CN101442794B - 一种控制无线终端发射功率的方法及无线终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制无线终端发射功率的方法，包括：获取无线终端的发射功率取样值；根据所述发射功率取样值选择相应的功率检测单元；基于所述功率检测单元的输出调整发射功率。本发明还提供了一种可控制发射功率的无线终端装置。根据本发明可扩展发射功率检测的范围，提高WCDMA无线终端的输出功率控制的精度，可提高整个无线终端的功率控制的准确性及稳定性，从而改善WCDMA网络系统的性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种控制无线终端发射功率的方法及无线终端。
背景技术
随着无线通信技术的发展，第二代移动通信系统(如GSM)正在逐渐地向第三代3G过渡。第三代系统3G能提供高比特速率业务来传输和接收高质量的图像和视频，并且还能以高数据速率接入全球网络。在目前商用的3G网络中，WCDMA技术是应用最成熟的3G技术之一。
WCDMA是一个宽带直扩频码多址(DS-CDMA)系统，即通过用户数据与由CDMA扩频码得来的伪随机比特相乘，从而把用户信息比特扩展到宽的带宽上去。从这个角度来看，WCDMA系统本身是一个自干扰系统，因此快速、准确的功率控制是保证WCDMA系统性能的基本要求，尤其是在上行链路中，如果没有准确的功率控制，超功率发射的移动终端就会阻塞整个小区。例如：在同一个小区中有两个移动终端MS1和MS2，MS1和MS2工作在同一个频率，基站只依靠两者各自的扩频码来区分它们。可能出现这样的情况：MS1处在小区的边缘，MS2处在靠近基站的地方，MS1的空间路径损耗比MS2高80dB。如果没有采取某种功率控制机制来使两个移动台到达基站的功率在相同电平上，MS2发射的功率很容易大于MS1的发射功率，进而阻塞小区大部分区域的通信，从而产生“远近效应”的问题。从整个WCDMA系统容量最大化的意义上讲，优化策略是在所有时间内使在基站接收到的所有移动终端的比特功率相等。
WCDMA系统的功率控制包括：开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。
开环功率控制只是用发送下行链路信标信号来对路径损耗做出一个粗略的估算，一般要求不太高。
外环功率控制是根据各个独立的无线链路的需要来调整当前信号质量的设定值，从而取得一个恒定的链路质量，外环功率控制一般只在移动终端进行软切换的时候才采用。
闭环功率控制是WCDMA功率控制中最核心的部分。基站要频繁地估计接收到的信号质量，并把这个信号质量和设定的信号质量比较，来调整移动终端的发射功率。
因此，移动终端设备能准确、快速响应基站的功率控制指令是WCDMA网络的基本要求。
现有技术中，WCDMA移动终端采用如下的功率控制模式，WCDMA信号经过基带的调试后，在WCDMA发射芯片中经过上变频、预放大后输出送给WCDMA功率放大器，在WCDMA功率放大器中放大后，经过耦合器和双工器后送给天线发射给基站，这个是WCDMA的主发射通路。
另外一个方面，耦合器耦合一部分从WCDMA功率放大器的输出功率，经过高功率检测器(HDET，High-power detector)进行检测并进行模/数(A/D)转换后送给基带单元，基带单元根据当前的功率值进行功率闭环控制。
发明人在实现本发明的过程中发现，在目前这个功率控制系统中，WCDMA功率耦合器耦合的WCDMA发射功率经过单级HDET检测网络送到基带芯片的范围是有限的。目前采用的功率控制方案进行HDET的功率控制只在最大功率输出部分进行HDET的功率闭环控制，而其他部分都只是单一的通过查表的方式获取，功率的精度、稳定性都有一定的偏差。
目前采用的WCDMA功率控制的方案存在HDET功率控制范围有限，无法用HDET的硬件闭环来实现WCDMA功率的控制，WCDMA的功率控制精度和稳定性有一定的偏差。
发明内容
本发明实施例提供一种控制无线终端发射功率的方法及无线终端，可提高WCDMA无线终端的输出功率控制的范围及精度。
本发明实施例提供的一种控制无线终端发射功率的方法，包括：
获取无线终端的发射功率取样值；
根据所述发射功率取样值选择相应的功率检测单元；
基于所述功率检测单元的输出调整发射功率。
本发明实施例还提供一种可控制发射功率的无线终端装置，包括：发射功率获取单元、选择单元、功率控制单元以及至少两个功率检测单元；
所述发射功率获取单元，用于获取无线终端的发射功率取样值；
