CN106941361A - 一种收发信机的增益调节的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种收发信机的增益调节的系统和方法，该系统包括：一个设置在收发信机的预设链路中，用于对整个预设链路的增益进行调节的增益调节模块；第一获取模块：用于获取收发信机的当前工作温度；第二获取模块：用于在预先获取的收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息中，获取预设收发信机的预设链路在当前工作温度下对应的增益；所述增益调节模块，用于根据增益和预设增益，调节所述增益调节模块，以使预设链路的增益为预设增益。该系统和方法采用一个设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的增益调节模块对整个预设链路的增益进行调节，实现对整个链路增益的控制，调节机制简单易于控制，调节精度高。

Description

一种收发信机的增益调节的系统和方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种收发信机的增益调节的系统和方法。

背景技术

收发信机链路包含数字器件和模拟器件，其中的模拟器件增益对温度比较敏感，造成整个收发信机的发射增益及接收增益会随温度变化出现明显波动。增益的大幅波动会给收发信机的正常工作带来困扰。当发射增益变化过大时，会导致输出功率大幅度波动，影响下行信号性能。接收增益波动太大时，影响接收机的灵敏度和抗干扰能力。

收发信机在设计时通常会拟定一个正常工作的温度范围，例如-40至70摄氏度，温度变化范围110度。在此温变范围内，一般模拟链路的增益会发生显著变化。例如某款收发信机产品，在全温范围内，发射链路增益变化达到8dB左右，接收链路增益变化达到5dB左右。在此情况下，若不对增益进行补偿，输出功率和灵敏度变化将远超一般系统要求。

现有技术中对收发信机的温度补偿，由于不是对所有的器件进行补偿，导致补偿精度低，偏差明显。同时由于用于补偿的电路结构复杂，使得补偿机制复杂，不便于控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种便于控制的收发信机的增益调节方法和系统，同时提高收发信机的增益调节的精度。

针对该技术问题，本发明提出了一种收发信机的增益调节的系统，包括：一个设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的增益调节模块；

第一获取模块：用于获取所述收发信机的当前工作温度；

第二获取模块：用于在预先获取的收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息中，获取所述预设收发信机的预设链路在所述当前工作温度下对应的增益；

所述增益调节模块，用于根据所述增益和预设增益，调节所述增益调节模块，以使所述预设链路的增益为所述预设增益。

优选地，所述第一获取模块还用于周期性地获取所述收发信机的工作温度。

优选地，所述第二获取模块还用于：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度点工作时的增益，去除增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度点下的增益平均值，生成所述温度点和所述增益平均值关联存储的列表，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

优选地，所述第二获取模块还用于：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度范围内工作时的增益，去除在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度下的增益平均值，生成所述增益在所述温度范围内的变化曲线，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

优选地，所述第二获取模块还用于：

若增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同或者在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同，检测所述预设链路或所述第一获取模块是否出现故障，若是，排除故障后重新获取增益随温度的变化值。

另一方面，本发明还提供了一种收发信机的增益调节的方法，包括：

S1：获取预设收发信机的当前工作温度；

S2：在预先获取的收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息中，获取所述预设收发信机的预设链路在所述当前工作温度下对应的增益；

S3：根据所述增益和预设增益，调节所述增益调节模块，以使所述预设链路的增益为所述预设增益；

其中，所述增益调节模块是一设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的模块。

优选地，所述步骤S1包括：

周期性地获取预设收发信机的工作温度。

优选地，所述步骤S1之前还包括：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度点工作时的增益，去除增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度点下的增益平均值，生成所述温度点和所述增益平均值关联存储的列表，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

优选地，所述步骤S1之前还包括：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度范围内工作时的增益，去除在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度下的增益平均值，生成所述增益在所述温度范围内的变化曲线，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

优选地，还包括：

若增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同或者在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同，检测所述预设链路或所述第一获取模块是否出现故障，若是，排除故障后重新获取增益随温度的变化值。

本发明提供的收发信机的增益调节的系统和方法，采用一个设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的增益调节模块对整个预设链路的增益进行调节，只需要对该增益调节模块进行调节，就能实现对整个链路增益的控制，调节机制简单易于控制，调节精度高。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明一实施例提供的收发信机的增益调节的系统的结构框图；

