CN101170332B - 多载波无线通讯系统载波功率的定标方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种多载波无线通讯系统载波发射功率的定标方法，适用于多载波基站，包括步骤：a)打开一个载波基带信号输出，关闭其它载波基带信号输出；b)将检测到的载波发射功率与该载波发射功率的设定值进行比较，并据比较结果调整相应载波的增益，直至检测到的载波发射功率等于设定值，则载波发射功率定标结束；c)判断是否所有载波发射功率定标都结束，若是则打开所有载波基带信号输出，以输出所有载波功率；若否则移动到下一个载波的基带输出控制，并返回步骤(a)执行。本发明不必考虑载波功率检测与频段相关性问题，故降低了对功率检测装置的要求，简化了自动定标方法及装置，从而降低基站复杂度和成本。

Description

多载波无线通讯系统载波功率的定标方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通讯系统的发射功率控制技术，尤其涉及多载波无线通讯系统基站载波发射功率控制的自动定标技术。

背景技术

在无线通讯系统中，前向发射功率决定了前向的覆盖范围。通常，前向覆盖范围既受到反向覆盖范围的限制，也受到前向覆盖范围需要的限制。例如，如果前向覆盖范围大于反向覆盖范围，会造成前反向覆盖范围的不一致，在有前向信号的情况下终端无法接入无线通讯系统；在蜂窝通讯系统中，如果前向覆盖范围过大，超过需要的前向覆盖范围，同相邻小区的覆盖重叠，会造成对相邻小区的干扰。

以码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)技术为基础的宽带CDMA(WCDMA，Wideband CDMA)和CDMA系统中，所有的用户通过最长线性反馈移位寄存器序列码(PN码)的使用来共享相同的射频频带。对于其它用户而言，每个用户看起来更像随机噪声，所以每个单独用户的功率必须谨慎控制，以便保证每个用户既能符合最低的通讯要求，同时又不至于对共享相同频带的其它用户产生不必要的干扰。也就是说，CDMA系统中所有资源的管理和控制都是以系统中基站和移动台的发射功率和总干扰电平为中心的，其根本目标就是尽可能地降低系统中的干扰电平，减少基站和移动台的发射功率，以提高系统的容量。

可以看出，发射功率是无线通讯系统中需要确定的一个重要指标。

另外，在多载波无线通讯系统中，各个载波的发射功率也需要一致，保证各个载波的覆盖范围一致，所以在确定前向发射功率时，需要定标每一个载波的功率。

如果不检测功率，盲调射频链路增益，由于器件参数的离散性，会使功率误差较大。现在通常的做法是在基站机顶天馈口测量每个载波的功率，然后调整每个载波的增益，来定标每个载波的功率；同时，由于测量有精度限制，多个载波功率叠加后，误差会叠加，使总功率可能会超过最大功率限制，故需要同时测量总功率，通过调整每个载波的增益控制各个载波的功率，从而达到控制各个载波功率之和也就是总功率的效果。所以，在进行功率定标时，功率测量需要同时支持总功率的测量和载波功率的测量。

如图1所示，是现有的无线通讯系统基站前向链路处理框图。各个载波的基带信号经过发信机处理，包括依次相连的增益调整101、102、......，上变频处理104；然后是功率放大105；通过106双工滤波连接到天线；107功率检测通过在天馈口耦合得到被检测信号的功率。

图2是现有的功率检测装置107，包括滤波器201，载波功率检测202，总功率检测203。滤波器201完成射频信号的滤波；载波功率检测202检测各个载波的功率，每个频段的载波需要用各自不同的载波功率检测(图中未示)；总功率检测203检测整个链路发射功率。

现有方法是通过功率检测107检测各个载波的发射功率，然后与此载波发射功率设定值比较，调整增益调整101、102、......的增益，使功率检测107检测到的各个载波的发射功率等于载波发射功率的设定值。

由此看出，总功率测量虽与频段无关，但检测载波功率却和载波的频段密切相关，即不同频段的载波其功率检测需要不同的功率检测装置来实现。因此，上述为限制总功率而进行的增益调整，以及检测载波功率的装置与载波频段的相关性，会使功率定标方法及装置复杂化，且装置成本高及方法效率低。

