CN103118426B - 宽带多通道功率控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

宽带多通道功率控制方法及装置，该方法包括：实现前向功率定标、反馈功率定标以及温补定标；对前向第一设定数目个I/Q数据进行前向功率统计获得前向功率统计值，对第二设定数目个实数的反馈功率统计获得反馈功率统计值，检测当前温度值并读取对应的温度补偿系数；根据前向功率定标、反馈功率定标、温补定标、前向功率统计值、反馈功率统计值、温度补偿系数计算链路增益变化值；在链路增益变化值大于或等于预设阈值时，根据链路增益变化值计算链路增益调整值后对数字链路增益做调整。本发明通过前向功率统计值、反馈功率统计值以及当前温度补偿系数调整数字域功率的大小，以弥补模拟电路增益的变化，使整个链路的增益保持一致，提高了通信质量。

Description

宽带多通道功率控制方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种宽带多通道功率控制方法、一种宽带多通道功率控制装置。

背景技术

在无线通信系统中，由于移动的特性，基站和移动台都需要对发射功率进行动态控制，例如：当用户设备(UserEquipment，UE)在小区内移动时，基站的发射功率就需要随着UE的移动而发生变化，具体的变化为：当UE靠近基站时，为了防止对别的用户的干扰，基站就需要减少发射功率；当UE远离基站时，为了防止信号衰减影响通信质量，基站就需要增大发射功率。在天线系统中，在用天线将电流波转换为电磁波的过程中，可以对发射信号进行放大，而能量放大的度量就是增益。为了降低成本快速抢占市场，直放站的使用必不可少；那么要保证基站能准确及时的调整发射功率，那么直放站内部的各个部件就必须保持增益一致，而射频、功放等模拟器件随时间、温度的变化增益特性有所不同，一致性较差，造成基站无法及时准确的调整发射功率，导致通信质量下降。

发明内容

根据上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种宽带多通道功率控制方法、以及一种宽带多通道功率控制装置，其可以弥补模拟电路因温度而导致的增益变化，保持整个链路增益一致，使得基站根据用户UE的距离及时准确的调整发射功率，提高通信质量。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种宽带多通道功率控制方法，包括步骤：

实现前向功率定标、反馈功率定标以及温补定标；

对前向第一设定数目个I/Q数据进行前向功率统计获得前向功率统计值，对与前向功率统计对应的第二设定数目个实数的反馈功率统计获得反馈功率统计值，检测当前温度值并读取得到与当前温度值对应的温度补偿系数，第二设定数目是第一设定数目的2倍；

根据所述前向功率定标、所述反馈功率定标、所述温补定标、所述前向功率统计值、所述反馈功率统计值、所述温度补偿系数计算获得链路增益变化值；

比较所述链路增益变化值与预设阈值的大小，若所述链路增益变化值大于或者等于所述预设阈值，根据所述链路增益变化值计算获得链路增益调整值，并根据该链路增益调整值对数字链路增益做调整。

一种宽带多通道功率控制装置，包括：

定标单元，用于实现前向功率定标、反馈功率定标以及温补定标；

前向功率统计单元，用于对前向第一设定数目个I/Q数据进行前向功率统计获得前向功率统计值；

反馈功率统计单元，用于对与前向功率统计对应的第二设定数目个实数的反馈功率统计获得反馈功率统计值，第二设定数目是第一设定数目的2倍；

温补单元，用于检测当前温度值并读取得到与当前温度值对应的温度补偿系数；

差值计算单元，用于根据所述前向功率定标、所述反馈功率定标、所述温补定标、所述前向功率统计值、所述反馈功率统计值、所述温度补偿系数计算获得链路增益变化值；

增益计算单元，用于比较所述链路增益变化值与预设阈值的大小，若所述链路增益变化值大于或者等于所述预设阈值，根据所述链路增益变化值计算或获得链路增益调整值；

增益调整单元，用于根据所述链路增益调整值对数字链路增益做调整。

根据上述本发明方案，其通过前向功率统计值、反馈功率统计值以及当前的温度补偿系数来调整数字域功率的大小，以弥补模拟电路增益的变化，使整个链路的增益保持一致，从而使得基站可以根据用于UE的距离及时准确地调整发射功率，提高了通信质量。