所述选择单元，根据所述发射功率取样值选择相应的功率检测单元；
所述功率检测单元，用于对所述发射功率获取单元的功率取样值进行功率检波和量化，并将量化后的输出信号输出给功率控制单元；
功率控制单元，基于所述功率检测单元的输出信号调整发射功率。
更适宜地，所述无线终端装置还包括：
判断单元，用于判断后续的功率变化趋势，并发送控制信息给所述选择单元；
若所述判断单元判定无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围上限，并且将提高发射功率，则发送控制信息给所述选择单元，所述选择单元将当前的功率检测单元切换到检测功率更大的功率检测单元；
若所述判断单元判定无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围下限，并且将降低发射功率，则发送控制信息给所述选择单元，所述选择单元将当前的功率检测单元切换到检测功率更小的功率检测单元。
综上所述，本发明实施例提供一种控制无线终端发射功率的方法，通过设置多级HDET单元利用多级HDET单元实时检测WCDMA无线终端的输出功率，根据HDET的门限进行HDET网络选择，采用HDET进行硬件闭环功率控制，扩展了发射功率检测的范围，来提高WCDMA无线终端的输出功率控制的精度；可提高整个无线终端的功率控制的准确性及稳定性，从而改善WCDMA网络系统的性能。
附图说明
图1为本发明实施例中无线终端功率控制子系统的架构示意图；
图2为本发明实施例中控制无线终端发射功率的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的无线终端中功率控制部分示意图。
具体实施方式
在WCDMA系统中，基站会根据当前检查到的终端发射信号质量通过发送功率控制(TPC，Transmitter Power Control)指令要求终端降低或提升发射功率，移动终端则根据基站的TPC指令来调节移动终端的发射功率，通过这种功率控制的方法实现了基站和终端之间发射功率的闭环控制。WCDMA信号经过发射芯片进行上变频后送到WCDMA的功率放大器中进行功率放大，放大后的WCDMA信号经过耦合器的主通路和WCDMA双工器进入终端天线，发射给基站。耦合器的耦合支路会耦合一部分WCDMA的发射功率反馈给基带芯片进行终端发射功率的闭环控制。从WCDMA耦合器耦合的功率经过衰减、功率检波和A/D转换(这部分统称为HDET网络)后，将WCDMA的功率信号转换为数字信号提供给基带单元进行终端发射功率的精确控制。
为了解决目前WCDMA系统中无线终端功率控制的范围太窄、精度不高的技术缺陷，本发明实施例提供一种控制无线终端发射功率的方法，通过设置多级HDET单元来提高WCDMA的输出功率控制的精度；利用多级HDET单元实时检测WCDMA无线终端的输出功率，并进行精确的功率控制。
本发明实施例中涉及的无线终端功率控制子系统，如图1所示，包括：
发射单元110、功率放大单元120、发射功率获取单元130(如功率耦合器)、选择单元140(如电子开关)、至少两个功率检测单元150(如，HDET)、功率控制单元160；
所述发射功率获取单元130，用于获取无线终端的发射功率取样值；
所述选择单元140，根据所述发射功率取样值选择相应的功率检测单元；
所述功率检测单元150，用于对所述发射功率获取单元的功率取样值进行功率检波和量化，并将量化后的输出信号输出给功率控制单元；
功率控制单元160，基于所述功率检测单元的输出信号调整发射功率。
参照图2，本发明实施例提供的一种控制无线终端发射功率的方法，包括：
步骤S201，设置至少两个发射功率取样值范围不同的功率检测单元，通过电子开关进行切换将在发射功率放大器输出端的功率耦合器的输出功率取样值提供给相应的功率检测单元；
每路HDET单元都对应一个功率控制的上限和下限，上限对应的是该路HDET网络功率控制的最大值，下限对应的是该路HDET网络功率控制的最小值。
步骤S202，获取无线终端的发射功率取样值；
具体地，本实施例中通过设置在发射功率放大器输出端的功率耦合器得到无线终端的发射功率取样值。
步骤S203，根据所述发射功率取样值选择相应的功率检测单元；
根据当前的输出功率查找预先设定的各功率检测单元的功率值范围门限列表来确定采用的功率检测单元。
具体地，根据当前的输出功率通过查找功率检测单元(如，HDET)等级门限列表来确定采用哪一功率检测单元(HDET网络)，并通过软件输出相应的逻辑信号控制选择单元(电子开关)来选择正确的HDET网络；在一个确定的时间内电子开关只会选择一路HDET网络处在导通的工作状态，其他的HDET网络都处在断开的状态。
