CN1968243B

CN1968243B - 一种信号平均功率检测的方法及系统

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Publication number: CN1968243B
Application number: CN2006100810875A
Authority: CN
Inventors: 高雷
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: CN1968243A

Abstract

本发明提供了一种信号平均功率检测的方法及系统，用于检测信号的平均功率。所述方法包括步骤：1)对信号进行峰值检波；2)对检波结果中的训练序列进行模/数转换；3)对转换后的训练序列进行分析得到检测功率。所述系统包括：检测单元，用于对信号进行检波和转换；信号处理及控制单元，用于从检测单元获取转换过的信号、对所述信号进行分析得到检测功率。本发明可以准确、快速的检测信号的平均功率，并可以兼容多种信号平均功率的检测。

Description

一种信号平均功率检测的方法及系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种信号平均功率检测的方法及系统。

背景技术

增强数据速率的GSM演进方案(EDGE：Enhanced Data Rates For GSMEvolution)是一种应用于GSM/GPRS网络上的无线调制技术。EDGE的工作原理是加速现有的全球移动通信系统(GSM：Global System for MobileCommunications)时隙结构中带有的信息比特速率。EDGE能更好地利用现有的无线频谱和信道，为“突发式的”分组数据提供服务，这使得用户在移动互联网中能够“永远在线”。

GSM信号为恒包络的时分信号，一般采用连续的的峰值检波检测峰值功率。EDGE信号是非恒包络，如图1所示，基站的输出信号的时隙平顶部分功率要控制在规定的功率上，所以要在一个时隙内准确检测出平均功率才能进行相关控制，从而保证准确的输出。

现有技术中一种检测EDGE平均功率的方法是：为了得到较准确的检测结果，当EDGE信号爬坡至平顶后切换到均方值检波，通过均方值检波检测EDGE信号平均功率。

但是由于现有技术检波需要用两种检测方式，所以响应时间比较长，检测效率比较低，如果现有技术要减少响应时间，那么又会影响检测结果的准确性，也就是说，现有技术在检测的时候无法达到既准确又快速的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种信号平均功率检测的方法及系统，用于快速、准确地检测信号平均功率。

本发明提供的信号平均功率检测的方法，包括步骤：1)对信号进行峰值检波；2)对检波结果中的训练序列进行模/数转换；3)对转换后的训练序列进行分析得到检测功率。

优选地，所述步骤2)中模/数转换包括步骤：

21)取采样点数值；

22)根据所述数值查询对应值。

优选地，所述步骤21)之前进一步包括步骤：确定训练序列采样位置。

优选地，所述步骤3)之后进一步包括步骤31)对所述检测功率进行补偿。

优选地，所述步骤1)之前进一步包括步骤11)对输入信号进行耦合。

优选地，所述步骤11)之后进一步包括步骤：对耦合完成的信号进行衰减。

本发明提供的信号平均功率检测的系统包括：检测单元，用于对信号进行检波和转换；信号处理及控制单元，用于从检测单元获取转换过的信号并对所述信号进行分析得到检测功率。

优选地，所述信号处理及控制单元还用于对所述检测功率进行补偿。

优选地，所述系统还包括：耦合单元，用于耦合输入信号；放大单元，用于将分析完成的结果放大输出。

优选地，所述检测单元包括：检波单元，用于对信号进行峰值检波；模/数转换单元，用于将模拟信号转换为数字信号。

优选地，所述检测单元还包括：衰减单元，用于调节输入信号的电压。

以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

首先，本发明由于采用的是峰值检波，只进行一次检波，相对于现有技术中需要切换两次检波的方法，本发明检测信号平均功率速度比现有技术中的检测速度快，同时由于本发明对训练序列进行检测，根据训练序列固有的特性，本发明检测结果的准确性相对现有技术而言得到提高；