附图说明

图1是本发明的宽带多通道功率控制方法实施例的流程示意图；

图2是本发明的宽带多通道功率控制装置实施例的结构示意图；

图3是本发明的宽带多通道功率控制装置的一个安装示例的示意图。

具体实施方式

以下结合其中的较佳实施例对本发明方案进行详细阐述。

考虑到在无线通信系统中，为了保证无线通信的质量，基站需要根据移动用户与基站的距离来及时调整发射功率，而为了保证基站能够及时准确地对发射功率进行调整，那么直放站就必须要使得链路增益保持一致，而直放站所用到的射频、功放等模拟器件的增益随着时间、温度的变化而有所不同，一致性差，基于此，本发明方案的根据思想是通过弥补模拟电路增益的变化以保持整个通信链路的增益的一致性，据此实现对宽带多通道功率的控制，保证通信质量。

图1中示出了本发明的宽带多通道功率控制方法实施例的流程示意图。如图1所示，在该实施例中，本发明的方法包括步骤：

步骤S101：实现前向功率定标、反馈功率定标以及温补定标，进入步骤S102；

步骤S102：对前向第一设定数目个I/Q数据进行前向功率统计获得前向功率统计值，对与前向功率统计对应的第二设定数目个实数的反馈功率统计获得反馈功率统计值，检测当前温度值并读取得到与当前温度值对应的温度补偿系数，第二设定数目是第一设定数目的2倍，进入步骤S103；

步骤S103：根据上述前向功率定标、上述反馈功率定标、上述温补定标、上述前向功率统计值、上述反馈功率统计值、上述温度补偿系数计算获得链路增益变化值，进入步骤S104；

步骤S104：比较该链路增益变化值与预设阈值的大小，判断该链路增益变化值是否大于或者等于该预设阈值，若否，即链路增益变化值小于预设阈值，则说明不需要对链路增益进行调整，可返回上述步骤S102进行下一次的控制过程，若是，则进入步骤S105；

步骤S105：根据链路增益变化值计算获得链路增益调整值，进入步骤S106；

步骤S106：根据上述获得的链路增益调整值对数字链路增益进行调整。

根据上述本实施例中的方案，其通过前向功率统计值、反馈功率统计值以及当前的温度补偿系数来调整数字域功率的大小，以弥补模拟电路增益的变化，使整个链路的增益保持一致，从而使得基站可以根据用于UE的距离及时准确地调整发射功率，提高了通信质量。

其中，上述第一设定数目、第二设定数目的具体值可以依据实际需要来进行更改，前向数据是复数，而反馈数据是实数，因此，第一设定数目与第二设定数目会满足一比二的比例关系，在其中一个具体示例中，上述第一设定数目可以是4096，上述第二设定数目可以是8192，根据实际需要也可以设置为其他数目。在下述具体示例的说明中，以第一设定数目为4096、第二设定数目为8192为例进行说明。

在其中一个具体示例中，首先在满功率时完成前向功率、反馈功率和温补的定标，即得到前向功率定标REF_forword、反馈功率定标REF_backword以及温补定标REF_temperature，定标一定要准确，准确的定标才能够保证功率控制之后输出的功率的正确性。具体的对前向功率、反馈功率、温补进行定标的具体过程可以是采用现有技术中已有的方式，在此不予赘述。

随后，对前向4096个I/Q数据进行功率统计，获得前向功率统计值ACC_forword，并对与前向功率统计对应的8192个实数数据进行功率统计，获得反馈功率统计值ACC_backword，考虑到前向数据经过射频链路和PA再耦合到反馈ADC需要一定的时间，因此，在进行反馈功率统计时，可以通过抛弃一段数据来对时延进行弥补。在进行前向功率统计、反馈功率统计时，具体的功率统计方式可以是采用现有技术中已有的方式，在此不予赘述。

由于射频、PA等模拟电路的增益会随着温度的变化而发生变化，因此还需要进行温度补偿，为了保证温度补偿的准确性，可以是在进行功率统计(前向功率统计或者反馈功率统计)的时刻检测当前温度值，并依据当前温度值读取到与该当前温度值对应点温度补偿系数(温补系数)ACC_temperature。温度补偿系数系数的确定方式可以是采用现有技术中已有的方式进行，在此不予赘述。

