CN107659953B - 一种无线收发系统的自激保护衰减控制方法 - Google Patents

Abstract

一种无线收发系统的自激保护衰减控制方法，包括：S1、判定是否触发衰减保护且输出功率达到额定值，如果是执行步骤S2，否则执行步骤S4；S2、在等待设定时间之后进入自激检测，如果判定为非自激则返回步骤S1，否则执行步骤S3；S3、进行强自激处理后执行步骤S4；S4、进入正常工作状态。实施本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，通过在检测到自激时进行强自激处理，能够较为简易地有效消除自激现象。进一步地，在无线收发系统发生自激时，通过检测内部自动增益调整和功率变化可以找到让系统不发生自激的最大增益点，从而让无线收发系统可以稳定地正常工作。

Description

一种无线收发系统的自激保护衰减控制方法

技术领域

本发明涉及无线收发领域，更具体地说，涉及一种无线收发系统的自激保护衰减控制方法。

背景技术

在无线收发系统中，自激会将功放模块、低噪放模块推饱和，导致模块指标迅速恶化，影响无线收发领域和其覆盖区域内的信号传送。为了避免系统自激，需要为无线收发系统提供较高的收发隔离度。然而，隔离度的计算复杂，因此不但工作量大还难以获得合适的隔离度。此外，在大部分场合难以做到需要的隔离度，导致无法有效地消除自激现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可以较为简易地有效消除自激现象的无线收发系统的自激保护衰减控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无线收发系统的自激保护衰减控制方法，包括：

S1、判定是否触发衰减保护且输出功率达到额定值，如果是执行步骤S2，否则执行步骤S4；

S2、在等待设定时间之后进入自激检测，如果判定为非自激则返回步骤S1，否则执行步骤S3；

S3、进行强自激处理后执行步骤S4；

S4、进入正常工作状态。

在本发明所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法中，所述步骤S2进一步包括:

S21、判定设定时间内输出功率是否达到额定值，如果是则执行步骤S22，否则判定为非自激则返回步骤S1；

S22、在设定时间内判定下述条件A-C是否出现设定次数以上，如果是则判定为非自激则返回步骤S1，否则执行步骤S3：

A、输入功率出现功率突涨到突降的过程；

B、所述输入功率的功率突涨的同时LNA的衰减突降；

C、所述输入功率的功率突降的同时LNA的衰减突涨。

在本发明所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法中，在所述步骤S21中，基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值。

在本发明所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法中，在所述步骤S22中，进一步判定在条件B中，所述输入功率的功率突涨值是否为所述LNA的衰减突降值的第一设定倍数以上，以及在条件C中，所述输入功率的功率突降值是否为所述LNA的衰减突涨值的第二设定倍数以上。

在本发明所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法中，所述第一设定倍数为1.6倍，所述第二设定倍数为1.2倍。

在本发明所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法中，在所述步骤S3中，所述强自激处理包括：

S31、记录每次功率突涨时的功率爆发点的LNA衰减值，并将其中的最小值作为最终的爆发点衰减值；

S32、将所述最终的爆发点衰减值加上衰减预设值后写入LNA。

在本发明所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法中，所述功率爆发点为输入功率大于设定值并且比上一次检测到的输入功率大爆发设定值。

在本发明所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法中，所述衰减预设值为6dB，所述爆发设定值为7dB。

在本发明所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法中，在开机过程中，所述步骤S1进一步包括：

S11、在开机后为FPGA设置最大衰减值；

S12、FPGA按照设定步进释放增益直至增益释放完毕，同时扫描AD保护衰减值、输入功率以及MCU打LNA衰减以判定是否触发AD保护或者功率爆发；

S13、基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值；

所述步骤S4进一步包括：

S41、将设备隔离度设置成额定最大增益值，并按照额定最大增益值启动后进入正常工作状态。

在本发明所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法中，在正常运行过程中，所述步骤S1进一步包括：

S1A、FPGA扫描AD保护衰减值、输入功率以及MCU打LNA衰减以判定是否触发AD保护或者功率爆发；

S1B、基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值；

所述步骤S4进一步包括：

S4A、释放多次增益之后进入正常工作状态。

实施本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，通过在检测到自激时进行强自激处理，能够较为简易地有效消除自激现象。进一步地，在无线收发系统发生自激时，通过检测内部自动增益调整和功率变化可以找到让系统不发生自激的最大增益点，从而让无线收发系统可以稳定地正常工作。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法的第一实施例的流程图；