图2是本发明一实施例提供的收发信机的发射链路的增益补偿示意图；

图3是本发明一实施例提供的收发信机的增益调节的方法的流程图；

图4是本发明一实施例提供的收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息获取方法流程图；

图5是本发明一实施例提供的样本的发射链路的温度特性曲线图；

图6是本发明一实施例提供的样本的发射链路的温度特性曲线图的拟合示意图；

图7为本发明一实施例提供的样本的发射链路在采用收发信机进行温度补偿后的效果图；

图8是本发明一个实施例提供的样本温度补偿的误差分布图。

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做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。

实施例1：

图1是本实施例提供的收发信机的增益调节的系统框图，参见图1，该收发信机的增益调节的系统A包括：

一个设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的增益调节模块A3；

第一获取模块A1：用于获取所述收发信机的当前工作温度；

第二获取模块A2：用于在预先获取的收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息中，获取所述预设收发信机的预设链路在所述当前工作温度下对应的增益；

增益调节模块A3，用于根据所述增益和预设增益，调节所述增益调节模块，以使所述预设链路的增益为所述预设增益。

需要说明的是：增益是信号输出与信号输入的比率，具体的是收发信机的接收链路或者发射链路的信号输出与信号输入的比率。

收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息是收发信机的链路工作的温度对应的增益。设置在预设链路中的增益调节模块是对整个预设链路的增益进行调节的模块。由于温度的波动对收发信机的链路(例如发射链路或者接收链路)输出的增益影响较大，为了保持链路输出增益的稳定，在链路中设置温度补偿器或者增益调节装置，对链路的增益进行调节，使链路的增益达到稳定值。

温度与预设链路增益的相关信息是预先获取的信息，例如预先进行实验，随机选取若干收发信息，对这若干个收发信机的某一个链路在一定的温度范围内(例如-40°至70°)的增益变化，将其增益随着温度的变化的值进行存储得到温度与第一链路增益的相关信息。

例如：图2是本实施例提供的收发信机的发射链路的增益补偿示意图。将收发信机的发射链路(包括数模转换器DAC，滤波器，放大器，混频器和温度补偿器)看作一个整体(模块B)，对模块级联组成的系统进行温度实验，在极限温度下验证产品可靠性的同时，得到每条链路的整体温度特性数据，如图3中的模块B的温度特性曲线。由于链路的整体的增益变化都由一个温度补偿器来控制，因此可以减少温度补偿器件的数量，节约成本，便于控制，同时提高了该发射链路的增益调节精度。

本实施例提供的收发信机的增益调节的系统，采用一个设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的增益调节模块对整个预设链路的增益进行调节，只需要对该增益调节模块进行调节，就能实现对整个链路增益的控制，调节机制简单易于控制，调节精度高。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例中的第一获取模块还用于周期性地获取所述收发信机的工作温度。

由于收发信机工作时，外界环境的温度随时发生变化，因此周期性的获取收发信机的工作温度，能保证随时根据增益的温度变化对链路的增益进行调节。

实施例3：

在实施例1的基础上，

第二获取模块还用于：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度点工作时的增益，去除增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度点下的增益平均值，生成所述温度点和所述增益平均值关联存储的列表，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

或者，所述第二获取模块还用于：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度范围内工作时的增益，去除在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度下的增益平均值，生成所述增益在所述温度范围内的变化曲线，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

本实施例提供了两种收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息的获取方法，这两种方法分别对采集的数据进行处理，将其以表格或者曲线的方式进行存储和处理，为链路的控制提供了两种可选的方法。

实施例4：

进一步地，在实施例3的基础上，第二获取模块还用于：

若增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同或者在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同，检测所述预设链路或所述第一获取模块是否出现故障，若是，排除故障后重新获取增益随温度的变化值。

本实施例在实施例2的基础上进一步提出了优化的方案，分析采集到的异常数据，查找产生异常数据的原因，进行故障排查，重新获取数据。

实施例5：

图3是本实施例提供的收发信机的增益调节的方法的流程图，参见图3，该收发信机的增益调节的方法，包括：

S1：获取预设收发信机的当前工作温度；

S2：在预先获取的收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息中，获取所述预设收发信机的预设链路在所述当前工作温度下对应的增益；

S3：根据所述增益和预设增益，调节所述增益调节模块，以使所述预设链路的增益为所述预设增益；

收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息是收发信机的链路工作的温度对应的增益。设置在预设链路中的增益调节模块是对整个预设链路的增益进行调节的模块。由于温度的波动对收发信机的链路(例如发射链路或者接收链路)输出的增益影响较大，为了保持链路输出增益的稳定，在链路中设置温度补偿器或者增益调节装置，对链路的增益进行调节，使链路的增益达到稳定值。