同时，功率定标的方法有人工定标和自动定标两种方式，通常情况下采用的是人工定标。在人工定标情况下，通过功率测量仪器测量机顶天馈输出功率，手动调节射频链路增益，确定输出功率。在自动定标情况下，基站通过功率检测装置自动检测功率，与设定功率比较来调整增益，从而自动输出功率。由此看来，人工定标由于速度慢、效率低及精度差；而自动定标的关键，在于通过对载波功率的检测方法的改进，来简化定标方法及其装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供多载波无线通讯系统载波发射功率的定标方法和装置，通过改进载波功率的检测方法而使功率自动定标的方法及装置大大简化，由此降低基站系统的复杂度和成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种多载波无线通讯系统载波发射功率的定标方法，适用于所述多载波无线通讯系统的基站，所述方法包括如下流程步骤：

(a)打开一个载波基带信号输出，关闭其它载波基带信号输出；

(b)将检测到的载波发射功率与该载波发射功率的设定值进行比较，并据比较结果调整相应载波的增益，直至检测到的载波发射功率等于设定值，则载波发射功率定标结束。

进一步地，所述方法还包括步骤：

(c)判断是否所有载波发射功率定标都结束，若是则打开所有载波基带信号输出，以输出所有载波功率；若否则移动到下一个载波的基带输出控制，并返回步骤(a)执行。

进一步地，步骤(b)据比较结果调整相应载波的增益，还包括步骤：如果载波的发射功率小于载波功率的设定值，则增大相应的载波的增益，使载波的发射功率上升至载波功率设定值；如果载波的发射功率大于载波功率的设定值，则减小相应的载波的增益，使载波的发射功率下降至载波功率设定值。

进一步地，步骤(a)载波基带信号输出在信道调制解调单元中实现，或者在发信机中实现。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种多载波无线通讯系统载波发射功率的定标装置，适用于多载波无线通讯系统的基站，该定标装置包括一控制单元，该控制单元与基站的前向链路连接，用于控制在一段时间打开一个载波基带信号输出，关闭其它载波基带信号输出，将检测到的载波发射功率与该载波发射功率的设定值进行比较，并据比较结果调整相应载波的增益，直至所述检测到的载波发射功率等于所述设定值。

进一步地，与控制单元连接的基站的前向链路包括多个增益调整单元、多个基带输出控制单元以及功率检测单元，其中：

多个增益调整单元用于在控制单元的控制下，分别对多个载波的基带信号的增益进行调整，以分别调整多个载波基带信号的功率；

多个基带输出控制单元，分别与多个增益调整单元连接，用于控制多个载波的基带信号输出；

功率检测单元，用于通过前向链路中的天馈口检测基站发射的总功率；

控制单元，进一步包括载波输出执行模块、数据读取模块以及功率增益控制模块；其中：

载波输出执行模块，与数据读取模块连接，用于定时地控制基带输出控制单元打开或关闭载波信号，并指示数据读取模块读取功率数据；

数据读取模块，分别与功率检测单元连接，用于在载波输出执行模块的指示下，读取功率检测单元检测到的总功率，该总功率即为检测到的载波发射功率；

功率增益控制模块，分别与多个增益调整单元和数据读取模块连接，用于将数据读取模块读取的载波发射功率与载波功率设定值进行比较，若比较出载波发射功率小于载波功率设定值，则增大相应的载波增益调整单元的增益值，使载波的发射功率上升至载波功率设定值；若比较出载波的发射功率大于载波功率设定值，则减小相应的载波增益调整单元的增益值，使载波的发射功率下降至载波功率设定值。

进一步地，多个基带输出控制单元的位置在所述多个增益调整单元之后，或者，多个基带输出控制单元的位置在所述多个增益调整单元之前。

进一步地，功率检测单元进一步包括滤波器模块和总功率检测模块，其中：

滤波器模块，用于将接收的射频信号进行滤波；

总功率检测模块，与滤波器模块连接，用于检测整个基站前向链路的发射功率。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种多载波无线通讯系统载波发射功率的检测方法，用于多载波基站发射功率的定标，该方法步骤为：打开一个载波基带信号输出，关闭其它载波基带信号输出；待稳定后，开始测量总功率，该总功率即为被打开载波基带信号输出的载波发射功率。

