CN101437281B - 多载波系统中功率定标的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多载波系统中功率定标的方法与系统，方法包括：确定各载波射频通道之间的增益差异，获取各载波的目标功率，根据增益差异及各载波的目标功率确定各载波的基带增益调整系数；根据基带增益调整系数对各载波基带功率进行定标调整。系统包括：增益差异确定单元用于确定各载波射频通道之间的增益差异；目标功率获取单元用于获取各载波的目标功率；基带增益调整系数确定单元用于根据增益差异及各载波的目标功率确定各载波的基带增益调整系数，同时确定定标过程的基准载波；定标单元用于根据所确定基带增益调整系数对基准载波进行定标调整。本发明提高了下行信号的信噪比，保证了多载波系统的性能。

Description

多载波系统中功率定标的方法与系统 

技术领域

本发明涉及一种载波定标方法与系统，尤其涉及一种多载波系统中功率定标的方法与系统。 

背景技术

在无线通讯系统中，前向发射功率决定了系统的前向覆盖范围，但前向覆盖范围也会受到反向覆盖范围的限制。例如，系统的前向覆盖范围过大时，用户终端虽然能接收到基站的发射信号，但超出小区范围的用户终端却并不能接入到无线通讯系统中；同时在蜂窝通讯系统中，如果前向覆盖范围过大，超过了预先网络规划所设计要求的范围，会造成相邻小区间的干扰，导致通讯系统的容量下降。由此可见，前向发射功率是保证无线通讯网络覆盖、容量及性能的一个重要指标。因此在多载波无线通讯系统中，需要对每一个载波的发射功率进行定标。 

载波功率定标的目的是使多载波无线通讯系统的发射载波功率达到预先设定的目标值要求，同时出于保护无线通讯系统中功率放大器的考虑，多个载波的输出功率总和必须小于功率放大器的最大输出功率阈值，所以系统在进行功率定标时，需要同时支持载波功率的测量和总功率的测量。 

图1为多载波系统中载波调制的结构示意图，如图1所示，多载波系统中的各个载波的基带信号经过基带增益调整单元进行基带功率增益调整后，再通过上变频处理单元进行频率调制，使基带信号承载在高频信号上，高频信号经过功率放大器的功率放大后，通过连接在双工器上的天线发射出去。 

现有的载波功率定标方法是先通过检测天线口发射信号的总功率，通过调整射频链路的增益满足发射信号总功率的要求。然后固定射频链路的增益依次 检测各载波的发射功率，将每载波的发射功率与预先设定的目标值进行比较，然后调整基带信号增益单元的增益，天线口处检测到的各载波发射功率满足载波发射功率设定目标值。 

现有的定标方法先进行总功率定标然后再微调每载波的基带功率，在定标调整过程中，会使得输出给系统中数模转换器的基带总功率发生波动，这种基带总功率的变动不满足多载波系统中削峰、数字预失真处理对于输入基带功率保持恒定的要求，对系统的无线性能指标如码域功率、邻道功率抑制比等也会有所影响。定标调整结束后将严重影响多载波系统的无线性能。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多载波系统中功率定标的方法与系统，能在定标调整过程中保持各个载波的基带功率总和恒定，充分利用数模转换器的动态范围，提高了系统下行信号的输出性能。 

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 

一种多载波系统中功率定标的方法，包括： 

确定各载波射频通道之间的增益差异，获取各载波的基带目标功率，根据所述增益差异及各载波的天线口目标功率确定各载波的基带增益调整系数；以及 

根据所述基带增益调整系数对各载波基带功率进行定标调整。 

优选地，所述对各载波基带功率进行定标调整，具体为： 

将所述基带增益调整系数与各载波当前基带功率之积作为各载波的待调整功率。 

优选地，所述确定各载波射频通道之间的增益差异，具体为： 

在相同条件下测量天线口的每个载波的发射功率，根据配置的天线口目标功率及测试得到天线口功率确定其中一载波作为基准载波，各载波与所述基准载波的发射功率作差，差值即为增益差异。 

优选地，所述相同条件为：载波基带功率相同、载波的基带增益调整系数 相同、载波的射频链路增益调整控制字相同。 

优选地，对各载波基带功率进行定标调整之后，该方法还包括： 

设置一基准载波，测量天线口所述基准载波的发射功率，根据所述基准载波的天线口目标功率确定所述基准载波的发射功率定标调整量，各载波按所述基准载波的发射功率定标调整量进行发射功率定标调整。 

