发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种发信机功率校准的方法,能实现对多载波发信机不同载波的输出功率进行补偿,且避免对多个载波进行高精度的功率检测带来的成本增加。
为了实现上述目的,本发明提供了一种功率校准的方法,用于补偿发信机发射出的一个或多个载波的输出功率,其中,包括:
步骤一,离线校准的步骤,设置所述发信机处于离线校准模式,控制发信机发射一特定的载波信号,测量并存储所述载波不同中频和/或射频频点所对应的中频频点功率补偿值和/或射频频点功率补偿值;及
步骤二,在线补偿的步骤,设置所述发信机处于正常工作模式,根据所述载波的中频频点和/或射频频点,取出所述存储的相应的中频频点功率补偿值和/或射频频点功率补偿值对所述载波的输出功率进行补偿。
所述的功率校准的方法,其中,在所述步骤一中,通过一设置的离线测试控制装置来控制所述发信机发射所述特定的载波信号。
所述的功率校准的方法,其中,所述步骤一中测量所述载波的中频频点功率补偿值的步骤进一步包括:
步骤一一,将中频分成多个小频段,选取每个频段的中频频点;
步骤一二,控制所述发信机输出所述特定载波,改变所述载波的中频频点,保持其射频频点不变,所述射频频点为射频参考频点,测量并记录所述载波不同中频频点的实际输出功率,选取所述中频频点中的一个作为中频参考频点,所述中频参考频点对应的射频输出功率为参考功率;及
步骤一三,所述不同中频频点对应的实际功率和所述参考功率的差值为所述不同中频频点对应的中频频点功率补偿值;
所述的功率校准的方法,其中,所述步骤一中测量所述多个载波的射频频点功率补偿值的步骤进一步包括:
步骤三一,将射频输出所在的频段分成多个小频段,选取每个频段的射频频点;
步骤三二,控制所述发信机输出所述特定载波,保持所述载波中频频点为中频参考频点不变,改变所述载波的射频频点,记录所述载波不同射频频点的输出功率;及
步骤三三,所述不同射频频点对应的实际功率和所述参考功率的差值为所述不同射频频点对应的射频频点功率补偿值;
所述的功率校准的方法,其中,所述每个中频频段的中频频点为所述划分的每个中频频段的中心频率;所述每个射频频段的射频频点为所述划分的每个射频频段的中心频率。
所述的功率校准的方法,其中,所述步骤二进一步包括;
步骤四一,根据所述发射载波的中频频点和射频频点,取得对应的中频频点功率补偿值和射频频点功率补偿值;
步骤四二,将所述中频频点功率补偿值和射频频点功率补偿值相加,获得所述发射载波频率的功率补偿值;
步骤四三,用所述发射载波频率的功率补偿值在基带对所述载波进行功率补偿。
所述的功率校准的方法,其中,进一步包括判断所述存储的中频频点功率补偿值中是否存在与所述发射载波的中频频点直接对应的中频频点功率补偿值的步骤;如是,则直接取得相对应的中频频点功率补偿值;如否,则取与所述发射载波的中频频点频率接近的中频频点功率补偿值作为实际发射载波中频频点的中频频点功率补偿值或取频率接近的至少两个中频频点功率补偿值进行插值后作为实际发射载波的中频频点功率补偿值。
所述的功率校准的方法,其中,进一步包括判断所述存储的射频频点功率补偿值中是否存在与所述发射载波的射频频点直接对应的射频频点功率补偿值的步骤;如是,则直接取得相对应的射频频点功率补偿值;如否,则取与所述发射载波的射频频点频率接近的射频频点功率补偿值作为实际发射载波射频频点的射频频点功率补偿值或取频率接近的至少两个射频频点功率补偿值进行插值后作为实际发射载波的射频频点功率补偿值。
所述的功率校准的方法,其中,所述步骤一测量出的中频频点功率补偿值和/或射频频点功率补偿值存储在电可擦除只读存储器中。
所述的功率校准的方法,其中,所述步骤二进一步包括:在系统初始化时将所述存储在电可擦除只读存储器中的中频频点功率补偿值和/或射频频点功率补偿值一次读到处理器单元的内存中的步骤;及直接从所述内存中取得所述中频频点功率补偿值和/或射频频点功率补偿值的步骤。
所述的功率校准的方法,其特征在于,所述离线测试控制装置进一步用于控制发信机改变中频频点和射频频点。
采用本发明的方法,可以解决多载波中频输出功率补偿的问题,同时又可避免进行高精度的多载波闭环功率检测,从而避免成本的增加。与现有技术相比,本发明的方法可以对多个载波不同中频频点造成的功率差异进行补偿,从而降低了对中频滤波器通带平坦度的要求。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