本发明相对于现有方法，能够通过控制基带输出控制单元的开关，使一段时间只打开一个载波输出，而关闭其它载波输出，故能由检测总功率实现对一个载波发射功率的检测，并通过调整载波的增益使载波发射功率检测值逐渐等于设定值，从而实现对所有载波的逐个自动定标。本发明由于不必考虑以往的载波功率检测与频段相关性问题，因而降低了对功率检测装置的要求，使得自动定标方法及装置由此大大简化，从而降低基站系统的复杂度和成本。

附图说明

图1是现有的无线通讯系统基站的前向链路结构框图；

图2是现有的载波功率检测装置结构框图；

图3是本发明多载波无线通讯系统基站的前向链路结构框图；

图4是本发明多载波无线通讯系统基站发射功率的定标装置；

图4a为图4所示的定标装置中的控制单元的结构框图；

图5是本发明多载波无线通讯系统基站发射功率定标方法流程图。

具体实施方式

本发明提供的多载波无线通讯系统载波功率的自动定标装置，用于多载波基站，包括：基站前向链路的多个载波增益调整单元、多个载波的基带输出控制单元以及功率检测单元，还包括一控制单元；其中，控制单元通过打开一个载波基带输出，并关闭其它载波基带输出，来读取功率检测单元检测的基战发射总功率，该总功率即为被打开载波基带输出的载波发射功率；然后将读取的载波发射功率与载波功率设定值进行比较，根据比较结果自动调整载波增益调整单元的增益，以确定基站各个载波得到发射功率。由于本发明是通过一段时间对一个载波功率的检测，因而避免了同时检测各载波功率所面临的与载波频段相关相关性问题，降低了对功率检测装置的要求，也就降低基站系统的复杂度和成本。同时，由于本发明方法能够有效地实现自动定标基站发射功率，故减少了人工定标需要的功率测量的次数，从而加快自动定标速度。

以下结合具体实施例和附图，对本发明上述技术方案进行详细地描述。

图3是本发明中无线通讯系统基站前向链路结构框图。相对于图1，图3增加了基带输出控制301、302、......，它们可以在信道调制解调单元中实现或者在发信机中实现，主要功能是打开或者关闭载波的功率输出。功率检测3 11和图1中的功率检测107相比，不包含载载波功率检测202，只包含总功率检测203和滤波器201；而且，由于不需要针对载波滤波，故对滤波器201的要求亦降低。因此，功率检测311从装置整体上比现有的功率检测107大大简化。

图4是本发明用于多载波无线通讯系统基站前向链路中载波功率的定标装置，包括前向链路中的增益调整单元101、102、......，用于通过将接收的载波基带信号的增益进行调整，来调整载波的发射功率；基带输出控制单元301、302、......，用于打开或者关闭载波基带信号的输出，从而打开或关闭载波的功率输出；基带输出控制单元可以在增益调整单元之前或者之后，在增益调整单元之后是较优方案，可以把增益调整后的基带信号关闭，以去除增益调整单元101、102、......引入的偏差；功率检测单元311，用于检测基站发射的总功率；控制单元401，用于控制基带输出控制单元301、302、......的开关，以打开或关闭载波信号，并读取功率检测单元311检测的基战发射总功率，该总功率即为被打开载波基带输出的载波发射功率，比较检测到的该载波发射功率与此载波功率的设定值的大小，根据比较结果来控制增益调整单元101、102、......进行增益调整。

图4a为控制单元401的一种结构框图，该控制单元401包括载波输出执行模块4010、数据读取模块4011以及功率增益控制模块4012；其中，载波输出执行模块4010用于定时地控制基站前向链路的基带输出控制单元301、302、......的开关，在一段时间打开某一载波信号，关闭其它载波信号，并指示数据读取模块4011读取功率数据；数据读取模块4011用于在载波输出执行模块4010的指示下读取基站前向链路的功率检测单元311检测的总功率，实际上该总功率是打开输出的那一个载波的发射功率；功率增益控制模块4012用于将数据读取模块4011所读取的载波的发射功率与该载波功率的设定值进行比较，并据该比较结果向控制增益调整单元101、102、......输出增益调整值。

