CN107529215B - 射频发送模块的功率控制方法及射频发送模块 - Google Patents

Abstract

一种射频发送模块的发射通道功率控制方法，用于对多频段载波信号进行功率控制，所述方法包括：检测各频段载波的发射通道中的中频数字功率和天馈口功率；根据所述中频数字功率和所述天馈口功率计算各频段载波的功率差；根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整；若是，则根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势；根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整。上述射频发送模块的发射通道功率控制方法，可以根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整，进而使得各频段载波的功率精度均能够满足需求，提高了射频发送模块的发射功率精度。本发明还涉及一种射频发送模块。

Description

射频发送模块的功率控制方法及射频发送模块

技术领域

本发明涉及射频通讯设备技术领域，特别是涉及一种射频发送模块的发射通道功率控制方法及射频发送模块。

背景技术

多载波基站的射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)中的发射通道内需要传输两个或者两个以上不同频段的载波信号。由于不同频段的载波信号之间频段跨度较大，频段之间的通道增益平坦度相差较大。传统的TPTL(Transmission Power Track Loop，发射通道闭环功率控制)仅能对单一频段的增益变化进行控制，而并不能对多频段间的增益动态均衡进行控制，从而不能满足各频段载波的功率精度要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够满足各频段载波的功率精度要求的射频发送模块的发射通道功率控制方法及射频发送模块。

一种射频发送模块的发射通道功率控制方法，用于对多频段载波信号进行功率控制，所述方法包括：检测各频段载波的发射通道中的中频数字功率和天馈口功率；根据所述中频数字功率和所述天馈口功率计算各频段载波的功率差；根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整；若是，则根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势；根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整。

一种射频发送模块，包括发射通道和反馈通道；所述反馈通道通过耦合器从所述发射通道耦合经所述数字下变频处理后的多频段载波信号；所述发射通道包括数字中频处理模块、混频合路模块和射频模拟电路模块；所述数字中频处理模块为多个且其数量与所述多频段载波信号中的频段数量相同；每个数字中频处理模块均与所述混频合路模块连接；所述混频合路模块与所述射频模拟电路模块连接；每个数字中频处理模块均包括一个独立增益调整装置，用于对各频段载波的可调增益进行调整；所述射频发送模块还包括功率检测模块和数据处理模块；所述功率检测模块分别与各数字中频处理模块以及所述反馈通道连接，以检测各频段载波的发射通道的中频数字功率和天馈口功率；所述数据处理模块用于根据所述中频数字功率和所述天馈口功率计算各频段载波的功率差，并根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整；所述数据处理模块还用于在判断出需要进行增益调整时，根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势，并根据各频段载波的增益变化趋势控制各独立增益调整装置执行相应的增益调整。

上述射频发送模块的发射通道功率控制方法，通过对各频段载波的发射通道的中频数字功率和天馈口功率进行检测，从而计算出各频段载波的功率差，并根据该功率差判断是否需要进行增益调整。当需要调整时则可以根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势，从而根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整，进而使得各频段载波的功率精度均能够满足需求，提高了射频发送模块的发射功率精度。

附图说明

图1为一实施例中的射频发送模块的结构示意图；

图2为一实施例中的射频发送模块的发射通道功率控制方法的流程图；

图3为另一实施例中的射频发送模块的发射通道功率控制方法的流程图；

图4为一实施例中执行反向增益调整策略的流程图；

图5为另一实施例中执行反向增益调增策略的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一实施例中的射频发送模块的结构示意图。该射频发送模块可以设置在通信基站中，例如基站中的射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)。该射频发送模块也可以设置在其他的移动通信设备中。该射频发送模块支持超宽频多频段载波信号的传输。在本实施例中，多频段载波信号包括至少两个不同频段的载波。每个频段也可以存在多个载波。因此本实施例中提及到的频段载波均至同一频段的多载波合路后的频段载波。因此检测到的各频段载波的功率即为各频段中的多载波合路后的总功率。