然后，即可根据上述前向功率定标REF_forword、反馈功率定标REF_backword、温补定标REF_temperature、实时的前向功率统计值ACC_forword、实时的反馈功率统计ACC_backword和实时的温度补偿系数ACC_temperature计算获得此时的链路增益变化值ΔG，具体可通过下述公式计算得到：

ΔG＝(10*log10(ACC_backword)+ACC_temperature-10*log10(ACC_forword))-

(10*log10(REF_backword)+REF_temperature-10*log10(REF_forword))

当然，根据实际需要，也可以采用其他的计算方式来得到链路增益变化值ΔG，只要能够计算得到链路增益的变化即可，在此不予多加赘述。

随后，根据链路增益变化值ΔG与预设阈值ΔT的大小关系来判断是否需要做功率控制(或者说是否需要对链路增益进行调整)，具体可以是：

如果ΔG＜ΔT，则说明当前不要对功率进行控制，不做任何处理，返回对下一次的前向功率统计值等统计值进行下一次的判断；

如果ΔG≥ΔT，则说明需要进行控制，可启动功率控制措施，并依据ΔG计算出链路增益调整值G_adj，并依据计算得到的链路增益调整值G_adj的大小对数字链路增益做相应的调整，以保证整个通信链路的增益不变。

具体可采用下述公式计算G_adj：

$G_{\mathrm{adj}}=\mathrm{round}({10}^{\frac{G_{\mathrm{set}}}{20}}*4096),$ 其中

上述公式中，数值4096与用G_adj相乘的方式对链路增益进行调整后的截位数有关，在截位12bit的情况下，该数值即为上述公式中的4096，在截位其他位数的情况下，上述公式中的数值则用其他对应的数值来替代。

重复执行上述步骤S102至步骤S106的过程，即可实现对链路增益的实时调整。

根据上述本发明的宽带多通道功率控制方法，本发明还提供一种宽带多通道功率控制装置，图2中示出了本发明装置实施例的结构示意图。如图2所示，在该具体示例中，本发明的宽带多通道功率控制装置包括有：

定标单元201，用于实现前向功率定标、反馈功率定标以及温补定标；

前向功率统计单元202，用于对前向第一设定数目个I/Q数据进行前向功率统计获得前向功率统计值；

反馈功率统计单元203，用于对与前向功率统计对应的第二设定数目个实数的反馈功率统计获得反馈功率统计值，第二设定数目是第一设定数目的2倍；

温补单元204，用于检测当前温度值并读取得到与当前温度值对应的温度补偿系数；

差值计算单元205，用于根据所述前向功率定标、所述反馈功率定标、所述温补定标、所述前向功率统计值、所述反馈功率统计值、所述温度补偿系数计算获得链路增益变化值；

增益计算单元206，用于比较所述链路增益变化值与预设阈值的大小，若所述链路增益变化值大于或者等于所述预设阈值，根据所述链路增益变化值计算或获得链路增益调整值；

增益调整单元207，用于根据所述链路增益调整值对数字链路增益做调整。

根据上述本实施例中的方案，其通过前向功率统计值、反馈功率统计值以及当前的温度补偿系数来调整数字域功率的大小，以弥补模拟电路增益的变化，使整个链路的增益保持一致，从而使得基站可以根据用于UE的距离及时准确地调整发射功率，提高了通信质量。

其中，上述第一设定数目、第二设定数目的具体值可以依据实际需要来进行更改，前向数据是复数，而反馈数据是实数，因此，第一设定数目与第二设定数目会满足一比二的比例关系，在其中一个具体示例中，上述第一设定数目可以是4096，上述第二设定数目可以是8192，根据实际需要也可以设置为其他数目。在下述具体示例的说明中，以第一设定数目为4096、第二设定数目为8192为例进行说明。

在其中一个具体示例中，定标单元201在满功率时完成前向功率、反馈功率和温补的定标，即得到前向功率定标REF_forword、反馈功率定标REF_backword以及温补定标REF_temperature，定标一定要准确，准确的定标才能够保证功率控制之后输出的功率的正确性。具体的对前向功率、反馈功率、温补进行定标的具体过程可以是采用现有技术中已有的方式，在此不予赘述。