一种多载波系统中功率定标的系统，包括： 

增益差异确定单元，用于确定各载波射频通道之间的增益差异； 

目标功率获取单元，用于获取各载波的天线口目标功率； 

基带增益调整系数确定单元，用于根据所述增益差异及各载波的基带目标功率确定各载波的基带增益调整系数；以及 

基带载波功率定标单元，用于根据所述基带增益调整系数对各载波基带功率进行定标调整。 

优选地，所述基带载波功率定标单元对各载波基带功率进行定标调整，具体为：将所述基带增益调整系数与各载波当前基带功率之积作为各载波的待调整功率。 

优选地，所述增益差异确定单元确定各载波射频通道之间的增益差异，具体为： 

在相同条件下测量天线口的每个载波的发射功率，根据配置的目标功率及测试得到天线口功率确定其中一载波作为基准载波，各载波与所述基准载波的发射功率作差，差值即为增益差异。 

优选地，所述相同条件为：基带载波功率相同、载波的基带增益调整系数相同、载波的射频链路增益调整控制字相同。 

优选地，该系统还包括： 

基准载波发射功率测量单元，用于测量天线口所设置基准载波的发射功率；以及 

发射功率定标单元，用于根据所述基准载波的天线口目标功率确定所述基准载波的发射功率定标调整量，各载波按所述基准载波的发射功率定标调整量 进行发射功率定标调整。 

本发明首先确定出各基带载波射频通道之间的增益差异，根据增益差异及各载波的目标功率确定各载波的基带增益调整系数，根据所述基带增益调整系数对各载波基带功率进行定标调整；再设置射频功率定标的基准载波，根据基准载波进行射频链路增益调整，使基准载波天线口功率满足该载波的定标功率要求，当基准载波满足该载波的定标功率要求时其余载波的功率也满足了定标功率要求，同时需要检查天线口总功率是否满足总功率收敛要求。在满足各载波的发射功率接近目标功率的同时，保证了基带总功率的恒定，从而满足了多载波系统中削峰、数字预失真处理对于输入基带总功率保持恒定的要求，提高了下行信号的信噪比，保证了多载波系统的性能。 

附图说明

图1为多载波系统中载波调制的结构示意图； 

图2为本发明实施例的多载波系统中功率定标的方法的流程示意图； 

图3为本发明实施例的多载波系统中功率定标的系统的结构示意图。 

具体实施方式

本发明的基本思想是：首先确定出各基带载波射频通道之间的增益差异，再获取各载波的天线口目标功率，根据增益差异及各载波的天线口目标功率确定各载波的基带增益调整系数，根据所述基带增益调整系数对各载波基带功率进行定标调整；再设置射频功率定标的基准载波，根据基准载波进行射频链路增益调整，使基准载波天线口功率满足该载波的定标功率要求，当基准载波满足该载波的定标功率要求时其余载波的功率也满足了定标功率要求，同时需要检查天线口总功率是否满足总功率收敛要求。在满足各载波的发射功率接近目标功率的同时，保证了基带总功率的恒定，从而满足了多载波系统中削峰、数字预失真处理对于输入基带总功率保持恒定的要求，提高了下行信号的信噪比，保证了多载波系统的性能。 

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。 

图2为本发明实施例的多载波系统中功率定标的方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例的多载波系统中功率定标的方法包括以下步骤： 

步骤201：确定各载波射频通道之间的增益差异，获取各载波的天线口目标功率，根据所述增益差异及各载波的基带目标功率确定各载波的基带增益调整系数。 

在相同条件下测试出每个载波天线口发射功率的差异，即计算出各载波之间链路的增益差异Gain。相同条件即载波基带功率相同、基带增益调整系数相同、载波的射频链路增益调整控制字相同也即载波间每次的增益调整量都是相同的。以多载波系统中载波配置了n个载波f₁至f_n为例进行说明。并以载波f₁为基准载波，则载波间的增益差异(单位为dB)由f₁至f_n依次为： 