参见图1，该射频发送模块包括发射通道和反馈通道。反馈通道通过耦合器140耦合经数字下变频处理后的多频段载波信号。

发射通道包括数字中频处理模块110、混频合路模块120和射频模拟电路模块130。其中，数字中频处理模块110为多个，且其数量与多频段载波信号中的频段的数量相同。本实施例中，以双频段为例进行说明。多个数字中频处理模块110并列设置，以对各频段载波进行处理。每个数字中频处理模块110均与基带信号接口J1连接。在本实施例中，送入到基带信号接口J1的基带信号会先经过光口处理电路150进行处理。每个数字中频处理模块110均与混频合路模块120连接。混频合路模块120则还与射频模拟电路130连接。在本实施例中，每个数字中频处理模块110均包括削峰单元(Crest Factor Reduction，CFR)112和数字预失真处理单元(Digital Pre-Distortion，DPD)114。每个数字中频处理模块110用于对该通道内的频段载波进行削峰处理以及数字预失真处理后将信号输出。每个数字中频处理模块110还包括独立增益调整装置116。独立增益调整装置116用于对该通道内的频段载波的可调增益Gi进行调整，以实现对各频段载波的增益的独立调整。因此，最终得到的各频段载波的功率均能够达到预期值，满足使用需求。在本实施例中，独立增益调整装置116设置在数字中频处理模块110与混频合路模块120连接的一端。

各数字中频处理模块110的输出端与混频合路模块120的输入端连接。混频合路模块120用于对各路数字中频处理模块110输出的不同频段载波进行混频合路形成多频段载波信号后输出给射频模块电路模块130。

射频模拟电路模块130用于对混频合路模块120输出的多频段载波信号进行数模转换以及功率放大后向外输出。具体地，射频模拟电路130包括数模转换器132和功率放大器134。数模转换器132用于对多频段载波信号进行数模转换，以形成模拟多频段载波信号。功率放大器134则用于对该模拟多频段载波信号进行功率放大。在本实施例中，射频模拟电路130还包括总增益调整装置136。总增益调整装置136设置在数模转换器132和功率放大器134之间。总增益调整装置136用于对射频发送模块的发射通道总增益Gz进行调整。也即通过总增益调整装置136进行调整时，可以实现对多频段载波信号中的各频段载波的同步增益调整。在本实施例中，总增益调整装置136的增益调整步进值大于独立增益调整装置116的增益调整步进值，从而使得独立增益调整装置116进行功率精调整，而总增益调整装置136进行功率粗调整。

反馈通道用于对通过耦合器耦合到的多频段载波信号进行数据采样计算以得到天馈口功率FDWi，其中，i在0和不同频段载波总数n之间。在本实施例中，n为2。反馈通道包括模数转换器210、变频滤波模块220。模数转换器210用于将耦合来的模拟多频段载波信号转换为数字多频段载波信号后输出给变频滤波模块220。变频滤波模块220包括FS/4下变频单元和半带滤波单元，以对该数字多频段载波信号进行下变频和滤波处理。在本实施例中，反馈通道还包括反馈增益调整装置230。反馈增益调整装置230用于对反馈通道增益Gf进行调整，以使得反馈通道的增益能够满足预期值。反馈增益调整装置230设置在模数转换器210的输入侧。反馈增益调整装置230和总增益调整装置136均可以通过衰减器来实现。其中，反馈增益调整装置230为耦合功率衰减器(Coupling Power Attenuator，CPATT)，总增益调整装置136则为数控衰减器(Digital Attenuator，DATT)。

上述射频发送模块还包括功率检测模块(图中未示)和数据处理模块(图中未示)。功率检测模分别与各数字中频处理模块和反馈通道连接，以检测各频段载波的发射通道的中频数字功率TSSIi和天馈口功率FWDi。中频数字功率TSSIi和天馈口功率FWDi的检测位置如图1所示。其中，中频数字功率TSSIi代表数字功率期望值，而天馈口功率FWDi则代表天馈口实际发射功率值。数据处理模块用于根据功率检测模块检测到的两个功率进行发射通道功率控制。

