，所述方法还包括：
获取待调制数字信号；
对所述待调制数字信号进行IQ调制，生成数字IQ信号。
5.一种信号发射功率调整装置，其特征在于，所述装置包括：
信息获取模块，用于获取数字IQ信号、所述数字IQ信号的爬坡系数和所述数字IQ信号的发射功率电平;
爬坡数字IQ信号生成模块，用于根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号；
爬坡模拟IQ信号转换模块，用于将所述爬坡数字IQ信号转换为爬坡模拟IQ信号；
发射功率调整模块，包括射频功率控制字确定单元、射频功率控制范围获取单元和发射功率调整单元；
所述射频功率控制字确定单元，用于根据所述发射功率电平，确定所述数字IQ信号的射频功率控制字；
所述射频功率控制范围获取单元包括射频信息获取子单元和射频功率控制范围生成子单元：所述射频信息获取子单元，用于获取射频芯片的离散调整量和预设协议的规定调整量，所述射频芯片用于发射所述爬坡模拟IQ信号，所述预设协议为发送所述爬坡模拟IQ信号采用的通信协议；所述射频功率控制范围生成子单元，用于根据所述离散调整量和所述预设协议的规定调整量，生成所述射频功率控制字的控制范围；
所述发射功率调整单元，用于根据所述射频功率控制字、所述射频功率控制字控制范围和预设的射频功率控制步阶，调整所述爬坡模拟IQ信号的发射功率。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
基带功率控制字获取模块，用于获取基带功率控制字；
功率回退数字IQ信号生成模块，用于根据所述基带功率控制字、预设的基带功率控制步阶和预设的基带功率控制范围对所述数字IQ信号进行功率数字功率回退，生成功率回退数字IQ信号；
所述爬坡数字IQ信号生成模块，具体用于根据所述爬坡系数、预设时间功率模板对所述功率回退数字IQ信号进行数字爬坡，生成爬坡数字IQ信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设的基带功率控制步阶为0.1dB，所述预设的基带功率控制范围为-4~0dB。
8.根据权利要求5所述装置，其特征在于，所述装置还包括：
待调制数字信号获取模块，用于获取待调制数字信号；
数字IQ信号生成模块，用于对所述待调制数字信号进行IQ调制，生成数字IQ信号。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2011/076580 WO2012103723A1 (zh) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | 信号发射功率调整方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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