通过当前的HDET等级来查找预先保存在HDET等级门限值列表中的对应值来确定当前HDET等级的功率控制范围。
步骤S204，根据后续的功率变化趋势选择相应的功率检测单元；
无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围上限，并且接收到基站发送的提高发射功率的指令，将当前的功率检测单元切换到检测功率更大的功率检测单元；
无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围下限，并且接收到基站发送的降低发射功率的指令，将当前的功率检测单元切换到检测功率更小的功率检测单元。
具体地，如果终端发射功率处在HDET网络功率检测范围之内，此时终端接收到来自基站的发射功率控制TPC指令：提高或降低发射功率，基带单元将根据HDET等级门限列表确定是否进行HDET等级的切换，如果不进行HDET等级的切换，终端会直接根据TPC指令调整输出功率，如果需要切换HDET网络的等级，将按照下面的步骤进行：
如果终端当前的发射功率处在HDET网络的上限(当前HDET网络功率控制的最大值)，而此时终端接收到基站发送的TPC指令要求终端提高功率，基带单元根据HDET等级门限列表控制电子开关将HDET网络切换到检测功率更大的HDET网络中，来满足基带功率检波的要求，确保功率控制的准确；
如果当前的功率处在HDET网络的下限(当前HDET网络功率控制的最小值)，而此时终端接收到基站发送的TPC指令要求终端降低发射功率，基带控制芯片会根据HDET等级门限列表控制电子开关将HDET网络切换到检测功率更小的HDET网络中，来满足功率检波的要求，确保功率控制的准确。
步骤S205，基于所述功率检测单元的输出调整发射功率。
在所有的HDET网络中，最后一级HDET网络的下限能覆盖3GPP协议要求WCDMA终端最小功率发射时候的功率检波要求，最高一级HDET网络的上限能覆盖3GPP协议要求WCDMA终端最大功率发射时候的功率检波要求；
具体选择哪一路HDET网络，基带根据当前的输出功率、当前HDET的功率检测范围以及后续功率的变化趋势来选择HDET网络。
本发明实施例还提供一种可控制发射功率的无线终端装置，参照图3，包括：发射单元310、功率放大单元320、功率耦合器330(发射功率获取单元)、电子开关340(选择单元)、至少两个HDET网络单元350(功率检测单元)、以及功率控制单元360。
本实施例中采用在发射功率放大器输出端的功率耦合器作为发射功率获取单元，耦合得到无线终端的发射功率取样值。
本实施例中采用电子开关340作为选择单元，根据获取的输出功率取样值查找预先设定的各功率检测单元的功率值范围门限列表来确定采用的功率检测单元。
本实施例采用HDET网络350作为功率检测单元，，用于对所述发射功率获取单元的功率取样值进行功率检波和量化，并将量化后的输出信号输出给功率控制单元；
所述至少两个功率检测单元(HDET网络350)各自支持不同的发射功率范围，每个HDET网络单元都对应一个功率控制的上限和下限，上限对应的是该路HDET网络功率控制的最大值，下限对应的是该路HDET网络功率控制的最小值。
HDET网络350作为功率检测单元，将所述发射功率获取单元(耦合器)耦合得到无线终端的发射功率取样值进行衰减、功率检波和AD转换后，再转换为数字信号提供给基带单元进行终端发射功率的精确控制。
功率控制单元360，基于所述功率检测单元的输出信号调整发射功率。
通常设置在基带单元中，用于发送控制信号给发射单元，以调整发射功率。
所述的无线终端装置，还包括：
判断单元370，用于判断后续的功率变化趋势，并发送控制信息给所述选择单元340；
若所述判断单元370判定无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围上限，并且将提高发射功率，则发送控制信息给所述选择单元(电子开关340)，所述选择单元(电子开关340)将当前的功率检测单元切换到检测功率更大的功率检测单元；
若所述判断单元370判定无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围下限，并且将降低发射功率，则发送控制信息给所述选择单元(电子开关340)，所述选择单元(电子开关340)将当前的功率检测单元切换到检测功率更小的功率检测单元。