图2是本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法的第二实施例的流程图；

图3示出了图2所示方法的无线收发系统的启动过程；

图4是本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法的第三实施例的流程图。

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是本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法的第一实施例的流程图。如图1所示，在步骤S1中，判定是否触发衰减保护且输出功率达到额定值，如果是，则执行步骤S2，否则执行步骤S5。在本发明中，衰减保护包括AD保护或者功率爆发，例如可以通过扫描AD保护衰减值、输入功率以及MCU打LNA衰减以判定是否触发AD保护或者功率爆发。在本发明的一个优选实施例中，所述功率爆发的条件是：输入功率大于设定值并且比上一次检测到的输入功率大爆发设定值。对于FPGA检测值来说，功率爆发条件可以是，输入功率大于600dB，并且与上一次检测到的输入功率大7dB。在本发明的其他优选实施例中，可以设定其他设定值和爆发设定值，例如可以将设定值设置成700dB，而将爆发设定值设置成10dB。本领域技术人员可以根据实际工作环境和设备情况进行设置。

在步骤S2中，等待设定时间。例如该设定时间可以是800ms。本领域技术人员可以根据实际工作环境和设备情况设置其他设定时间，例如900ms，700ms等等。

在步骤S3中，等待结束之后，将进入自激检测，判断无线收发系统是否发生自激。在本发明的一个优选实施例中，在自激检测过程中，FPGA检测一段时间(如2.5秒)内输入功率变化和LNA打衰减(MCU和AD保护打衰减)的情况。如果在该时间内，在满足下述条件D的情况下，出现6次或以上同时满足下述条件A、B、C的情况，则判定为自激。

A、输入功率出现功率突涨到突降的过程；

B、所述输入功率的功率突涨的同时LNA的衰减突降；

C、所述输入功率的功率突降的同时LNA的衰减突涨；

D、设定时间内输出功率达到额定值。

在本发明的一个优选实施例中，所述条件A-D可以细化为：

A、判定输入功率是否出现功率突涨爆发到突降7dB的过程；

B、所述输入功率的功率突涨的同时LNA的衰减突降，且所述输入功率的功率突涨值为所述LNA的衰减突降值的1.6倍以上；

C、所述输入功率的功率突降的同时LNA的衰减突涨；且所述输入功率的功率突降值是否为所述LNA的衰减突涨值的1.2倍以上；

D、设定时间内输出功率是否达到额定值。

在本发明中，条件D的判定可以基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值。

此时，如果判定无线收发系统发生自激，则执行步骤S4，进行强自激处理，否则返回到步骤S1，再次判定是否触发衰减保护且输出功率达到额定值。

在非自激的情况下，如果在自激检测过程中AD保护衰减消失且不再发生功率爆发(LNA衰减已自动转交给射频ALC)，则属于输入功率过强的情况。否则可能是存在阻塞信号，或MDS上功率锁定门限和AD保护门限设置不正确造成的。

在步骤S4中进行强自激处理之后，将执行步骤S5，进入正常工作状态。而在正常工作状态中，继续按照一定时间间隔执行步骤S1中的判定过程。在本发明的一个实施例中，所述强自激处理包括：记录每次功率突涨时的功率爆发点的LNA衰减值，并将其中的最小值作为最终的爆发点衰减值；将所述最终的爆发点衰减值加上衰减预设值后写入LNA。

在本发明中，AD保护的原理如下：在设备正常工作过程中，FPGA计算ADC输入信号时隙(或均值)功率，并与调试工具上设定的“上/下行AD保护门限”做比较来控制LNA衰减值。当功率值大于门限，则增加LNA衰减值；当功率值小于门限则释放LNA衰减。由于FPGA运算及控制速度快，该功能可起到第一时间保护ADC、中频滤波器件和射频功放等器件的作用。