其次，本发明在检测完成后还要对检测结果叠加固定的补偿，所以最终输出的检测结果准确性更高；

进一步，本发明由于通过对训练序列的检测来检测信号平均功率，所以既可检测EDGE信号的训练序列，还可以检测其他携带类似固定序列的信号平均功率，提高了系统的兼容性；

最后，本发明采样的是训练序列中最平稳的一部分，所以进一步提高了检测结果的精确度。

附图说明

图1为一个时隙EDGE信号包络图；

图2为均衡器工作原理图；

图3为本发明方法第一实施例流程图；

图4为本发明方法第二实施例流程图；

图5为EDGE时隙分配示意图；

图6为本发明方法第三实施例流程图；

图7为EDGE标准突发脉冲时域包络模板图；

图8为本发明方法第四实施例流程图；

图9为本发明系统第一实施例示意图；

图10为本发明系统第二实施例示意图；

图11为本发明系统第三实施例示意图。

具体实施方式

本发明应用于移动通信领域，用于检测信号的平均功率。

GSM信号为恒包络的时分信号，而EDGE信号是非恒包络，在一个时隙内准确、快速地检测平均功率有益于EDGE的推广应用。

本发明的主要思想为：对信号的训练序列进行检测得到平均功率。

其中，所述训练序列又称测试脉冲序列。由于多径信号造成了信号的时间离散，接收器无法准确判断突发脉冲序列的到达时间和扭曲程度。为了帮助接收器识别及同步于突发脉冲序列，在突发脉冲序列中间加进了训练序列。训练序列是收发方都知道的比特串。

收到一个突发脉冲序列后，均衡器搜索训练序列码，找到后，再测量模拟信号受到的扭曲。均衡器将扭曲后的数据与接收到的数据做比较，并选择最相似的一个。

训练序列码共有8种，编号从0到7。邻近小区中相同RF载频使用不同的训练序列，使接收器能辨别正确的信号。

训练序列码TSC(Training sequence code)如下表所示：

表1

TSC	Training sequence bits(BN61，BN62..BN86)
		0	(1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1)
1	(1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1)
		2	(1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1)
3	(1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1)
		4	(1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1)
5	(1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1)

6	(0，0，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1)
		7	(0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；0，0，1；1，1，1；1，1，1)

训练序列用于信道均衡，请参阅图2，所述均衡技术的原理：信道可以是金属线、光缆、无线链路等，每种信道有其自身特性，如带宽、衰减等等。因此，最佳接收机应适合用于特殊类型传输信道，这就意味着该接收机应知道信道的状态：建立一个传输信道的数学模型，计算出最可能的传输序列，这就是均衡器。

传输序列是以突发脉冲串的形式传输，在突发脉冲串的中部，加有已知方式的且自相关性强的训练序列，利用这一训练序列，均衡器能建立起该信道模型。这个模型随时间改变，但在一个突发脉冲串期间被认为是恒定的。建立信道模型之后产生全部可能的序列，并把它们反馈入信道模型，输出序列中将有一个与接收序列最相似，与此对应的那个输入序列便被认为是当前发送的序列。

下面对本发明信号平均功率检测方法进行详细描述：

请参阅图3，本发明方法第一实施例包括：

D1)对信号进行峰值检波；

D2)对检波结果中的训练序列进行模/数转换；

D3)对转换后的训练序列进行分析得到检测功率。

请参阅图4，本发明方法第二实施例包括：

R1)对信号进行峰值检波；

R2)确定训练序列采样位置；

其中，训练序列位于信号脉冲的中间部分。

R3)取采样点数值；

其中，为了把模拟信号转换成对应的数字信号，必须首先将模拟量每隔一定时间抽取一次样值，使时间上连续变化的模拟量变为一个时间上断续变化的模拟量，这个过程称为采样。

R4)根据所述数值查询对应值；

其中，模拟信号通过采样、保持、量化和编码形成数字信号。

为了把模拟信号转换成对应的数字信号，必须首先将模拟量每隔一定时间抽取一次样值，使时间上连续变化的模拟量变为一个时间上断续变化的模拟量，这个过程称为采样；

为了保证采样后的信号能恢复原来的模拟信号，要求采样的频率与被采样的模拟信号的最高频率保持一定的关系，这个过程成为保持；

数字信号不仅在时间上是离散的，而且数值大小的变化也是不连续的。任何一个数字量的大小只能是规定的最小数值单位的整数倍。而采样、保持所得电压信号虽呈阶梯状但电平仍是连续变化的，即不是数字量。因此，必须将采样保持后的信号的大小局限在这些规定的离散电平上，即在进行模/数转换时，必须将采样-保持后的电压化为规定的最小单位的整数倍，这一过程称为量化；

将量化幅值用二进制代码或二-十进制代码等表示出来的过程称为编码。

其中，从图5可以看出，EDGE突发的格式也与GSM的相似，一个突发脉冲序列包括一个26比特的位于突发中部的训练序列，位于头、尾部的各3个尾比特。对训练序列的进行采样是指从训练序列中抽取一部分出来进行检测，在本实施例中，为提供检测结果的准确性，只对训练序列中间的16比特进行采样。