随后，前向功率统计单元202对前向4096个I/Q数据进行功率统计，获得前向功率统计值ACC_forword；反馈功率统计单元203对与前向功率统计对应的8192个实数数据进行功率统计，获得反馈功率统计值ACC_backword，考虑到前向数据经过射频链路和PA再耦合到反馈ADC需要一定的时间，因此，反馈公功率统计单元203在进行反馈功率统计时，可以通过抛弃一段数据来对时延进行弥补。在进行前向功率统计、反馈功率统计时，具体的功率统计方式可以是采用现有技术中已有的方式，在此不予赘述。

由于射频、PA等模拟电路的增益会随着温度的变化而发生变化，因此还需要进行温度补偿，为了保证温度补偿的准确性，温补单元204可以是在进行功率统计(前向功率统计或者反馈功率统计)的时刻检测当前温度值，并依据当前温度值读取到与该当前温度值对应点温度补偿系数(温补系数)ACC_temperature。温度补偿系数系数的确定方式可以是采用现有技术中已有的方式进行，在此不予赘述。

然后，差值计算单元205即可根据上述前向功率定标REF_forword、反馈功率定标REF_backword、温补定标REF_temperature、实时的前向功率统计值ACC_forword、实时的反馈功率统计ACC_backword和实时的温度补偿系数ACC_temperature计算获得此时的链路增益变化值ΔG，具体可通过下式计算得到：

ΔG＝(10*log10(ACC_backword)+ACC_temperature-10*log10(ACC_forword))-(10*log10(REF_backword)+REF_temperature-10*log10(REF_forword))

当然，根据实际需要，差值计算单元也可以采用其他的计算方式来得到链路增益变化值ΔG，只要能够计算得到链路增益的变化即可，在此不予多加赘述。

随后，增益计算单元206根据链路增益变化值ΔG与预设阈值ΔT的大小关系来判断是否需要做功率控制(或者说是否需要对链路增益进行调整)，具体可以是：

如果ΔG＜ΔT，则说明当前不要对功率进行控制，不做任何处理，返回对下一次的前向功率统计值等统计值进行下一次的判断；

如果ΔG≥ΔT，则说明需要进行控制，可启动功率控制措施，并依据ΔG计算出链路增益调整值G_adj，由增益调整单元207依据增益计算单元206计算得到的链路增益调整值G_adj的大小对数字链路增益做相应的调整，以保证整个通信链路的增益不变。

增益计算单元206可采用下述公式计算G_adj：

$G_{\mathrm{adj}}=\mathrm{round}({10}^{\frac{G_{\mathrm{set}}}{20}}*4096),$ 其中

上述公式中，数值4096与用G_adj相乘的方式对链路增益进行调整后的截位数有关，在截位12bit的情况下，该数值即为上述公式中的4096，在截位其他位数的情况下，上述公式中的数值则用其他对应的数值来替代。

上述本发明的宽带多通道功率控制装置，可以是采用FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)、ASIC(ApplicationSpecificIntergratedCircuits，专用集成电路)、DSP(DigitalSignalProcessing，数字信号处理)、CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)等可编程逻辑器件实现，可以通过1片以及多片的芯片来实现多通道功率的控制。

图3中示出了将本发明的宽带多通道功率控制装置进行安装时的一个安装示例。图3所示中，前向功率统计单元202的输入端接入前向输入信号，实现前向功率的统计；反馈功率统计单元203的输入接入PA的反馈信号RF，实现反馈功率的统计；差值计算单元205的输入端与前向功率统计单元202的输出端、反馈功率统计单元203的输出端、定标单元201以及温补单元204相连接，实现对链路增益变化值ΔG的计算；增益计算单元206的输入端与差值计算单元205的输出端连接，实现对链路增益调整值G_adj的计算；增益调整单元207有两个输入端，其中一个输入端与增益计算单元206的输出端连接，另一个输入端接入前向输入信号，增益调整单元207的输出端与DPD连接，实现依据链路增益调整值G_adj对输入到DPD的前向输入信号的增益调整。

其中，如图3所示，差值计算单元205、增益计算单元206、温补单元204、定标单元201通常可以在系统的MCU、DSP或者PPC上运行实现，而增益调整单元207、前向功率调整单元202、反馈功率调整单元203则可以通过在FPGA、ASIC、DSP、CPLD等可编程逻辑器件上运行实现，当然，根据实际需要，可以是分别用不同的可编程逻辑器件实现，也可以是在同一个可编程逻辑器件上同时实现，在此不予赘述。

