CN105744611A - 一种实现功率控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种实现功率控制的方法及装置，包括：根据终端的上行发射功率的调整范围，预先设置调整区间均等的两个或两个以上射频增益调整的分档，且相邻的射频增益调整的分档之间具有重合区域；根据设置的射频增益调整的分档，预先设置基带数字功率的调整单位；还包括：根据所述终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档，在确定的射频增益调整的分档内根据所述调整单位调整基带数字功率。本发明通过射频增益调整的分档的调整和基带数字功率的调整，获得了终端所需的上行发射功率，实现了功率控制，达到了降低功放器件成本的目的。

Description

一种实现功率控制的方法及装置

技术领域

本申请涉及射频技术，尤指一种实现上行功率控制的方法及装置。

背景技术

无线系统中，存在地空通信终端，用户端设备(CustomerPremiseEquipment，简称CPE)、中继(RelayNode)、测试终端设备等要求特殊的终端侧设备。如地空通信的终端侧设备、实现回传功能和边缘覆盖的CPE和Relay、以及专门用于路测和测试的终端设备。

终端侧设备需要支持大功率发射，远距离通信，特殊的测试功能、特殊的性能指标等功能。同时终端设备需要做上行功率控制，从而保证基站设备接收功率正常，并且不会发生终端设备的相互干扰。

图1为现有的终端侧设备功率控制流程，如图1所示，包括：

步骤100、上电后，终端侧设备接入到网络中；

步骤101、终端侧设备检测到基站下发的期望接收功率值，同时计算无线链路路损；

步骤102、终端侧设备根据基站期望接收功率，无线链路路损，计算出上行发射功率；

步骤103、根据计算获得的上行发射功率，根据射频增益直接计算出基带的功率控制因子，并用该因子进行基带信号处理；

步骤104、如果终端当前不进行业务处理，或者基站未调度上行业务，则可进入关闭功放状态。

由于，终端侧设备需要较大的发射功率动态范围，而功率放大器(PowerAmplifier，简称PA)动态范围有限，在需要进行较大的功率动态调整时，不一定存在符合功放性能的器件；另外，由于PA成本较高，通过PA实现功率控制的技术方法无法在实际中进行应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种实现功率控制的方法及装置，能够解决进行上行发射功率时采用PA进行调整的应用和成本问题。

为了达到本发明的目的，本申请提供一种实现功率控制的方法；包括：

根据终端的上行发射功率的调整范围，预先设置调整区间均等的两个或两个以上射频增益调整的分档，且相邻的射频增益调整的分档之间具有重合区域；

根据设置的射频增益调整的分档，预先设置基带数字功率的调整单位；

还包括：

根据所述终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档，在确定的射频增益调整的分档内根据所述调整单位调整基带数字功率。

进一步地，该方法之前还包括：根据接收的基站的期望接收功率，计算获得所述终端所需的上行发射功率值。

进一步地，根据终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档具体包括：

根据终端所需的上行发射功率值及当前射频增益调整的分档的区间，确定是否保持当前射频增益调整的分档不变；

当所述当前上行发射功率值处于当前的射频增益调整的分档的区间内，则保持当前的射频增益分档不变；当所述当前上行发射功率值不处于当前的射频增益调整的分档的区间内，根据所述当前上行发射功率值及各射频增益分档的区间，确定一个包含当前上行发射功率值的射频增益调整的分档。

进一步地，根据调整单位调整基带数字功率具体包括：

计算所述所需的上行发射功率值与射频增益调整的分档的区间的最小值的差值，根据预先设置的所述调整单位及计算出的差值调整基带数字功率。

另一方面，本申请还提供一种实现功率控制的装置，包括：射频增益单元、基带数字单元和功率控制单元；其中，

射频增益单元，用于根据终端的上行发射功率的调整范围，预先设置调整区间均等的两个或两个以上射频增益调整的分档，且相邻的射频增益调整的分档之间具有重合区域；

基带数字单元，用于根据设置的射频增益调整的分档，预先设置基带数字功率的调整单位；

功率控制单元，用于根据所述终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档，在确定的射频增益调整的分档内根据所述调整单位调整基带数字功率。

进一步地，该装置还包括功率计算单元，用于根据接收的基站的期望接收功率，计算获得所述终端所需的上行发射功率值。

进一步地，功率控制单元具体用于，

根据终端所需的上行发射功率值及当前射频增益调整的分档的区间，确定是否保持当前射频增益调整的分档不变；

当所述当前上行发射功率值处于当前的射频增益调整的分档的区间内，则保持当前的射频增益分档不变；当所述当前上行发射功率值不处于当前的射频增益调整的分档的区间内，根据所述当前上行发射功率值及各射频增益分档的区间，确定一个包含当前上行发射功率值的射频增益调整的分档；