对于PA部分是固定增益的产品，检测到AD保护即可以判断ALC起控，因为AD保护对应的功率大于额定功率。

而射频和中频ALC起控的原理如下：为保证设备输出功率限定在整机最大额定输出范围内，在设备正常工作过程中，通过MCU读取功放输出端的检波管检波值，并与调试工具上设定的“锁功率门限”做比较来控制LNA衰减值。当检波值大于门限，则增加LNA衰减值；当检波值小于门限则释放LNA衰减；最终实现输出功率等级自动控制(ALC)功能。为保证设备输出功率限定在整机最大额定输出范围内，在设备正常工作过程中，通过FPGA计算DAC输出信号时隙(或均值)功率，并与调试工具上设定的“上/下行ALC门限”做比较来控制FPGA内部衰减值。当检波值大于门限，则增加FPGA内部衰减值；当检波值小于门限则释放FPGA内部衰减。最终实现中频输出功率等级自动控制(ALC)功能。

实施本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，通过在检测到自激时进行强自激处理，能够较为简易地有效消除自激现象。进一步地，在无线收发系统发生自激时，通过检测内部自动增益调整和功率变化可以找到让系统不发生自激的最大增益点，从而让无线收发系统可以稳定地正常工作。

图2是本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法的第二实施例的流程图。图2示出了开机过程中的本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法。

在开机之后，在步骤S1中，FPGA默认设置最大衰减(不同产品有差异，有些产品最大衰减为51dB，有些为31dB，具体见产品规格书要求)。此时，FPGA默认设置初始衰减值为0。此时均认为无线收发系统处于初始状态。

在步骤S2中，在开机完成后，FPGA释放增益直至增益释放完毕，同时判定是否触发衰减保护且输出功率达到额定值。在本实施例中，FPGA按照设定步进(例如0.5dB)释放增益直至增益释放完毕，同时扫描AD保护衰减值、输入功率以及MCU打LNA衰减以判定是否触发AD保护或者功率爆发。在本实施例中，可以基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值。在本发明的一个优选实施例中，为了避免刚开机的不稳定状态导致的过度打衰减，开机后每1分钟释放一次增益，连续释放3次。在本发明的一个优选实施例中，所述功率爆发的条件是：输入功率大于设定值并且比上一次检测到的输入功率大爆发设定值。对于FPGA检测值来说，功率爆发条件可以是，输入功率大于600dB，并且与上一次检测到的输入功率大7dB。在本发明的其他优选实施例中，可以设定其他设定值和爆发设定值，例如可以将设定值设置成700dB，而将爆发设定值设置成10dB。本领域技术人员可以根据实际工作环境和设备情况进行设置。图3示出了图2所示方法的无线收发系统的启动过程。

如果FPGA以0.5dB步进不断释放完所有增益后，都没有触发AD保护或功率爆发，则此时为弱信号启动，执行步骤S6，将设备隔离度设置成额定最大增益值，并按照额定最大增益值启动后执行步骤S7，进入正常工作状态。

如果FPGA以0.5dB步进不断释放增益的过程中，触发了AD保护或功率爆发且此时输出功率达到额定功率，则此时为强信号启动，应执行步骤S3。在步骤S3中，FPGA停止释放增益，并且等待800ms。

然后执行步骤S4，进行自激检测，判断无线收发系统是否发生自激。在本发明的一个优选实施例中，在自激检测过程中，FPGA检测一段时间(如2.5秒)内输入功率变化和LNA打衰减(MCU和AD保护打衰减)的情况。如果在该时间内，在满足下述条件D的情况下，出现6次或以上同时满足下述条件A、B、C的情况，则判定为自激。

A、输入功率出现功率突涨到突降的过程；

B、所述输入功率的功率突涨的同时LNA的衰减突降；

C、所述输入功率的功率突降的同时LNA的衰减突涨；

D、设定时间内输出功率达到额定值。

在本发明的一个优选实施例中，所述条件A-D可以细化为：

A、判定输入功率是否出现功率突涨爆发到突降7dB的过程；

B、所述输入功率的功率突涨的同时LNA的衰减突降，且所述输入功率的功率突涨值为所述LNA的衰减突降值的1.6倍以上；

C、所述输入功率的功率突降的同时LNA的衰减突涨；且所述输入功率的功率突降值是否为所述LNA的衰减突涨值的1.2倍以上；

D、设定时间内输出功率是否达到额定值。

在本发明中，条件D的判定可以基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值。

此时，如果判定无线收发系统发生自激，则执行步骤S5，进行强自激处理，否则返回到步骤S2，FPGA释放增益直至增益释放完毕，同时判定是否触发衰减保护且输出功率达到额定值，直到判断出触发衰减保护或者增益释放完毕。在非自激的情况下，如果在自激检测过程中AD保护衰减消失且不再发生功率爆发(LNA衰减已自动转交给射频ALC)，则属于输入功率过强的情况。否则可能是存在阻塞信号，或MDS上功率锁定门限和AD保护门限设置不正确造成的。