综上所述，本发明实施例提供一种控制无线终端发射功率的方法，通过设置多级HDET单元利用多级HDET单元实时检测WCDMA无线终端的输出功率，根据HDET的门限进行HDET网络选择，采用HDET进行硬件闭环功率控制，扩展了发射功率检测的范围，来提高WCDMA无线终端的输出功率控制的精度；可提高整个无线终端的功率控制的准确性，从而改善WCDMA网络系统的性能。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个单元或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
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。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种控制无线终端发射功率的方法，其特征在于，包括：
获取无线终端的发射功率取样值；
根据所述发射功率取样值以及功率检测单元的检测功率范围选择相应的功率检测单元，且在一个确定时间内只有一个功率检测单元处在导通工作状态；
基于所述功率检测单元的输出调整发射功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
预先设置至少两个发射功率取样值范围不同的功率检测单元；
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据后续的功率变化趋势选择相应的功率检测单元。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据后续的功率变化趋势选择相应的功率检测单元，包括：
无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围上限，并且接收到基站发送的提高发射功率的指令，将当前的功率检测单元切换到检测功率更大的功率检测单元；
无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围下限，并且接收到基站发送的降低发射功率的指令，将当前的功率检测单元切换到检测功率更小的功率检测单元。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述发射功率取样值选择相应的功率检测单元，包括：
根据当前的输出功率查找预先设定的各功率检测单元的功率值范围门限列表来确定采用的功率检测单元。
6.一种可控制发射功率的无线终端装置，其特征在于，包括：发射功率获取单元、选择单元、功率控制单元以及至少两个功率检测单元；
所述发射功率获取单元，用于获取无线终端的发射功率取样值；
所述选择单元，根据所述发射功率取样值以及功率检测单元的检测功率范围选择相应的功率检测单元，且在一个确定时间内只有一个功率检测单元处在导通工作状态；
所述功率检测单元，用于对所述发射功率获取单元的功率取样值进行功率检波和量化，并将量化后的输出信号输出给功率控制单元；
功率控制单元，基于所述功率检测单元的输出信号调整发射功率。
7.如权利要求6所述的无线终端装置，其特征在于，
所述至少两个功率检测单元各自支持不同的发射功率范围。
8.如权利要求6所述的无线终端装置，其特征在于，还包括：
判断单元，用于判断后续的功率变化趋势，并发送控制信息给所述选择单元；
若所述判断单元判定无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围上限，并且将提高发射功率，则发送控制信息给所述选择单元，所述选择单元将当前的功率检测单元切换到检测功率更大的功率检测单元；
若所述判断单元判定无线终端发射功率到达当前的功率检测单元的发射功率取样值范围下限，并且将降低发射功率，则发送控制信息给所述选择单元，所述选择单元将当前的功率检测单元切换到检测功率更小的功率检测单元。
9.如权利要求6所述的无线终端装置，其特征在于，
所述发射功率获取单元为设置在发射功率放大器输出端的功率耦合器。
10.如权利要求6所述的无线终端装置，其特征在于，
所述选择单元为电子开关，设置在所述发射功率获取单元与所述至少两个功率检测单元之间，根据所述发射功率取样值将所述发射功率获取单元切换到相应的功率检测单元。
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