其中，所述增益调节模块是一设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的模块。

本实施例提供的收发信机的增益调节的系统，采用一个设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的增益调节模块对整个预设链路的增益进行调节，只需要对该增益调节模块进行调节，就能实现对整个链路增益的控制，调节机制简单易于控制，调节精度高。

实施例6：

在实施例5的基础上，所述步骤S1包括：

周期性地获取预设收发信机的工作温度。

所述步骤S1之前还包括：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度点工作时的增益，去除增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度点下的增益平均值，生成所述温度点和所述增益平均值关联存储的列表，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

还包括：

若增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同，检测所述预设链路或所述第一获取模块是否出现故障，若是，排除故障后重新获取增益随温度的变化值。

需要说明的是：本实施例提供了收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息的方法，例如图4所示的流程图所示，随机选取3个收发信机的发射链路，进行温度实验，测量这3个发收信机的发射链路在-40°到70°范围内的一些温度点的增益。

随机选取收发信机时，每次至少选取同一批次的3台设备作为样本进行温度实验，每台设备都需要达到正常工作状态。由于制板批次、器件批次、组装调试等各种原因，每一批的设备在温度特性上都会存在或多或少的差异，因此在样本的选取上不宜跨批次选取。温度实验目的为得到设备的整体全温特性数据，数据量由需要的补偿精度确定，数据需要覆盖3个样本的每一条链路。

得到3个收发信机的增益随着给定温度点的变化后，判断得到的数据是否有效，具体的判断方法为：判断得到的增益的变化趋势是否和预先设定的趋势相同，若是，说明得到的数据是有效的，否则，说明得到的数据无效，则需要去除无效的数据或者检测实验设备或实验环境，找出影响温度特性的原因。当环境因素或设备因素排除后，需重新进行实验，取得有效的链路温度特性数据。

对于得到的多组数据，需要对每一温度点求增益平均值，并生成所述温度点和所述增益平均值关联存储的列表，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

例如，所得列表的形式如表1所示。

表1

对于收发信机的预设链路，根据获取的预设链路的工作温度，在表1中查找该温度对应的增益，在结合链路需要输出的预设增益，就可以计算出需要对该链路进行调节的增益的调节值。根据该增益的调节值，对该链路进行调节，使其增益等于预设增益。

另一方面，本实施例还提供了另一种收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息的方法。

步骤S1之前还包括：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度范围内工作时的增益，去除在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度下的增益平均值，生成所述增益在所述温度范围内的变化曲线，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

还包括：

若在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同，检测所述预设链路或所述第一获取模块是否出现故障，若是，排除故障后重新获取增益随温度的变化值。

与生成列表的方法不同的是，该方法测量的是这3个发收信机的发射链路在-40°到70°的温度范围内的增益变化，并生成增益随温度变化的曲线。

得到3个收发信机的增益随着温度变化的曲线后，判断得到的曲线是否有效，具体的判断方法为：判断得到的曲线的趋势是否和预设的趋势相同，若是，说明得到的数据是有效的，否则，说明得到的数据无效，则需要检测实验设备或实验环境，找出影响温度特性的原因。当环境因素或设备因素排除后，需重新进行实验，取得有效的链路温度特性数据。例如，3个样本的发射链路的温度特性曲线如图5所示，这3组数据在温度特性的趋势上应当具有一致性。样本1、样本2和样本3的温度特性曲线具有统一的变化趋势，因此这三组数据是有效的。

对于得到的多条曲线，求每一温度值下的增益平均值，得到一曲线，对该曲线进行拟合，拟合的结果即为收发信机的增益随着温度变化的曲线。如图6所示，理论的温度增益曲线与原始温度增益曲线基本吻合，拟合温度增益曲线表达了原始温度增益数据的趋势。

对于不同的增益调节方法，实现的方案不同。生成列表的方法中，需要定期检查环境温度，然后查找数据表(一般存储在RAM中)找到表中的当前环境温度值，然后读取对应的增益，再将该增益配置到设置在链路中的增益调节模块(温度补偿器或者可变增益器件)，完成一次增益调节。由于环境温度可能随时变化，因此该操作需要定期重复执行，以保持链路增益的稳定。

曲线拟合法中，需要在设备运行过程中，定期检测环境温度，然后将温度代入曲线，计算出增益调节值，再将该值配置到温度补偿器或者可变增益器件中，以便改变链路增益。同样拟合法也需要定期检查环境温度并执行拟合补偿操作，以保持链路增益稳定。

本实施例提供了原始数据的获取方法，该方法将收发信机的链路作为一个整体，获取其增益随温度的变化值，将该值采用两种方式进行存储，以便在对收发机的某个链路进行调节的过程中调用。