在步骤S5中进行强自激处理之后，将执行步骤S6，进入正常工作状态。而在正常工作状态中，继续按照一定时间间隔执行步骤S2中的判定过程。在本发明的一个实施例中，所述强自激处理包括：记录每次功率突涨时的功率爆发点的LNA衰减值，并将其中的最小值作为最终的爆发点衰减值；将所述最终的爆发点衰减值加上衰减预设值后写入LNA。

实施本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，通过在检测到自激时进行强自激处理，能够较为简易地有效消除自激现象。进一步地，在无线收发系统发生自激时，通过检测内部自动增益调整和功率变化可以找到让系统不发生自激的最大增益点，从而让无线收发系统可以稳定地正常工作。实施本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，可以自动保存隔离度，设置最合理增益值。在安装或使用中，用户可以通过拔插电或关开ISO功能开关按钮让直放站设置最合理的增益值。在使用过程出现自激时，设备可以自动检测隔离度，并调整最大增益值。因此，简化了安装步骤，也能够预防设备自激现象频繁发生。

图4是本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法的第三实施例的流程图。图4示出了正常运行过程中的本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法。在步骤S1中，在开机之后，进入正常工作状态。在步骤S2中，判定在正常工作状态是否触发衰减保护且输出功率达到额定值。在本实施例中，FPGA按照设定步进(例如0.5dB)释放增益直至增益释放完毕，同时扫描AD保护衰减值、输入功率以及MCU打LNA衰减以判定是否触发AD保护或者功率爆发。在本实施例中，可以基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值。在本发明的一个优选实施例中，为了避免刚开机的不稳定状态导致的过度打衰减，开机后每1分钟释放一次增益，连续释放3次。在本发明的一个优选实施例中，所述功率爆发的条件是：输入功率大于设定值并且比上一次检测到的输入功率大爆发设定值。对于FPGA检测值来说，功率爆发条件可以是，输入功率大于600dB，并且与上一次检测到的输入功率大7dB。在本发明的其他优选实施例中，可以设定其他设定值和爆发设定值，例如可以将设定值设置成700dB，而将爆发设定值设置成10dB。本领域技术人员可以根据实际工作环境和设备情况进行设置。

如果判定没有触发衰减保护且输出功率达到额定值，则返回步骤S1，恢复到正常工作状态。如果判定触发了触发衰减保护且输出功率达到额定值，进行自激检测，判断无线收发系统是否发生自激。在本发明的一个优选实施例中，在自激检测过程中，FPGA检测一段时间(如2.5秒)内输入功率变化和LNA打衰减(MCU和AD保护打衰减)的情况。如果在该时间内，在满足下述条件D的情况下，出现6次或以上同时满足下述条件A、B、C的情况，则判定为自激。

A、输入功率出现功率突涨到突降的过程；

B、所述输入功率的功率突涨的同时LNA的衰减突降；

C、所述输入功率的功率突降的同时LNA的衰减突涨；

D、设定时间内输出功率达到额定值。

在本发明的一个优选实施例中，所述条件A-D可以细化为：

A、判定输入功率是否出现功率突涨爆发到突降7dB的过程；

B、所述输入功率的功率突涨的同时LNA的衰减突降，且所述输入功率的功率突涨值为所述LNA的衰减突降值的1.6倍以上；

C、所述输入功率的功率突降的同时LNA的衰减突涨；且所述输入功率的功率突降值是否为所述LNA的衰减突涨值的1.2倍以上；

D、设定时间内输出功率是否达到额定值。

在本发明中，条件D的判定可以基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值。

此时，如果判定无线收发系统发生自激，则执行步骤S5，进行强自激处理，否则返回到步骤S1。在本发明的一个实施例中，所述强自激处理包括：记录每次功率突涨时的功率爆发点的LNA衰减值，并将其中的最小值作为最终的爆发点衰减值；将所述最终的爆发点衰减值加上衰减预设值后写入LNA。在图4所示实施例中，为了防止偶然性的因素导致的自激从而造成过度打衰减，如果判定为自激，在进行强自激处理之后，每1分钟释放一次增益，连续释放3次。释放流程与开机机制中的释放流程相同。当然，在本发明的其他优选实施例中，其释放次数和流程可以由本领域技术人员根据实际工作环境和设备情况进行设置。