转换的方法可以采用间接法：将采样-保持的模拟信号先转换成与模拟量成正比的时间或频率，然后再把它转换为数字量；也可以采用直接法：通过基准电压与采样-保持信号进行比较，从而转换为数字量；还可以采用其他的模/数转换方法。

R5)计算得到检测功率。

其中，计算的过程为按时钟方式查询训练序列的位置，查询到位置信息后，从训练序列的采样数据中获取采样点的数值，根据所述数值查询峰值数据，最后计算出检测功率。

本实施例中采用的是按时钟方式对训练序列的位置进行查询，可以理解的是，同样可以采用其他的方法来查询训练序列的位置，同样可以达到类似的效果。

其中，本实施例详细描述了模拟信号转换为数字信号的过程以及对训练序列的采样方式。

请参阅图6，本发明方法第三实施例包括：

S1)对信号进行峰值检波；

S2)确定训练序列采样位置；

S3)取采样点数值；

S4)根据所述数值查询对应值；

S5)计算得到检测功率；

S6)对检测功率进行补偿并输出。

其中，如图7所示，通过分析EDGE信号特征并结合实验结果，可以发现训练序列时间包络的峰值与时隙的平均功率之间的差值是恒定的，将这个差值补偿入检测结果中可以提供检测的准确性。

此外，还可采用外部校准的手段进行补偿，环境的改变或者设备的改变都有可能会导致不同的误差，根据当前实际测试情况对检测结果进行补偿也可以提高其准确性。

其中，对补偿完成的信号进行功率控制和放大，完成之后将最终的检测结果输出。

本实施例增加了对检测结果的补偿过程，通过对检测结果叠加补偿之后，会使平均功率更加准确。

请参阅图8，本发明方法第四实施例包括：

T1)对信号进行耦合；

其中，耦合器对输入信号进行耦合。

T2)对信号进行衰减；

其中，衰减器对耦合过的信号进行衰减，使衰减过的信号更适应检波的要求。

T3)对信号进行峰值检波；

T4)确定训练序列采样位置；

T5)取采样点数值；

T6)根据所述数值查询对应值；

T7)计算得到检测功率；

T8)对检测功率进行补偿并输出。

本实施例增加了耦合和衰减的过程，可以使信号更加符合检波的要求并有利于提高检测精确度。

本实施例中，耦合器将输入的信号进行耦合，衰减器对耦合过的信号进行适当的衰减，并将信号传输给峰值检波器，峰值检波器对所述信号进行峰值检波，之后发送给模/数转换器进行模/数转换，模/数转换器将转换后的数字信号发送至分析单元，对信号进行分析得到检测功率并进行补偿，最后对信号进行控制和放大之后将最终功率输出。

下面对本发明信号平均功率检测的系统进行详细描述：

请参阅图9，本发明系统第一实施例包括：检测单元100，用于对信号进行检波和转换；信号处理及控制单元200，用于从检测单元100获取检测过的信号、对所述信号进行分析得到检测功率。

其中，检测单元100对输入的信号进行峰值检波和模/数转换，并将结果发送至信号处理及控制单元200，信号处理及控制单元200对结果进行分析得到检测功率。

请参阅图10，本发明系统第二实施例包括：检测单元100，用于对信号进行检波和转换；信号处理及控制单元200，用于从检测单元100获取检测过的信号、对所述信号进行分析得到检测功率；放大单元300，用于将分析完成的数据放大输出；耦合单元400，用于耦合输入信号。

其中，耦合单元400对输入信号进行耦合，并将耦合完成的信号发送至检测单元100，检测单元100对信号进行峰值检波和模/数转换，并将结果发送至信号处理及控制单元200，信号处理及控制单元200将分析结果得到检测功率，并将检测功率发送至放大单元300，放大单元300对检测功率进行适当的放大并输出。

请参阅图11，本发明系统第三实施例包括：检测单元100，用于对信号进行检波和转换；信号处理及控制单元200，用于从检测单元100获取检测过的信号、对所述信号进行分析得到检测功率；放大单元300，用于将分析完成的数据放大输出；耦合单元400，用于耦合输入信号。