应当理解，此处所描述的控制单元的结构仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。譬如，本发明定标装置中的控制单元还可以通过一个带有CPU的微处理器实施。定标装置控制单元的结构中，任何各功能模块其名称虽与本实施例不同，但其实质功能与此相同者均在本发明所要求保护的范围内。

如图5所示，是本发明的多载波无线通讯系统载波功率的自动定标方法流程图，包括如下步骤：

501：设定一个载波基带信号输出，关闭其它载波基带信号输出；

502：判断检测到的载波的发射功率是否达到此载波发射功率的设定值，若是执行步骤504，若否到则执行步骤503；

503：调整此载波的增益，并返回步骤502执行；

504：判断是否所有载波功率定标都结束，若是执行步骤505；若否则返回步骤501执行；

505：打开所有载波基带输出开关，以输出所有载波信号，并结束流程。

下面以n(n为正整数)个载波的系统为例说明。

首先，控制单元401的载波输出执行模块4010控制基带输出控制单元301、302、......，打开载波1输出开关，并关闭其它载波输出开关，待稳定后，开始测量总功率P_a。由于只打开一个载波信号输出，那么当前测量的总功率就是载波1的发射功率：P_a＝P₁。

假设载波1发射功率设定值为P_S1，控制单元401的载波输出执行模块4010比较载波1发射功率的检测值P₁和设定值P_S1，然后根据比较结果调整载波1的增益，也就是调整载波1的增益调整单元101的增益。如果P₁大于P_S1，则减小增益调整101的增益；如果载波发射功率P₁小于P_S1，则增大增益调整101的增益；如果P₁等于P_S1，载波1的发射功率定标结束。通常，载波发射功率和设定值的相等是一个对时间的动态趋近过程，有测量精度的限制，只需要二者差值在一定精度范围内即可。

然后进行第二个载波的定标。控制单元401的载波输出执行模块4010控制基带输出控制单元301、302、......，打开载波1输出开关，并关闭其它载波输出开关，待稳定后，开始测量总功率P_a。同理，当前测量的总功率就是载波2的发射功率：P_a＝P₂。

假设载波2的发射功率设定值为P_S2，控制单元401的载波输出执行模块4010比较载波发射功率的检测值P₂和设定值P_S2，然后根据比较结果调整载波2的增益，即调整载波2增益调整单元102的增益。如果P₂大于P_S2，则减小增益调整102的增益；如果载波发射功率P₂小于P_S2，则增大增益调整102的增益；如果P₂等于P_S2，载波2的发射功率定标结束。

接下来按上述方法依次定标其它各个载波发射功率，直至完成第n个载波发射功率定标后，载波输出执行模块4010控制基带输出控制单元301、302、......，打开所有载波基带输出，定标结束。

通过以上实施例可以看出，本发明的载波发射功率的定标方法及其装置，通过控制基带输出控制单元的开关，在一段时间由检测总功率实现对载波功率的检测，故不再需要与频段密切相关的功率检测装置，因而降低对功率检测装置的要求；同时，由于功率检测装置只测量整个链路发射总功率，且只需对总功率信号进行滤波，因而可以提高定标的速度。

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。

Claims (6)

1.一种多载波无线通讯系统载波发射功率的定标方法，适用于所述多载波无线通讯系统的基站，所述方法包括如下流程步骤：

(a)与所述基站的前向链路连接的控制单元控制打开一个载波基带信号输出，关闭其它载波基带信号输出；

(b)由检测基站发射总功率实现对一个载波发射功率的检测，将检测到的载波发射功率与该载波发射功率的设定值进行比较，并据比较结果调整相应载波的增益，直至所述检测到的载波发射功率等于所述设定值，则所述载波发射功率定标结束；