具体实施方式
本发明的功率补偿的方法分为离线校准和在线补偿两个环节。
离线校准就是发信机工作在离线校准模式,发射一个特定的载波信号,把不同中频和射频频点对应功率补偿值测出来并存储到EEPROM 302(电可擦除只读存储器)中。离线校准的框图如图3所示,因为离线校准时只用一个载波,因此在图3中只示出了个载波的处理。离线校准环节的具体步骤如下:
第一步:将中频分成多个小频段,每个频段的中心频率作为中频频点。
第二步:通过图3中的离线测试控制装置301,控制发信机输出一个载波,改变该载波中频频点,保持其射频频点不变(需要改变射频本振304的频点),该射频频点定义为射频参考频点。用仪表(如频谱仪305)测量该载波输出功率,由离线测试控制装置301把不同中频频点对应的功率记下来,取其中一个中频频点作为中频参考频点,其对应的射频输出功率作为参考功率。取中频频点对应的实际功率和参考功率的差值作为中频频点的功率补偿值,中频参考频点对应的补偿值为0。把各中频频点的功率补偿值存到图3所示的EEPROM302中。
第三步:将射频输出所在频段分成多个小的频段,每个小频段的中心频率作为射频频点。
第四步:输出一个载波,保持该载波中频频点为中频参考频点不变,改变射频频点,用仪表测量输出功率。把每个射频频点对应的功率和射频输出的参考功率进行比较,其差值作为射频频点的功率补偿值存到EEPROM 302中。其中,将中频频点的功率补偿值和射频频点的功率补偿值存入EEPROM 302中可通过离线测试控制装置来控制。
在本实施例中,离线测试控制装置301就是PC机及控制软件,这个软件可以自己开发,但它只需用现有公开的技术就可以实现。离线测试控制装置301只是在离线校准模式下使用。它并不是发信机的一部分。它的作用主要体现在离线校准环节的第二步和第四步。具体包括为:
1)控制发信机发射载波信号;
2)控制发信机改变中频频点;
3)控制发信机改变射频频点;
4)读取频谱仪测量的功率值;
5)计算中频功率补偿值;
6)计算射频功率补偿值;
7)将中频和射频功率补偿值发送给发信机,并控制发信机把功率补偿值写到EEPROM;
离线测试控制装置301对频谱仪305的控制主要是自动读取频谱仪305的功率测量值,这样做是为实现自动化测试,提高生产效率。当然也可以人工观察频谱仪305,记录测量值,但这样效率会大大降低。PC机和频谱仪305之间的硬件接口因频谱仪305而异,有的提供串口,有的用网口。PC机和频谱仪305之间消息通信的协议在仪表的手册里都是公开的。
控制装置对发信机的控制,主要是上述1)、2)、3)、7)几个方面。在硬件接口上可以通过串口或网口等,硬件接口因发信机可提供的硬件接口而异。PC机和发信机之间消息通信和硬件接口都可以通过现有公开的一般技术来实现。在本实施例中离线测试控制装置301控制发信机发射载波信号是指PC机上控制软件发送一个消息给发信机,让发信机自己发送载波信号,而不是控制装置自己发送载波信号。控制发信机改变中频或射频频点,道理也是一样的,控制软件发消息给发信机,让发信机自己改变频点。
在线功率补偿环节是发信机工作在正常工作模式,根据发射载波的中频频点和射频频点从EEPROM 302中取出相应的补偿值进行功率补偿。具体步骤如下:
第一步:根据发射载波的中频频点取出EEPROM 302中相应的中频功率补偿值。EEPROM 302的数据可以在系统初始化时一次读到处理器单元303的内存中。使用时直接从内存中区。
第二步:若EEPROM没有发射载波中频频点直接对应的中频频点功率补偿值,则取频率接近的中频频点功率补偿值作为实际发射载波中频频点的功率补偿值,或取频率接近的至少两个中频频点功率补偿值进行插值后作为实际发射载波中频频点的功率补偿值。
第三步:根据发射载波的射频频点取出EEPROM中相应的射频功率补偿值。
第四步:若EEPROM没有发射载波中频频点直接对应的中频频点功率补偿值,则取频率接近的中频频点功率补偿值作为实际发射载波中频频点的功率补偿值,或取频率接近的至少两个中频频点功率补偿值进行插值后作为实际发射载波中频频点的功率补偿值。
第五步:将中频频点功率补偿值和射频频点功率补偿值加起来,作为发射载波频率的功率补偿值。
第六步:用求取的功率补偿值在基带对该载波进行功率补偿。
第七步:如果有多个载波,则对其它载波执行第一步到第六步的工作。
下面本发明方法的具体实施作进一步的详细描述:
一种实施方式如下:
将中频频段分成若干小段,假定为M段。每个小段的中心频点顺序记为IF(1)、IF(2)......IF(M)。分段的方法可以是等间隔的,也可以是非等间隔的。在IF(1)到IF(M)中取一个频点作为中频参考频点,记为IF_REF,例如,取IF_REF=IF(1)。
将射频频段分成若干小段,假定为N段。每个小段的中心频点顺序记为RF(1)、RF(2)......RF(N)。分段的方法可以是等间隔的,也可以是非等间隔的。在RF(1)到RF(N)中取一个频点作为射频参考频点,记为RF_REF,例如,取RF_REF=RF(1)。
基带同向分量/正交分量(I/Q)数据的幅值取一个参考值,记为A_IQ_REF,为方便描述,将同向分量/正交分量(I/Q)的幅值以对数形式表示,记为A_IQ_REF_dB=201g(A_IQ_REF)。
当输出载波的中频频点为IF_REF,射频频点为RF_REF,同向分量/正交分量(I/Q)的幅值为A_IQ_REF_dB时,该载波的输出功率作为一个参考值,记为P_REF(以dBm表示),此时的中频功率补偿量为0dB,射频功率补偿量也为0dB。
保持同向分量/正交分量(I/Q)的幅值为A_IQ_REF_dB,射频频点为RF_REF,将中频频点设为IF(m),其中m=1~M。在射频口测量输出功率P_IF(m),求取IF(m)对应的中频功率补偿值为
G_IF_Comp(m)=P_REF-P_IF(m)
将m=1~M的IF(m)对应的功率补偿值G_IF_Comp(m)写入EEPROM中。如前所述,输出载波的射频频点为RF_REF,中频频点为IF_REF,同向分量/正交分量(I/Q)的幅度为A_IQ_REF_dB时,输出功率记为P_REF。此时的射频功率补偿量为0dB。
保持中频频点为IF_REF,同向分量/正交分量(I/Q)幅度为A_IQ_REF_dB。从RF(1)到RF(N)改变射频频点,测量不同射频频点对应的射频口输出功率P_RE(n),求取RF(n)对应的射频功率补偿值为
G_RF_Comp(n)=P_REF-P_RF(n)
将n=1~N的RF(n)对应的功率补偿值G_RF_Comp(n)写入EEPROM中。
假定未进行不同频率功率补偿的基带同向分量/正交分量(I/Q)幅值为A_IQ_dB,经过不同频率功率补偿的同向分量/正交分量(I/Q)幅值为A_IQ_dB_Comp。在发信机正常工作时,要进行以下步骤的工作:
(1)根据工作载波的中频频点获取EEPROM对应的中频频点功率补偿值。如果中频频点在IF(m)中有相同的频点,则功率补偿值直接使用该频点对应的EERPOM功率补偿值。如果中频频点在IF(m)中没有直接对应的频点,则在IF(m)中查找接近的频点,用接近频点的EERROM功率补偿值通过线性插值或其他插值方法求出实际使用中频频点的功率补偿值,记为G_IF_Comp。
(2)根据工作载波的射频频点获取EEPROM对应得射频频点功率补偿值。如果射频频点在RF(n)中有相同的频点,则射频功率补偿值直接使用该频点对应的EEPROM功率补偿值。如果射频频点在RF(n)中没有直接对应的频点,则在RF(n)中查找接近的频点,用接近频点的EEPROM功率补偿值通过线性插值或其它插值方法求出实际使用射频频点的功率补偿值,即为G_RF_Comp。
(3)经过频率的功率补偿后,同向分量/正交分量(I/Q)的幅值为A_IQ_dB_Comp=A_IQ_dB+G_IF_Comp+G_RF_Comp。
(4)如果有多个载波,则进行(1)~(3)相同的操作,只是不同载波对应的中频频点和射频频点是不同的。
举例如下:
中频分成三个小频段,假定其中心频率IF(1)~IF(3)分别为138MHz、140MHz、142MHz。射频频点分成四个小频段,其中心频率RF(1)~RF(4)分别为2010MHz、2012MHz、2014MHz、2016MHz。实际分割频段的是否不一定就是等间隔的,而且所在频段也是受实际频谱分配制约的。分别取IF_REF=IF(1)=138MHz,RF_REF=RF(1)=2010MHz。
假定A_IQ_REF_dB=80dB,保持射频频点为RF REF不变,改变中频频点,测试输出功率及求取的中频频点功率补偿值分别为:
IF_REF=IF(1)=138MHz,P_REF=P_IF(1)=30dBm,G_IF_Comp(1)=0dB
IF(2)=140MHz,P_IF(2)=31dBm,
G_IF_Comp(2)=P_REF-P_IF(2)=30-31=-1dB
IF(3)=142MHz,P_IF(3)=28dBm,