在确定的射频增益调整的分档内根据所述调整单位调整基带数字功率。

进一步地，功率控制单元具体用于，

根据所述终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档；

计算所述所需的上行发射功率值与射频增益调整的分档的区间的最小值的差值，根据预先设置的所述调整单位及计算出的差值调整基带数字功率。与现有技术相比，本发明提供的技术方案，包括：根据终端的上行发射功率的调整范围，预先设置调整区间均等的两个或两个以上射频增益调整的分档，且相邻的射频增益调整的分档之间具有重合区域；根据设置的射频增益调整的分档，预先设置基带数字功率的调整单位；还包括：根据所述终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档，在确定的射频增益调整的分档内根据所述调整单位调整基带数字功率。本发明通过射频增益调整的分档的调整和基带数字功率的调整，获得了终端所需的上行发射功率，实现了功率控制，达到了降低功放器件成本的目的。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为现有的终端侧设备功率控制流程；

图2为本发明实现功率控制的方法的流程图；

图3为本发明实现功率控制的装置的结构框图；

图4为本发明实施例实现功率控制的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

图2为本发明实现功率控制的方法的流程图，根据终端的上行发射功率的调整范围，预先设置调整区间均等的两个或两个以上射频增益调整的分档，且相邻的射频增益调整的分档之间具有重合区域；

根据设置的射频增益调整的分档，预先设置基带数字功率的调整单位；如图2所示，还包括：

步骤201、根据终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档，在确定的射频增益调整的分档内根据调整单位调整基带数字功率。

需要说明的是，基带数值调整是对射频增益调整分档内的功率调整，例如，射频增益调整的一个分档为10～20、当功率在10～20之间波动时，通过基带数字调整实现调整。

根据终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档具体包括：

根据终端所需的上行发射功率值及当前射频增益调整的分档的区间，确定是否保持当前射频增益调整的分档不变；

当当前上行发射功率值处于当前的射频增益调整的分档的区间内，则保持当前的射频增益分档不变；当所述当前上行发射功率值不处于当前的射频增益调整的分档的区间内，根据所述当前上行发射功率值及各射频增益分档的区间，确定一个包含当前上行发射功率值的射频增益调整的分档。

需要说明的是，如果当前上行发射功率值不处于当前的射频增益调整的分档的区间内，则重新确定的射频增益分档可能存在两种情况；一种是确定的射频增益调整的分档不处于射频增益调整的分档之间的重合区域，此时只有一个符合条件的射频增益调整的分档；另一种是确定的射频增益调整的分档处于射频增益调整的分档之间的重合区域，此时有两个符合条件的射频增益调整的分档，此时，可以任意选择其中之一确定为射频增益调整的分档。

根据调整单位调整基带数字功率具体包括：

计算所需的上行发射功率值与射频增益调整的分档的区间的最小值的差值，根据预先设置的所述调整单位及计算出的差值调整基带数字功率。

需要说明的是，射频增益调整的分档的区间的最小值可以用其他根据技术人员设定的参考坐标值进行替换，例如中间值、最大值等。

在步骤201之前，本发明方法还包括步骤200，

步骤200、根据接收的基站的期望接收功率，计算获得所述终端所需的上行发射功率值。

需要说明的是，各分档之间设置相应的重合区域是根据技术人员经验获得的重合数值，一般的，通过功率调整的波动频率进行设定；例如、功率在一定区间范围内波动频繁，可以设置重合区域的数值较大，即两个射频增益调整分档之间重合区域较大，因为重合区域较大，可以避免射频增益在各档之间频繁调整。一般的仪器(例如示波器)的分档主要采用无重合区域的分档，例如0～10、10～20、20～30等；本发明为了避免射频增益调整的分档的频繁调整，在相邻的射频增益调整的分档之间设立重合区域，仍以0～30为例，可以设置0～12.5、7.5～22.5、17.5～30的射频增益调整的分档，在重合区域进行功率调整时，可以在保持当前射频增益调整的分档不变的前提下，利用基带数字功率进行功率控制。

需要说明的是，通过射频增益分档和基带数字功率的调整，获得了终端所需的功率，通过设备增益分档和基带数字功率的调整，实现了功率控制，达到了降低功放器件成本的目的。

图3为本发明实现功率控制的装置的结构框图，如图3所示，包括：射频增益单元、基带数字单元和功率控制单元；其中，

射频增益单元、基带数字单元和功率控制单元；其中，

射频增益单元，用于根据终端的上行发射功率的调整范围，预先设置调整区间均等的两个或两个以上射频增益调整的分档，且相邻的射频增益调整的分档之间具有重合区域；

基带数字单元，用于根据设置的射频增益调整的分档，预先设置基带数字功率的调整单位；

功率控制单元，用于根据所述终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档，在确定的射频增益调整的分档内根据所述调整单位调整基带数字功率。