实施本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，通过在检测到自激时进行强自激处理，能够较为简易地有效消除自激现象。进一步地，在无线收发系统发生自激时，通过检测内部自动增益调整和功率变化可以找到让系统不发生自激的最大增益点，从而让无线收发系统可以稳定地正常工作。实施本发明的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，可以自动保存隔离度，设置最合理增益值。在安装或使用中，用户可以通过拔插电或关开ISO功能开关按钮让直放站设置最合理的增益值。在使用过程出现自激时，设备可以自动检测隔离度，并调整最大增益值。因此，简化了安装步骤，也能够预防设备自激现象频繁发生。

以上借助于说明指定的功能和关系的方法步骤对本发明进行了描述。为了描述的方便，这些功能组成模块和方法步骤的界限和顺序在此处被专门定义。然而，只要给定的功能和关系能够适当地实现，界限和顺序的变化是允许的。任何上述变化的界限或顺序应被视为在权利要求保护的范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无线收发系统的自激保护衰减控制方法，其特征在于，包括：

S1、判定是否触发衰减保护且输出功率达到额定值，如果是执行步骤S2，否则执行步骤S4；

S2、在等待设定时间之后进入自激检测，如果判定为非自激则返回步骤S1，否则执行步骤S3；

S3、进行强自激处理后执行步骤S4；

S4、进入正常工作状态；

在所述步骤S3中，所述强自激处理包括：

S31、记录每次功率突涨时的功率爆发点的LNA衰减值，并将其中的最小值作为最终的爆发点衰减值；

S32、将所述最终的爆发点衰减值加上衰减预设值后写入LNA。

2.根据权利要求1所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括:

S21、判定设定时间内输出功率是否达到额定值，如果是则执行步骤S22，否则判定为非自激则返回步骤S1；

S22、在设定时间内判定下述条件A-C是否出现设定次数以上，如果是则判定为非自激则返回步骤S1，否则执行步骤S3：

A、输入功率出现功率突涨到突降的过程；

B、所述输入功率的功率突涨的同时LNA的衰减突降；

C、所述输入功率的功率突降的同时LNA的衰减突涨。

3.根据权利要求2所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，其特征在于，在所述步骤S21中，基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值。

4.根据权利要求2所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，其特征在于，在所述步骤S22中，进一步判定在条件B中，所述输入功率的功率突涨值是否为所述LNA的衰减突降值的第一设定倍数以上，以及在条件C中，所述输入功率的功率突降值是否为所述LNA的衰减突涨值的第二设定倍数以上。

5.根据权利要求4所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，其特征在于，所述第一设定倍数为1.6倍，所述第二设定倍数为1.2倍。

6.根据权利要求1所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，其特征在于，所述功率爆发点为输入功率大于设定值并且比上一次检测到的输入功率大爆发设定值。

7.根据权利要求6所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，其特征在于，所述衰减预设值为6dB，所述爆发设定值为7dB。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，其特征在于，在开机过程中，所述步骤S1进一步包括：

S11、在开机后为FPGA设置最大衰减值；

S12、FPGA按照设定步进释放增益直至增益释放完毕，同时扫描AD保护衰减值、输入功率以及MCU发送的LNA衰减以判定是否触发AD保护或者功率爆发；

S13、基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值；

所述步骤S4进一步包括：

S41、将设备隔离度设置成额定最大增益值，并按照额定最大增益值启动后进入正常工作状态。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的无线收发系统的自激保护衰减控制方法，其特征在于，在正常运行过程中，所述步骤S1进一步包括：

S1A、FPGA扫描AD保护衰减值、输入功率以及MCU发送的LNA衰减以判定是否触发AD保护或者功率爆发；

S1B、基于检测MCU发送的LNA衰减是否变大判定输出功率是否达到额定值；

所述步骤S4进一步包括：

S4A、释放多次增益之后进入正常工作状态。

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