上述射频发送模块的发射通道功率控制方法的流程图如图2所示。该方法包括以下步骤：

S210，检测各频段载波的发射通道中的中频数字功率和天馈口功率。

功率检测模块检测各频段载波的中频数字功率TSSIi和天馈口功率FWDi。

在本实施例中，在进行中频数字功率TSSIi和天馈口功率FWDi检测之前还会先对射频发送模块进行初始化设置，以使得天馈口发射功率预期偏差不大、反馈通道的功率检测基本准确。具体地，在S210前，根据生产离线校准数据表对发射通道总增益Gz和反馈通道增益Gf进行调整。生产离线交换数据表在生产过程中测试得到，并配置在射频发送模块或者基站等通信设备中。初始化设置中还包括对反馈通道200的宽带幅频特性进行补偿的步骤。具体地，根据获取到的生产离线校准数据表对反馈通道功率检测上报值设置固定偏移。

S220，根据中频数字功率和天馈口功率计算各频段载波的功率差。

数据处理模块接收功率检测模块检测到的中频数字功率TSSIi和天馈口功率FWDi，并将天馈口功率FWDi减去中频数字功率TSSIi后得到相应频段载波的功率差δi：

δi＝FWDi-TSSi，0＜i≤n。

S230，根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整。

判断计算得到的功率差δi的绝对值是否均大于起控门限。若是，即

|δi|＞0.2dB，0＜i≤n。

则认为需要进行功率差δi的调整，则执行S240。起控门限可以根据射频发送模块的设计需求进行确定。本实施例中，起控门限为0.2dB。当功率差δi中存在至少一个绝对值小于起控门限时则认为不需要进行功率差调整，执行步骤S260。

在一实施例中，在S230和S240之间还需要执行S310～S340，如图3所示。

S310，判断各频段载波的可调增益是否均未调整至边界值。

可调增益的边界值包括上边界值和下边界值。上边界值的设定需要保证数模转换器输入的信号峰值不溢出。下边界值通常与上边界值对称设置。中心值等于上边界值和下边界值和的一半。判断各频段载波的可调增益Gi是否均未调整至边界值，若是则执行S240。若否则执行S320。

S320，判断各频段载波的可调增益是否均调整至边界值。

当各频段载波的可调增益Gi均调整至边界值时，表示其已超出了给定的门限值，则可以认为是系统中的硬件存在异常导致，因此不再继续进行补偿，退出本次增益调整后执行S260。反之，则执行S330。

S330，将各频段载波的可调增益往中心值回调。

当存在某一频段载波的可调增益Gi调至边界值而非所有频段载波的可调增益Gi均调制边界值时，将各频段载波的可调增益Gi均往中心值回调ydB。回调值y可以根据实际需要进行设定。

S240，根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势。

判断各频段载波的功率差δi的符号是否均相同，若均相同(同为正或者同为负)，则确定各频段载波的增益变化趋势为同向变化，反之则为反向变化。

S250，根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整。

当各频段载波的增益变化趋势为反向变化时，执行反向增益调整策略。具体地，将功率差δi为负的频段载波的可调增益Gi增大，同时将功率差δi为正的频段载波的可调增益Gi减小。可调增益Gi的调整步进值可以根据需要设定。

当各频段载波的增益变化趋势为同向变化时，执行同向增益调整策略。具体地，若各频段载波的功率差δi均为正，即均大于0时，执行S410～S450，如图4所示。

S410，将各频段载波的可调增益减小第一步进值，并将计数器的计数值减1。

功率差δi大于0则表示需要减小可调增益Gi。可调增益Gi可以通过对应的独立增益调整装置116来实现，从而实现对发射功率的精调整。第一步进值可以根据需要进行设定。在本实施例中，第一步进值为xdB。计数器的计数值k的默认值为0。

