CN1080481C - 自动控制传输功率的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

通过自动地控制CDMA站点的高频功率，自动地控制CDMA站点的传输功率的一种设备和方法。在CDMA移动通信系统中自动控制站点的传输功率的电路包括：至少用于编码传输信道上的数据的一个数据处理单元，用于设换、滤波和放大从数字处理器输出的信号的一个发射机，用于放大传输数据以便在空中传播所放大的数据的一个功率放大器，放在该发射机与功率放大器之间的一个可变衰减器，一个功率测量器，一个检测器；一个功率控制器，和一个耦合器。

Description

码分多址系统中自动控制传输功率的电路
本发明涉及码分多址(以下称为“CDMA”)移动通信系统，特别是涉及自动地、精确地控制CDMA站点的传输功率的设备和方法。
在CDMA移动通信系统中，频率资源的通信能力是由使用相同频带的所有网孔之间的噪声分配确定的。因此，为了优化所有网孔的通信能力，从这些网孔发送的高频输出必须适当地控制。因此，需要精确地控制高频输出功率；但是，由于在CDMA站点中发射机的模拟电路和数字传输电路的特性之间的差别，控制高频传输功率是困难的。
美国专利US4,563,775公开了一种类型的传输输出功率控制装置，仍未克服上述问题。
常规CDMA的移动通信系统具有由不相容的模拟与高频电路组成的一个传输电路。因此，在要求精确传输功率的CDMA系统中，通过测量传输功率和据此调节可变电路的增益来控制该传输功率。为此目的，电路板的可变增益部分在制造过程中精确地调节或者在建立该站点时按照测量整个传输功率人工地调节高频电路和模拟电路。这种常规的方法要求专门的技术知识和大量的时间来确定地控制传输功率。
因此本发明的一个目的是提供通过自动地控制CDMA站点的高频功率来自动地控制CDMA站点的传输功率的设备和方法。
根据本发明的一个方面，在CDMA移动通信系统中自动控制站点的传输功率的电路包括：至少用于编码传输信道上的数据的一个数据处理单元；用于变换、滤波和放大从该数字处理器输出的信号一个发射机；用于放大传输数据以便在空中传播所放大的数据的一个功率放大器；放在该发射机与功率放大器之间的一个可变衰减器，用于变化从该发射器输出发送到该功率放大器的数据；一个功率测量器，用于测量来自该功率放大器的传输功率；一个检测器，用于比较传输功率的计算值与传输功率的测量值，由此获得误差功率；一个功率控制器，用于比较该误差功率的绝对值与预定的可允许的偏差，以便根据比较结果控制可变衰减器；和一个耦合器，用于耦合该功率放大器到该功率测量器。
根据本发明的另一个方面，在CDMA移动通信系统中自动控制站点的传输功率的方法，该系统包括高频功率发射机、一个功率放大器、一个功率测量器、一个检测器、一个功率控制器、放置在该高频功率发射机与该功率放大器之间的一个可变衰减器，该方法包括步骤：由该检测器计算在稳定工作状态的传输功率以便产生稳定状态传输功率的计算值；测量该传输功率以便产生该传输功率的测量值；通过从该测量值中减去该计算值检测误差功率；比较该误差功率的绝对值与预定的可允许的偏差；如果该误差功率的绝对值高于该可允许的偏差，根据误差功率控制该可变衰减器；和如果该误差功率的绝对值低于可允许的偏差，则存储该误差功率，并且根据所存储的误差功率控制该可变衰减器。
根据下面结合附图的示例的实施例的详细叙述，本发明的上述与其它目的、特性和优点更加清楚了。其中：
图1是根据本发明的实施例用于自动地控制一个站点的传输功率的电路的方框图；和
图2是表示根据本发明的实施例用于自动地控制一个站点的传输功率的方法的流程图。
下面对照附图详细地叙述本发明的优选实施例，其中相同的标号代表相同的单元。
应该指出，全文使用的术语“传输功率的测量值”表示目前的传输功率，而且术语“传输值的计算值”表示稳定状态的传输功率(或该传输功率的理想值)。
参见图1，本发明的一个实施例放置在一个站点发射机的末级输出级160以便控制末级输出的强度而不对整个系统性能产生影响。即，从一个末级功率放大器160输出的传输功率经过天线128传播到空中。在这里，一个耦合器127插在功率放大器160和用于精确地测量传输功率的功率测量器129之间，以便耦合功率放大器160到功率测量器129。检测器130接收在功率测量器129测量的传输功率的测量值，用于比较该测量值与预先在稳定状态计算的值，以便从测量值和计算值中获得误差功率。检测器130由包含GP-IB(通用接口总线)的个人计算机实现。功率控制器131接收从检测器130输出的误差功率。可变衰减器123放置在功率放大器160和用于放大、变换和滤波从多个数字处理器(111-1、111-2、…111-N)输出的信号的发射机140之间。发射机140包括放大器(112、116)、变换器(113、117、120)、滤波器(115、119、122)和本机振荡器(114、118、121)。可变衰减器123响应来自功率控制器131的误差功率衰减从发射机140输出的信号，以便产生输出到功率放大器160的衰减的信号。然后，功率放大器160放大和产生衰减的信号。总之，最后的高频功率由功率测量器129测量并且由检测器130获得误差功率。然后，可变衰减器123根据该误差功率由功率控制器131自动地、精确地控制。
参见图1和2，在CDMA站点中的发射机140接收从数字处理器111-1、111-2、…、111-N输出的数据，用于编码数据处理信道。然后，发射机140混频各个信道的信号并在从第一本机振荡器114输出的4.95MHz信号上调制该混频的信号，而使用QPSK(四相相移键控)调制方法，已调制的信号被变换为用于传输的UHF信号。功率放大器160放大该UHF信号以便发送。在这里，一个站点控制设备(未示出)控制该系统选择地只在该传输信道上发送该数据。
耦合器127耦合其输出信号到功率测量器129，而检测器130使用GP-IB检测目前传输功率的强度。然后，检测器130比较所检测的目前传输功率与计算的传输值，由此得到误差功率值。即，在步骤211，检测器130得到稳定状态的传输功率(即计算值)。传输功率的计算值确定如下：
高频传输功率(计算值)＝[(传输信道的数字增益)2/1272]×(当数字增益为127时每信道的高频功率)……(1)
在步骤212，功率测量器129测量传输功率的测量值，和在步骤213检测器130比较该测量值与根据上式(1)得到的计算值，以及在步骤214得到误差功率。误差功率是通过从该测量值中减去该计算值得到的。之后，功率控制器131使用其串行端口从检测器130接收该误差功率。在步骤215，功率控制器131判断绝对误差功率是否高于预定的可允许的偏差，如果绝对误差功率高于预定的可允许的偏差则进入步骤216。在步骤216，功率控制器131根据该误差功率值控制可变衰减器123来调节从功率放大器160产生的高频功率。
重复步骤212至216直到在末级输出级的高频功率是在可允许的偏差范围内为止。
同时，在步骤215如果绝对误差功率低于可允许的偏差，则在步骤217功率控制器131存储该误差功率，并且在正常操作期间根据该存储的误差功率控制可变衰减器123。因此，该发射机总是可以保持精确的传输功率。在这里，功率测量器129和检测器130仅在建立该站点时才需要的设备。因此，功率测量器129和检测器130只在建立多个系统时才使用并且在此之后可被去掉。
正如到此叙述的，根据本发明，从CDMA发射机发送的高频功率被自动地测量和精确地控制，因而改善了通信能力和简化了测量过程。
虽然在上面已详细地叙述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地懂得，本领域技术人员可清楚的在这里所教导的基本发明概念的变化和修改仍然落入在所附权利要求书中规定的本发明的精神和范围内。