G_IF_Comp(3)=P_REF-P_IF(3)=30-28=2dB
列表如下:
m |
中频频点IF(n) |
射频频点RF_REF |
输出功率P_IF(m) |
中频频点功率补偿值G_IF_Comp(m) |
1 |
138MHz(IF_REF) |
2010MHz |
30dBm(P_REF) |
0dB |
2 |
140MHz |
2010MHz |
31dBm |
-1dB |
3 |
142MHz |
2010MHz |
28dBm |
2dB |
表一
下面求取射频频点功率补偿值。
仍然假定A_IQ_REF_dB=80dB,保持中频频点为IF_REF=138MHz不变,改变射频频点从RF(1)到RF(4),测试的输出功率和功率补偿值如下:
RE_REF=RF(1)=2010MHz,P_REF=P_RF(1)=30dBm(和P_IF(1)是相同的),G_RF_Comp(1)=0dB;
RF(2)=2012MHz,P_RF(2)=30.5dBm,G_RF_Comp(2)=30-30.5=-0.5dB
RF(3)=2014MHz,P_RF(3)=28.6dBm,G_RF_Comp(3)=30-28.6=1.4dB
RF(4)=2016MHz,P_RF(4)=29dBm,G_RF_Comp(4)=30-29=1dB
列表如下
N |
中频频点IF_REF |
射频频点RF_REF |
输出功率P_IF(n) |
中频频点功率补偿值G_IF_Comp(n) |
1 |
138MHz |
2010MHz |
30dBm(P_REF) |
0dB |
2 |
138MHz |
2012MHz |
30.5dBm |
-0.5dB |
3 |
138MHz |
2014MHz |
28.6dBm |
1.4dB |
4 |
138MHz |
2016MHz |
29dBm |
1dB |
表二
中频频点和射频频点对应的补偿值都被存储到EEPROM中。
正常工作时,假定配置了3个载波,中频频点分别为138MHz、140MHz、142MHz,射频频点分别为2012MHz、2014MHz、2016MHz。基带同向分量/正交分量(I/Q)的实际幅值A_IQ_dB为60dB(所有载波相同),如果不做补偿,各载波的输出功率分别为(假定通道是线性的):
30.5dBm-(80-60)=10.5dBm;
29.6dBm-(80-60)=9.6dBm;
27dBm-(80-60)=7dBm。
其中,30.5dBm、29.6dBm、27dBm分别是指以下三个载波的输出功率:
30.5dBm--中频频点138MHz、射频频点2012MHz、基带I/Q的幅度为A_IQ_REF_dB(此处假定该值为80dB)、未做补偿时的载波输出功率。
29.6dBm--中频频点140MHz、射频频点2014MHz、基带I/Q的幅度为A_IQ_REF_dB(此处假定该值为80dB)、未做补偿时的载波输出功率。
27dBm--中频频点142MHz、射频频点2016MHz、基带I/Q的幅度为A_IQ_REF_dB(此处假定该值为80dB)、未做补偿时的载波输出功率。
为了更具一般性,这里举的例子没有把基带I/Q的幅度A_IQ_dB设定为A_IQ_REF_dB,而是设定为60dB。这个幅度比A_IQ_REF_dB小了80-60=20dB,因此,相应的各载波实际输出功率(未做补偿)也就小了20dB,分别为10.5dBm、9.6dBm、7dBm。
查表可算出各载波的功率补偿值分别为:
0dB+(-0.5dB)=-0.5dB;
-1dB+1.4dB=0.4dB;
2dB+1dB=3dB。
则补偿后各载波的功率分别为:
10.5dBm+(-0.5dB)=10dBm;
9.6dBm+0.4dB=10dBm;
7dBm+3dB=10dBm。
由此看出补偿后,各载波的功率是相同的。
本专利涉及的补偿只是不同中频频点和不同射频频点之间功率差异的补偿,不涉及到各载波输出的绝对功率是否准确。各载波输出的绝对功率和实际发送的基带同向分量/正交分量(I/Q)的幅值、通道上可变增益放大器的设置都是有关的。
采用本发明所述的方法,与现有技术相比,可以对多个载波不同中频频点造成的功率差异进行补偿,从而降低了对中频滤波器通带平坦度的要求。该方法避免了对多个载波进行高精度的功率检测带来的成本增加。
当然,本发明还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。