其中，所述信号处理及控制单元200还用于对所述检测功率进行补偿。

其中，所述检测单元100包括：衰减单元110，用于调节输入信号的电压；检波单元120，用于对信号进行检波；模/数转换单元130，用于将模拟信号转换为数字信号。

其中，所述放大单元300包括：功率控制单元310，用于控制最终输出的功率；功率放大单元320，用于放大信号功率。

为了保证放大之后输出的功率值为固定值，所以功率控制单元310要根据实际情况对功率值的影响来控制功率值，使之保持输出恒定，功率放大单元320的放大倍数可以是固定的，也可以是可调整的，需要根据具体情况而使用。

本实施例中，耦合单元400接收到输入信号后对信号进行耦合，将耦合完成的信号发送给衰减单元110，衰减单元110对耦合过的信号电压进行适当的衰减，然后将衰减过的信号发送给检波单元120，检波单元120对信号进行峰值检波，将信号转换成为包络形状并传输给模/数转换单元130，模/数转换单元130将模拟信号转换成为数字信号之后将数字信号发送给信号处理及控制单元200，信号处理及控制单元200对数字信号进行分析，计算出信号的检测功率，并对检测功率叠加补偿，将补偿过的检测功率发送给功率控制单元310以及功率放大单元320，功率控制单元310控制最终输出的功率，功率放大单元320对输出的信号功率进行放大，最后传输给耦合单元400进行耦合输出。

其中，调制解调原理为：在通信过程中，多路信号要传输，为使它们能够区别，选用不同频率的载波信号。在测量中，通常噪声含有各种频率，将信号调制到某一个载波频率上，只让载波频率为中心的一个很窄的频带内的信号通过，就可以有效的抑制噪声，这一过程称之为调制。在接收端，对已调制的信号恢复出原来的信号的过程称之解调。

综上所述，耦合单元400将输入的信号进行耦合，将耦合过的信号传输给衰减单元110进行信号电压衰减，之后传输给检波单元120进行峰值检波，检波完成后将信号发送给模/数转换单元130进行模/数转换，转换结束后将数字信号发送给信号处理及控制单元200进行信号分析，得到检测功率后叠加固定补偿，信号处理及控制单元200将补偿过的结果发送至功率控制单元310以及功率放大单元320进行功率控制放大，最后传输给耦合单元400进行耦合输出。

以上的实施例是针对EDGE信号进行检测的，可以理解的是，本发明并不局限于检测EDGE信号平均功率，由于本发明实现的关键是对训练序列的时间包络进行峰值检波，所以只要信号中携带类似的固定序列，就可以完成对其平均功率的检测。

以上对本发明所提供的一种信号平均功率检测的方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种信号平均功率检测的方法，其特征在于，包括步骤：

1)对信号进行峰值检波；

2)对检波结果中的训练序列进行模/数转换；

3)按时钟方式查询转换后的训练序列的位置，从训练序列的采样数据中获取采样点的数值，根据所述数值查询峰值数据，根据所述峰值数据计算出检测功率。

2.根据权利要求1所述的信号平均功率检测的方法，其特征在于，所述步骤2)中模/数转换包括步骤：

21)取采样点数值；

22)根据所述数值查询对应值。

3.根据权利要求2所述的信号平均功率检测的方法，其特征在于，所述步骤21)之前进一步包括步骤：确定训练序列采样位置。

4.根据权利要求1、2或3所述的信号平均功率检测的方法，其特征在于：所述步骤3)之后进一步包括步骤31)对所述检测功率进行补偿。

5.根据权利要求4所述的信号平均功率检测的方法，其特征在于：所述步骤1)之前进一步包括步骤11)对输入信号进行耦合。

6.根据权利要求5所述的信号平均功率检测的方法，其特征在于，所述步骤11)之后进一步包括步骤：对耦合完成的信号进行衰减。

7.一种信号平均功率检测的系统，其特征在于，包括：

检测单元，用于对信号进行峰值检波，对检波结果中的训练序列进行模/数转换；

信号处理及控制单元，用于从检测单元获取转换过的信号，按时钟方式查询转换后的训练序列的位置，从训练序列的采样数据中获取采样点的数值，根据所述数值查询峰值数据，根据所述峰值数据计算出检测功率。

8.根据权利要求7所述的信号平均功率检测的系统，其特征在于：所述信号处理及控制单元还用于对所述检测功率进行补偿。

9.根据权利要求8所述的信号平均功率检测的系统，其特征在于，所述系统还包括：耦合单元，用于耦合输入信号；放大单元，用于将分析完成的结果放大输出。

10.根据权利要求7所述的信号平均功率检测的系统，其特征在于，所述检测单元还包括：衰减单元，用于调节输入信号的电压。