本发明装置还包括功率计算单元，用于根据接收的基站的期望接收功率，计算获得所述终端所需的上行发射功率值。

功率控制单元具体用于，

根据终端所需的上行发射功率值及当前射频增益调整的分档的区间，确定是否保持当前射频增益调整的分档不变；

当所述当前上行发射功率值处于当前的射频增益调整的分档的区间内，则保持当前的射频增益分档不变；当所述当前上行发射功率值不处于当前的射频增益调整的分档的区间内，根据所述当前上行发射功率值及各射频增益分档的区间，确定一个包含当前上行发射功率值的射频增益调整的分档；

计算所述所需的上行发射功率值与射频增益调整的分档的区间的最小值的差值，根据预先设置的所述调整单位及计算出的差值调整基带数字功率。

为清楚陈述本发明，以下通过具体实施例，对本发明进行详细说明，实施例只为清楚说明本发明，并不用于限制本发明的保护内容。

实施例1

为了清楚说明本实施例，对实施例中涉及的参数进行必要的说明。

P_Time表示基带数字功率，单位为dbfs；

表示基带数字功率支持的最小数值；

表示基带数字功率支持的最大数值；

P_Ant表示终端设备工作时的上行发射功率，单位为dbm；

P_Max表示终端设备支持的最小发射功率；

P_Min表示终端设备支持的最大发射功率；

和理论上等于射频增益调整分档的一档的数值；

G_i表示各分档射频增益的数值，存在的档位[0,1,...i]对应的射频链路增益[G₀,G₁...G_i]。

各分档射频增益之间存在重合区域，[G₀,G₁...G_i]可以表示终端的上行发射功率的调整范围。

基带数字功率在每一个射频增益调整的分档上都存在对应的功率调整范围，调整单位相同。例如、当射频增益在分档时，假设每档表示的分档数值为10dbm，则处于每个射频增益调整的分档时，在确定射频增益调整的分档后，可以通过基带数字功率的调整实现10dbm范围内的功率调整。具体每次调整的大小根据调整单位的设定进行确定。

基带数字功率P_Time和射频增益为G_i，对应上行发射功率满足P_Ant＝G_i+P_Time。

上行发射功率工作范围满足， $P_{\mathrm{Ant}}=\left\{\begin{array}{cc}{P}_{\mathrm{Min}}& (P_{\mathrm{Ant}}\≥P_{\mathrm{Min}})\\ P_{\mathrm{Ant}}& (P_{\mathrm{Min}}\≤P_{\mathrm{Ant}}\≤P_{\mathrm{Max}})\\ P_{\mathrm{Max}}& (P_{\mathrm{Ant}}\≤P_{\mathrm{Max}})\end{array}\right.$

相邻档位之间共同覆盖范围 $R_{j-1}^j=[P_{\mathrm{Min}}^i,P_{\mathrm{Max}}^{i-1}]=P_{\mathrm{Lim}}^{j-1}>0.$

图4为本发明实施例实现功率控制的示意图，如图4所示，设备在[T₀,T₁,T₂,T₃,]时刻对应的上行发射功率，依次变化过程为 $P_{\mathrm{Ant}}^0->P_{\mathrm{Ant}}^1->P_{\mathrm{Ant}}^2->P_{\mathrm{Ant}}^3->P_{\mathrm{Ant}}^4.$

T₀时刻：假设所需上行发射功率在第0级射频增益调整的分档的射频增益调整的分档的调整区间通过确定射频增益调整的分档为G₀，基带数字功率根据所需上行发射功率与射频增益分档G₀表示的功率大小计算获得，通过确定的射频增益调整的分档和基带数字功率的调整，完成T₀时刻的所需上行发射功率的功率控制。

T₁时刻：所需上行发射功率仍然在第0级射频增益调整的分档的调整区间但同时也在第1级射频增益调整的分档的调整区间及处于射频增益调整的分档为G₀和射频增益调整的分档为G₁的重合区域通过判断可以不进行射频增益调整的分档的调整；通过根据所需上行发射功率与射频增益调整的分档G₀表示的功率大小计算获得基带数字功率的调整数值，通过基带数字功率的调整，完成T₁时刻的功率控制。

T₂时刻：所需上行发射功率在第1级射频增益调整的分档的调整区间通过计算确定射频增益调整的分档为G₀和基带数字调整无法完成将功率调整到因此根据计算确定该所需上行发射功率的射频增益调整的分档，假设是G₁，通过根据上行发射功率与射频增益调整的分档G₁表示的功率大小计算获得基带数字功率的调整数值，通过基带数字功率的调整，完成T₂时刻的功率控制。