实施例7：

在实施例6的基础上，本实施例提出了对以上方法进行验证的方法。增益调节(温度补偿)的效果只有通过重复执行温度循环实验才能得到有效验证。复测实验中，需要使上述收发信机处于运行状态，实时对链路增益进行补偿。实验中的温度需要覆盖设备要求的整个温度范围，以验证各链路增益是否在全温范围内保持足够稳定。

图7为实施例5中的例子进行温度补偿后的效果图，对比图中样本1、样本2和样本3在温度补偿前和温度补偿后的曲线图可以看出，补偿后的增益基本在全温范围内保持稳定。

为了进一步该温度补偿方法进行验证，对24台收发信机样本进行增益补偿误差统计。统计方法为：首先根据一台收发信机的总增益温度特性得到温度补偿数据，然后对另外24个样本做全温温度实验，得到24个样本在总共288个温度点下的增益实测值，接下来再以每个样本的常温增益为基准，使用温度补偿数据来预测每个样本在相应温度下的增益值，将所有288对预测值与实测值进行比较，差值即为补偿误差。

图8为24个样本增益补偿的误差分布图。从图中可以看到绝大多数的数据点位于±0.5dB之间，即增益补偿预测值与实测值之间的误差基本分布在±0.5dB之间，仅有很少的点误差达到了±1dB。而误差在±1.5dB的数据为0，因此可以看到本实施例的调节增益的温度补偿，具有很好的效果。

本实施例提供了对温度补偿方法结果的验证方法以及验证的结果，从验证结果中可以看出，本发明提供的温度补偿方法可以是收发信机的链路的增益稳定，实现了对整个链路增益的控制，调节机制简单易于控制，调节精度高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种收发信机的增益调节的系统，其特征在于，包括：一个设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的增益调节模块；

第一获取模块：用于获取所述收发信机的当前工作温度；

第二获取模块：用于在预先获取的收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息中，获取所述预设收发信机的预设链路在所述当前工作温度下对应的增益；

所述增益调节模块，用于根据所述增益和预设增益，调节所述增益调节模块，以使所述预设链路的增益为所述预设增益。

2.根据权利要求1所述的收发信机的增益调节的系统，其特征在于，所述第一获取模块还用于周期性地获取所述收发信机的工作温度。

3.根据权利要求1所述的收发信机的增益调节的系统，其特征在于，所述第二获取模块还用于：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度点工作时的增益，去除增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度点下的增益平均值，生成所述温度点和所述增益平均值关联存储的列表，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

4.根据权利要求1所述的收发信机的增益调节的系统，其特征在于，所述第二获取模块还用于：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度范围内工作时的增益，去除在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度下的增益平均值，生成所述增益在所述温度范围内的变化曲线，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

5.根据权利要求3或4所述的收发信机的增益调节的系统，其特征在于，所述第二获取模块还用于：

若增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同或者在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同，检测所述预设链路或所述第一获取模块是否出现故障，若是，排除故障后重新获取增益随温度的变化值。

6.一种收发信机的增益调节的方法，其特征在于，包括：

S1：获取预设收发信机的当前工作温度；

S2：在预先获取的收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息中，获取所述预设收发信机的预设链路在所述当前工作温度下对应的增益；

S3：根据所述增益和预设增益，调节所述增益调节模块，以使所述预设链路的增益为所述预设增益；

其中，所述增益调节模块是一设置在收发信机的预设链路中，用于对整个所述预设链路的增益进行调节的模块。

7.根据权利要求6所述的收发信机的增益调节的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

周期性地获取预设收发信机的工作温度。

8.根据权利要求6所述的收发信机的增益调节的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度点工作时的增益，去除增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度点下的增益平均值，生成所述温度点和所述增益平均值关联存储的列表，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

9.根据权利要求6所述的收发信机的增益调节的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：

获取随机选取的预设数量的每一收发信机的预设链路在预设温度范围内工作时的增益，去除在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同的预设链路的增益，计算剩余的每一温度下的增益平均值，生成所述增益在所述温度范围内的变化曲线，以得到收发信机的工作温度与预设链路的增益的对应信息。

10.根据权利要求8或9所述的收发信机的增益调节的方法，其特征在于，还包括：

若增益随温度点的变化趋势与预先设定的变化趋势不同或者在预设温度范围内，增益随温度的变化趋势与预先设定的变化趋势不同，检测所述预设链路或所述第一获取模块是否出现故障，若是，排除故障后重新获取增益随温度的变化值。