以上所述的本发明实施方式，仅仅是对本发明较佳实施例的详细说明，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种宽带多通道功率控制方法，其特征在于，包括步骤：

实现前向功率定标、反馈功率定标以及温补定标；

对前向第一设定数目个I/Q数据进行前向功率统计获得前向功率统计值，对与前向功率统计对应的第二设定数目个实数的反馈功率统计获得反馈功率统计值，检测当前温度值并读取得到与当前温度值对应的温度补偿系数，第二设定数目是第一设定数目的2倍；

根据所述前向功率定标、所述反馈功率定标、所述温补定标、所述前向功率统计值、所述反馈功率统计值、所述温度补偿系数计算获得链路增益变化值；

比较所述链路增益变化值与预设阈值的大小，若所述链路增益变化值大于或者等于所述预设阈值，根据所述链路增益变化值计算获得链路增益调整值，并根据该链路增益调整值对数字链路增益做调整；

采用下式计算获得所述链路增益变化值：

ΔG＝(10*log10(ACC_backword)+ACC_temperature-10*log10(ACC_forword))-(10*log10(REF_backword)+REF_temperature-10*log10(REF_forword))

其中，ΔG表示链路增益变化值，ACC_backword表示反馈功率统计值，ACC_temperature表示温度补偿系数，ACC_forword表示前向功率统计值，REF_backword表示反馈功率定标，REF_temperature表示温度定标，REF_forword表示前向功率定标。

2.根据权利要求1所述的宽带多通道功率控制方法，其特征在于，所述第一设定数目为4096，所述第二设定数目为8192。

3.根据权利要求2所述的宽带多通道功率控制方法，其特征在于，采用下式计算获得所述链路增益调整值：

$G_{adj}=round({10}^{\frac{G_{set}}{20}}*4096),$ 其中，

其中，G_adj表示所述链路增益调整值，ΔG表示所述链路增益变化值。

4.根据权利要求1所述的宽带多通道功率控制方法，其特征在于，通过抛弃设定时间段的数据进行所述反馈功率统计以弥补时延。

5.一种宽带多通道功率控制装置，其特征在于，包括：

定标单元，用于实现前向功率定标、反馈功率定标以及温补定标；

前向功率统计单元，用于对前向第一设定数目个I/Q数据进行前向功率统计获得前向功率统计值；

反馈功率统计单元，用于对与前向功率统计对应的第二设定数目个实数的反馈功率统计获得反馈功率统计值，第二设定数目是第一设定数目的2倍；

温补单元，用于检测当前温度值并读取得到与当前温度值对应的温度补偿系数；

差值计算单元，用于根据所述前向功率定标、所述反馈功率定标、所述温补定标、所述前向功率统计值、所述反馈功率统计值、所述温度补偿系数计算获得链路增益变化值；

增益计算单元，用于比较所述链路增益变化值与预设阈值的大小，若所述链路增益变化值大于或者等于所述预设阈值，根据所述链路增益变化值计算获得链路增益调整值；

增益调整单元，用于根据所述链路增益调整值对数字链路增益做调整；

所述差值计算单元采用下式计算获得所述链路增益变化值：

ΔG＝(10*log10(ACC_backword)+ACC_temperature-10*log10(ACC_forword))-(10*log10(REF_backword)+REF_temperature-10*log10(REF_forword))

其中，ΔG表示链路增益变化值，ACC_backword表示反馈功率统计值，ACC_temperature表示温度补偿系数，ACC_forword表示前向功率统计值，REF_backword表示反馈功率定标，REF_temperature表示温度定标，REF_forword表示前向功率定标。

6.根据权利要求5所述的宽带多通道功率控制装置，其特征在于，所述第一设定数目为4096，所述第二设定数目为8192。

7.根据权利要求6所述的宽带多通道功率控制装置，其特征在于，所述增益计算单元采用下式计算获得所述链路增益调整值：

$G_{adj}=round({10}^{\frac{G_{set}}{20}}*4096),$ 其中，

其中，G_adj表示所述链路增益调整值，ΔG表示所述链路增益变化值。

8.根据权利要求5至7任意一项所述的宽带多通道功率控制装置，其特征在于，所述增益调整单元、所述前向功率调整单元、所述反馈功率调整单元通过FPGA、ASIC、DSP、CPLD实现。