X₁＝Gain_f1-Gain_f1＝0 

X₂＝Gain_f2-Gain_f1

… 

X_n＝Gain_fn-Gain_f1

通过查询系统的配置信息确定每个载波的目标功率，即确定系统中各载波天线口处的发射目标功率，假设载波f₁至f_n所对应的目标功率分别为P₁至P_n。 

各个载波增益调整系数的比率为R： 

$R_1={10}^{(P_1-P_1-X_1)/20}=1$

$R_2=R_1\×{10}^{(P_2-P_1-X_2)/20}$

$\·\·$

$R_n=R_1\×{10}^{(P_n-P_1-X_n)/20}$

这里，公式中，之所以将功率P与Gain之差值作为10的指数，是因为功率是以dBm为单位的，计算载波功率时已经取了以10为底的对数，而将20作为P与Gain之差值的分母，是在计算载波功率时有平方的运算。 

载波f₁至f_n的增益调整系数依次为： 

$K=\sqrt{n\×{K^2}_{\mathrm{default}}/(R_1^2+R_2^2+...+R_n^2)}$

K₁＝R₁×K 

K₂＝R₂×K₁

… 

K_n＝R_n×K₁

其中，K_default是默认值，其根据多载波系统的削峰能力，在模数转换器(DAC)满量程的基础上回退一定的峰均比得到，与系统信号峰均比及DAC的满量程位宽有关，该K_default确保了基带总功率不变。这里，K作为定标过程中各载波的功率增益调整的系数，也就是说，每次基带增益调整时，将各载波的系数K与该载波的当前基带功率作积，即为该基带载波的待调整功率。 

本发明中，计算出各载波的系数K后，也可以确定出各载波的基带功率调整增益量，对各载波进行定标时根据所述的基带功率调整增益量对各载波进行功率调整，也可实现发明目的。本领域技术人员应当理解，这与步骤201所揭示的原理是相同的。 

步骤202：根据所述基带增益调整系数对各载波基带功率进行定标调整，将所述基带增益调整系数与各载波当前基带功率之积作为各载波的待调整功率。 

在得到各载波的基带增益调整系数之后，将每个载波的当前基带载波功率与该载波的基带增益调整系数作积，即为该载波的待调整基带功率，通过多载波系统中的基带功率调整单元将载波基带功率调整为待调整的基带功率。由于每个载波的基带功率调整都是同时进行的，因此，输入到上变频单元的各载波的基带总功率是恒定的。从而满足了多载波系统中削峰、数字预失真处理对于输入基带功率的保持恒定的要求，提高了下行信号的信噪比，保证了多载波系统的性能。 

步骤203：设置一基准载波，测量天线口所述基准载波的发射功率，根据所述基准载波的天线口目标功率确定所述基准载波的发射功率定标调整量，各载波按所述基准载波的发射功率定标调整量进行发射功率定标调整。 

在系统载波中选择任意一个作为基准载波，测量天线口所述基准载波的发 射功率。本领域技术人员应当理解，多载波系统中有专门测量天线口的载波发射功率的相应处理单元，读取该处理单元的基准载波的测量结果即可。而各载波的天线口目标功率是系统设计时即确定的，存储于所述的多载波系统中，需要的时候调用即可。根据基准载波的天线口的实际发射功率及目标发射功率，确定发射功率定标调整量，该发射功率定标调整量作为系统中各个载波的发射功率定标调整量。也就说，步骤203中各载波的射频定标是同时进行的，所调整的功率是相同的。 

各载波进行射频定标调整之后，测量天线口的发射总功率，看是否满足总功率定标收敛的要求，满足时定标成功，否则定标失败。 

需要说明的是，步骤203中的功率调整是通过射频链路数控衰减器来进行调整的，而步骤202则是针对的每个基带载波的基带功率调整单元进行的基带功率调整。本领域技术人员应当理解，步骤203是本发明多载波系统中功率定标的方法的附加步骤，并非是实现发明目的的必要步骤。 

图3为本发明实施例的多载波系统中功率定标的系统的结构示意图，如图3所示，本发明实施例的多载波系统中功率定标的系统包括增益差异确定单元30、目标功率获取单元31、基带增益调整系数确定单元32和载波基带功率定标单元33，其中，增益差异确定单元30用于确定各载波射频通道之间的增益差异。增益差异确定单元30确定增益差异的方式参见步骤201的相关描述，这里不再赘述。目标功率获取单元31用于获取各载波的天线口目标功率，天线口目标功率由多载波系统设定而存储在某个特定的存储地址中，设置目标功率获取单元31指向存储地址的指针即可获取。基带增益调整系数确定单元32用于根据所述增益差异及各载波的基带目标功率确定各载波的基带增益调整系数，确定的方式参见步骤201的相关描述，这里不再赘述。基带载波功率定标单元33用于根据所述基带增益调整系数对各载波进行基带功率调整，所述增益调整系数与该载波当前功率之积作为该载波的待调整功率。 