所述前向链路包括多个增益调整单元、多个基带输出控制单元以及功率检测单元，其中：

所述多个增益调整单元在所述与基站的前向链路连接的控制单元的控制下，分别对多个载波的基带信号的增益进行调整，以分别调整所述多个载波基带信号的功率；

所述多个基带输出控制单元，分别与所述多个增益调整单元连接，控制所述多个载波的基带信号输出；

所述功率检测单元通过所述前向链路中的天馈口检测所述基站发射的总功率；

所述与基站的前向链路连接的控制单元，包括载波输出执行模块、数据读取模块以及功率增益控制模块；

所述载波输出执行模块，与所述数据读取模块连接，定时地控制所述基带输出控制单元打开或关闭载波信号，并指示所述数据读取模块读取功率数据；

所述数据读取模块，分别与所述功率检测单元连接，在所述载波输出执行模块的指示下，读取所述功率检测单元检测到的所述总功率，所述总功率即为所述检测到的载波发射功率；

所述功率增益控制模块，分别与所述多个增益调整单元和所述数据读取模块连接，将所述数据读取模块读取的所述载波发射功率与所述载波功率设定值进行比较，若比较出所述载波发射功率小于所述载波功率设定值，则增大相应的所述载波增益调整单元的增益值，使所述载波的发射功率上升至所述载波功率设定值；若比较出所述载波的发射功率大于所述载波功率设定值，则减小相应的所述载波增益调整单元的增益值，使所述载波的发射功率下降至所述载波功率设定值。

2.按照权利要求1所述的定标方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

(c)判断是否所有所述载波发射功率定标都结束，若是则打开所有所述载波基带信号输出，以输出所有载波功率；若否则移动到下一个载波的基带输出控制，并返回步骤(a)执行。

3.按照权利要求1或2所述的定标方法，其特征在于，步骤(a)所述载波基带信号输出在信道调制解调单元中实现，或者在发信机中实现。

4.一种多载波无线通讯系统载波发射功率的定标装置，适用于多载波基站，其特征在于，所述定标装置包括一控制单元，所述控制单元与所述基站的前向链路连接，用于控制在一段时间打开一个载波基带信号输出，关闭其它载波基带信号输出，将检测到的载波发射功率与该载波发射功率的设定值进行比较，并据比较结果调整相应载波的增益，直至所述检测到的载波发射功率等于所述设定值；

其中，所述控制单元是通过读取基站发射的总功率得到被打开载波基带信号输出的载波发射功率；与所述控制单元连接的所述基站的前向链路包括多个增益调整单元、多个基带输出控制单元以及功率检测单元，其中：

所述多个增益调整单元用于在所述与基站的前向链路连接的控制单元的控制下，分别对多个载波的基带信号的增益进行调整，以分别调整所述多个载波基带信号的功率；

所述多个基带输出控制单元，分别与所述多个增益调整单元连接，用于控制所述多个载波的基带信号输出；

所述功率检测单元，用于通过所述前向链路中的天馈口检测所述基站发射的总功率；

所述与基站的前向链路连接的控制单元，进一步包括载波输出执行模块、数据读取模块以及功率增益控制模块；其中：

所述载波输出执行模块，与所述数据读取模块连接，用于定时地控制所述基带输出控制单元打开或关闭载波信号，并指示所述数据读取模块读取功率数据；

所述数据读取模块，分别与所述功率检测单元连接，用于在所述载波输出执行模块的指示下，读取所述功率检测单元检测到的所述总功率，所述总功率即为所述检测到的载波发射功率；

所述功率增益控制模块，分别与所述多个增益调整单元和所述数据读取模块连接，用于将所述数据读取模块读取的所述载波发射功率与所述载波功率设定值进行比较，若比较出所述载波发射功率小于所述载波功率设定值，则增大相应的所述载波增益调整单元的增益值，使所述载波的发射功率上升至所述载波功率设定值；若比较出所述载波的发射功率大于所述载波功率设定值，则减小相应的所述载波增益调整单元的增益值，使所述载波的发射功率下降至所述载波功率设定值。

5.按照权利要求4所述的定标装置，其特征在于，所述多个基带输出控制单元的位置在所述多个增益调整单元之后，或者，所述多个基带输出控制单元的位置在所述多个增益调整单元之前。

6.按照权利要求4所述的定标装置，其特征在于，所述功率检测单元进一步包括滤波器模块和总功率检测模块，其中：

所述滤波器模块，用于将接收的射频信号进行滤波；

所述总功率检测模块，与所述滤波器模块连接，用于检测整个所述基站前向链路的发射功率。

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