T₃时刻：所需上行发射功率仍然在第1级射频增益调整的分档的调整区间但同时也在第0级射频增益调整的分档的调整区间通过判断可以不进行射频增益调整的分档的调整；通过根据上行发射功率与射频增益调整的分档G₁表示的功率大小计算获得基带数字功率的调整数值，通过基带数字功率的调整，完成T₃时刻的功率控制。

T₄时刻：所需上行发射功率在第0级射频增益调整的分档的调整区间通过判断进行射频增益调整的分档的调整，具体调整到G₀，通过根据上行发射功率与射频增益调整的分档G₀表示的功率大小计算获得基带数字功率的调整数值，通过基带数字功率的调整，完成T₄时刻的功率控制。

T₅时刻：所需上行发射功率已不再设备的工作范围按照终端设备的最小功率进行射频增益调整的分档和基带数字功率的调整。

T₆时刻：所需上行发射功率已不再设备的工作范围按照终端设备的最小功率进行射频增益调整的分档和基带数字功率的调整。

上述T₀-＞T₁-＞T₂和T₃-＞T₄-＞T₅过程中，和功率范围在被第0级和第1级重合区域。但按照计算规则，优先保证射频增益调整的分档不变。即发射功率变大时，只在超过进行射频增益调整的分档的切换；在发射功率变小时，只在超过时进行射频增益调整的分档切换，则发射功率在附近波动时，不产产生射频增益调整的分档的频繁切换，保证了射频工作稳定。

本发明为保证设备的上行发射功率动态范围根据设备工作场景和功率变化情况，合理选取各个射频增益分档之间的重合区域；保证射频有缓冲范围，避免射频增益进行频繁的切换。从而达到降低功放成本和功耗、提升设备稳定性的目的。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请，如本发明实施方式中的具体的实现方法。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种实现功率控制的方法，其特征在于，根据终端的上行发射功率的调整范围，预先设置调整区间均等的两个或两个以上射频增益调整的分档，且相邻的射频增益调整的分档之间具有重合区域；

根据设置的射频增益调整的分档，预先设置基带数字功率的调整单位；

还包括：

根据所述终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档，在确定的射频增益调整的分档内根据所述调整单位调整基带数字功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法之前还包括：根据接收的基站的期望接收功率，计算获得所述终端所需的上行发射功率值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档具体包括：

根据终端所需的上行发射功率值及当前射频增益调整的分档的区间，确定是否保持当前射频增益调整的分档不变；

当所述当前上行发射功率值处于当前的射频增益调整的分档的区间内，则保持当前的射频增益分档不变；当所述当前上行发射功率值不处于当前的射频增益调整的分档的区间内，根据所述当前上行发射功率值及各射频增益分档的区间，确定一个包含当前上行发射功率值的射频增益调整的分档。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据调整单位调整基带数字功率具体包括：

计算所述所需的上行发射功率值与射频增益调整的分档的区间的最小值的差值，根据预先设置的所述调整单位及计算出的差值调整基带数字功率。

5.一种实现功率控制的装置，其特征在于，包括：射频增益单元、基带数字单元和功率控制单元；其中，

射频增益单元，用于根据终端的上行发射功率的调整范围，预先设置调整区间均等的两个或两个以上射频增益调整的分档，且相邻的射频增益调整的分档之间具有重合区域；

基带数字单元，用于根据设置的射频增益调整的分档，预先设置基带数字功率的调整单位；

功率控制单元，用于根据所述终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档，在确定的射频增益调整的分档内根据所述调整单位调整基带数字功率。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置还包括功率计算单元，用于根据接收的基站的期望接收功率，计算获得所述终端所需的上行发射功率值。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述功率控制单元具体用于，

根据终端所需的上行发射功率值及当前射频增益调整的分档的区间，确定是否保持当前射频增益调整的分档不变；

当所述当前上行发射功率值处于当前的射频增益调整的分档的区间内，则保持当前的射频增益分档不变；当所述当前上行发射功率值不处于当前的射频增益调整的分档的区间内，根据所述当前上行发射功率值及各射频增益分档的区间，确定一个包含当前上行发射功率值的射频增益调整的分档；

在确定的射频增益调整的分档内根据所述调整单位调整基带数字功率。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述功率控制单元具体用于，

根据所述终端所需的上行发射功率值确定射频增益调整的分档；

计算所述所需的上行发射功率值与射频增益调整的分档的区间的最小值的差值，根据预先设置的所述调整单位及计算出的差值调整基带数字功率。