如图3所示，本发明实施例的多载波系统中功率定标的系统还包括基准载波发射功率测量单元34、发射功率定标单元35，其中，基准载波发射功率测量 单元34用于测量天线口所设置基准载波的发射功率，基准载波可以是系统载波中的任意一个。发射功率定标单元35用于根据所述基准载波的目标功率确定所述基准载波的发射功率定标调整量，各载波按所述基准载波的发射功率定标调整量进行发射功率定标调整。基准载波的目标功率可通过目标功率获取单元31获取。基准载波发射功率测量单元34及发射功率定标单元35是为使本发明系统最优所选用的技术手段，并非是实现发明目的的必要技术手段。 

本领域技术人员应当理解，本发明实施例的多载波系统中功率定标的系统是实现前述多载波系统中功率定标方法而设计的，系统中的各处理单元的实现功能可参照图2所示的方法中的相关描述而理解，上述各单元的功能可通过运行于处理器上的软件程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。 

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 

Claims (8)

1.一种多载波系统中功率定标的方法，其特征在于，包括：

确定各载波射频通道与基准载波f₁射频通道之间的增益差异X_n，X_n＝Gain_fn-Gain_f1，载波f₁至f_n的增益为Gain_f1至Gain_fn；获取各载波的基带目标功率，载波f₁至f_n所对应的目标功率分别为P₁至P_n；并根据所述增益差异及各载波的基带目标功率确定各载波的基带增益调整系数K_n，为：K₁＝R₁×K，K_n＝R_n×K₁；

其中，

K_default为默认值；R为各个载波增益调整系数的比率，R₁＝1，载波f₁至f_n所对应的目标功率分别为P₁至P_n；

将所述基带增益调整系数与各载波当前基带功率之积作为各载波的待调整功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定各载波射频通道之间的增益差异，具体为：

在相同条件下测量天线口的每个载波的发射功率，根据配置的天线口目标功率及测试得到天线口功率确定其中一载波作为基准载波，各载波与所述基准载波的发射功率作差，差值即为增益差异。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相同条件为：载波基带功率相同、载波的基带增益调整系数相同、载波的射频链路增益调整控制字相同。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对各载波基带功率进行定标调整之后，该方法还包括：

设置一基准载波，测量天线口所述基准载波的发射功率，根据所述基准载波的目标功率确定所述基准载波的发射功率定标调整量，各载波按所述基准载波的发射功率定标调整量进行发射功率定标调整。

5.一种多载波系统中功率定标的系统，其特征在于，包括：

增益差异确定单元，用于确定各载波射频通道与基准载波f₁射频通道之间的增益差异X_n，X_n＝Gain_fn-Gain_f1，载波f₁至f_n的增益为Gain_f1至Gain_fn；

目标功率获取单元，用于获取各载波的天线口目标功率；

基带增益调整系数确定单元，用于根据所述增益差异及各载波的天线口目标功率确定各载波的基带增益调整系数K_n，为：K₁＝R₁×K，n为2以上的整数时，K_n＝R_n×K₁；其中，

K_default为预先设定值；R₁＝1，n为2以上的整数时，

载波f₁至f_n所对应的目标功率分别为P₁至P_n；

基带载波功率定标单元，用于将所述基带增益调整系数与各载波当前基带功率之积作为各载波的待调整功率。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述增益差异确定单元确定各载波射频通道之间的增益差异，具体为：

在相同条件下测量天线口的每个载波的发射功率，根据配置的天线口目标功率及测试得到天线口功率确定其中一载波作为基准载波，各载波与所述基准载波的发射功率作差，差值即为增益差异。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述相同条件为：基带载波功率相同、载波的基带增益调整系数相同、载波的射频链路增益调整控制字相同。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

基准载波发射功率测量单元，用于测量天线口所设置基准载波的发射功率；以及

发射功率定标单元，用于根据所述基准载波的目标功率确定所述基准载波的发射功率定标调整量，各载波按所述基准载波的发射功率定标调整量进行发射功率定标调整。

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