S420，判断计数值的绝对值的是否大于或等于预设值。

若是，则执行S430，反之执行S450。

S430，将各频段载波的可调增益增大第二步进值且将发射通道总增益减小第二步进值。

将各独立增益调整装置116中的可调增益Gi增大第二步进值，以对可调增益Gi进行回调。同时控制总增益调整装置136对发射通道总增益Gz进行调整，将发射通道总增益Gz减小第二步进值。其中，第二步进值为zdB，且第二步进值z和第一步进值x的关系为：

z＝x×|k|。

即，当各独立增益调整装置116的增益调节量达到总增益调整装置136的增益调整步进时，将各独立增益调整装置116的调节效果通过发射通道总增益Gz的调节来实现，以确保独立增益调整装置116的可调增益Gi不超出边界值。

S440，将计数值清零。

将计数值清零，以便进行下一次的功率控制流程。

S450，结束操作。

在本实施例中，若各频段载波的功率差δi均为负，即均小于0，则执行S510～S550，如图5所示。

S510，将各频段载波的可调增益增大第一步进值，并将计数器的计数值加1。

S520，判断计数值的绝对值的是否大于或等于预设值。

若是，则执行S530，反之执行S550。

S530，将各频段载波的可调增益减小第二步进值且将发射通道总增益增加第二步进值。

S540，将计数值清零。

S550，结束操作。

在本实施例中，在射频发送模块工作过程中，会以预设时间间隔重复执行该发射通道功率控制方法，以将发射功率控制在接近理目标值。因此在S250之后还会执行S260。

S260，判断计时是否达到定时时长。

当计时达到定时时长时，返回执行S210。此时步骤S210中还包括将计时置零后重新开始计时的步骤。返回执行S210，从而进行下一次的功率控制过程。

上述射频发送模块的发射通道功率控制方法，通过对各频段载波的发射通道中的中频数字功率和天馈口功率进行检测，从而计算出各频段载波的功率差，并根据该功率差判断是否需要进行增益调整。当需要调整时则可以根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势，从而根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整，从而使得各频段载波的功率精度均能够满足需求，提高了射频发送模块的发射功率精度。上述控制过程为闭环控制。

下面结合一具体实施例，对本实施例中的射频发送模块的发射通道功率控制方法作进一步详细说明。本实施例中，以双频载波为例，即n为2。

第一次定时来到，即第一次控制过程，检测到的TSSI1＝46dBm，TSSI2＝46dBm，FWD1＝45dBm，FWD2＝47dBm，则δ1＝45-46＝-1dB，δ2＝47-45＝2dB，其绝对值均大于0.2dB，且二者为反向变化。此时，G1、G2均未超出调整范围，故可以确定G1需增加、G2需减小。G1步进增加xdB，G2步进减小xdB。本次闭环调整结束。

第二次定时来到时，检测到的TSSI1＝46dBm，TSSI2＝46dBm，FWD1＝45+xdBm，FWD2＝47-xdBm，此时，δ1、δ2的绝对值均大于0.2dB。此时，G1、G2均未超出调整范围，故可以确定G1需增加、G2需减小。G1步进增加xdB，G2步进减小xdB。本次闭环调整结束。

……

第m次定时来到时，检测到的TSSI1＝46dBm，TSSI2＝46dBm，FWD1＝45+(m-1)xdBm，FWD2＝47-(m-1)xdBm，δ1、δ2的绝对值均大于0.2dB。此时，G1、G2均未超出调整范围，故可以确定G1需增加、G2需减小。G1步进增加xdB，G2步进减小xdB。本次闭环调整结束。

第m+1次定时来到时，检测到的TSSI1＝46dBm，TSSI2＝46dBm，FWD1＝45+mxdBm，FWD2＝47-mxdBm，δ1、δ2的绝对值均小于0.2dB。双频段功率差均低于启控门限，功率已逼近目标，本次闭环不做调整，任务结束。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述程序可存储于一计算机可读取存储介质中，如本发明实施例中，该程序可存储于计算机系统的存储介质中，并被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种射频发送模块的发射通道功率控制方法，用于对多频段载波信号进行功率控制，所述方法包括：