Claims (4)

1.在CDMA移动通信系统中自动控制站点的传输功率的电路，包括：
至少用于编码传输信道上的数据的一个数据处理单元；
用于变换、滤波和放大从所述数字处理器输出的信号的一个发射机；
用于放大传输数据以便在空中传播所放大的数据的一个功率放大器；
放在所述发射机与所述功率放大器之间的一个可变衰减器，用于变化从该发射机输出发送到所述功率放大器的数据；
一个功率测量器，用于测量来自所述功率放大器的传输功率；
一个检测器，用于比较传输功率的计算值与传输功率的测量值，由此获得误差功率；
一个耦合器，用于耦合所述功率放大器到所述功率测量器，其特征在于，一个功率控制器，用于比较所述误差功率的绝对值与预定的可允许的偏差，以便根据比较结果控制所述可变衰减器；和
其中如果该绝对误差功率大于所述可允许的偏差，所述功率控制器根据该绝对误差功率控制所述可变衰减器，其中如果所述绝对误差功率是在所述可允许的偏差范围内，所述功率控制器存储所述误差功率和根据所述误差功率控制所述可变衰减器。
2.根据权利要求1的自动控制一个站点的传输功率的电路，其中所述发射机包括一个可变放大器、与本机振荡器结合工作的一个变频器和一个滤波器。
3.根据权利要求1的自动控制一个站点的传输功率的电路，其中所述检测器包括一个个人计算机，用于计算所述误差功率和该传输功率的所述计算值。
4.在CDMA移动通信系统中自动控制站点的传输功率的方法，该系统包括高频功率发射机、一个功率放大器、一个功率测量器、一个检测器、一个功率控制器、放置在所述高频功率发射机与所述功率放大器之间的一个可变衰减器，该方法包括步骤：
由所述检测器计算在稳定工作状态的传输功率以便产生稳定状态传输功率的计算值；
测量所述传输功率以便产生该传输功率的测量值；
通过从所述测量值中减去所述计算值检测误差功率；
比较所述误差功率的绝对值与预定的可允许的偏差；
如果该误差功率的所述绝对值高于所述可允许的偏差，根据所述误差功率控制所述可变衰减器；和
如果该误差功率的所述绝对值低于所述可允许的偏差，则存储所述误差功率，并且根据所述存储的误差功率控制所述可变衰减器。
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