检测各频段载波的发射通道中的中频数字功率和天馈口功率；

根据所述中频数字功率和所述天馈口功率计算各频段载波的功率差；

根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整；

若是，则

根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势；

根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整的步骤包括，判断各频段载波的功率差的绝对值是否均大于起控门限，若是则确认需要进行增益调整。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势的步骤中，若各频段载波的功率差的符号均相同则确定各频段载波的增益变化趋势为同向变化；

所述根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整的步骤包括：若各频段载波的功率差均为负，则将各频段载波的可调增益增大第一步进值；若各频段载波的功率差均为正，则将各频段载波的可调增益减小第一步进值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将各频段载波的可调增益增大第一步进值的步骤还包括将计数值加1的步骤；所述计数值默认为0；所述将计数值加1的步骤之后还包括：判断所述计数值的绝对值是否大于预设值；若是，则将各频段载波的可调增益减小第二步进值且将发射通道总增益增大第二步进值，并将所述计数值清零；所述第二步进值等于所述第一步进值与所述计数值的绝对值的乘积；

所述将各频段载波的可调增益减小第一步进值的步骤还包括将计数值减1的步骤；所述计数值默认为0；所述将计数值减1的步骤之后还包括：判断所述计数值的绝对值是否大于预设值；若是，则将各频段载波的可调增益增大第二步进值且将发射通道总增益减小第二步进值，并将所述计数值清零。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势的步骤中，若各频段载波的功率差符号不完全相同则确定各频段载波的增益变化趋势为反向变化；

所述根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整的步骤包括：将功率差为负的频段载波的可调增益增大，将功率差为正的频段载波的可调增益减小。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测各频段载波的发射通道的中频数字功率和天馈口功率的步骤之前还包括步骤：对射频发送模块的发射通道总增益和反馈通道增益进行初始化设置。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整的步骤之后、所述根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势的步骤之前，还包括：

判断各频段载波的可调增益是否均未调整至边界值；

若是，则执行所述根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势的步骤；

若否则

判断各频段载波的可调增益是否均调整至边界值；

若否，则将各频段载波的可调增益往中心值回调；

若是，则退出本次增益调整。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测各频段载波的发射通道中的中频数字功率和天馈口功率的步骤还包括对计时进行置零后重新开始计时的步骤；

所述根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整的步骤之后还包括，判断所述计时是否达到定时时长，若是则返回执行检测各频段载波的发射通道中的中频数字功率和天馈口功率的步骤。

9.一种射频发送模块，其特征在于，包括发射通道和反馈通道；所述反馈通道通过耦合器从所述发射通道耦合经所述数字下变频处理后的多频段载波信号；

所述发射通道包括数字中频处理模块、混频合路模块和射频模拟电路模块；所述数字中频处理模块为多个且其数量与所述多频段载波信号中的频段数量相同；每个数字中频处理模块均与所述混频合路模块连接；所述混频合路模块与所述射频模拟电路模块连接；每个数字中频处理模块均包括一个独立增益调整装置，用于对各频段载波的可调增益进行调整；

所述射频发送模块还包括功率检测模块和数据处理模块；所述功率检测模块分别与各数字中频处理模块以及所述反馈通道连接，以检测各频段载波的发射通道的中频数字功率和天馈口功率；所述数据处理模块用于根据所述中频数字功率和所述天馈口功率计算各频段载波的功率差，并根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整；所述数据处理模块还用于在判断出需要进行增益调整时，根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势，并根据各频段载波的增益变化趋势控制各独立增益调整装置执行相应的增益调整。

10.根据权利要求9所述的射频发送模块，其特征在于，所述射频模拟电路模块还包括总增益调整装置；所述总增益调整装置用于对发射通道总增益进行调整；所述反馈通道还包括反馈增益调整装置，用于对反馈通道增益进行调整。

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