專利名稱：寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字移動通信系統(tǒng)中的功率控制裝置及其控制方法，尤其涉及寬帶多載波GSM基站的開環(huán)功率控制裝置及其控制方法。
GSM是目前世界上市場占有率最高的一種數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)。在GSM系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)容量，其有效的措施之一是提高頻譜的利用率，具體表現(xiàn)形式是減少信道間的干擾。目前減少干擾的方法主要有3種自動功率控制、跳頻與不連續(xù)發(fā)射(DTX)。不連續(xù)發(fā)射實(shí)際上是通過功率控制來實(shí)現(xiàn)的，由此可見，GSM的功率控制對于增加系統(tǒng)容量和提高信道質(zhì)量意義重大。
自動功率控制的基本原理是當(dāng)不需要最大發(fā)射功率就能達(dá)到良好傳輸質(zhì)量的情況時(shí)，系統(tǒng)自適應(yīng)地降低發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。即在保證傳輸質(zhì)量高于給定門限的前提下降低移動臺和基站的平均發(fā)射功率，從而減少了對其它信道的干擾。
傳統(tǒng)的窄帶GSM基站一般采用如

圖1所示的閉環(huán)功率控制技術(shù)。它是針對每個(gè)載波單獨(dú)進(jìn)行功率控制的?？刂七^程為檢測器105檢測得到功放輸出的正向功率檢測電壓，然后將該功率檢測電壓與按照一定的算法預(yù)先得到的模板曲線106在加法器104處實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算，其差值再通過積分器103去控制發(fā)射通道中的壓控衰減器101，改變信號的發(fā)射功率。若在某時(shí)刻檢測到的功率電壓低于的已知模板電壓106，則積分器103輸出電壓上升，衰減器101衰減量降低，輸出功率增加，促使正向功率檢測電壓提升；當(dāng)檢測電壓高于模板電壓106時(shí)，積分器103輸出電壓下降，衰減器101衰減量增加，功放的最終輸出功率下降，導(dǎo)致檢測器輸出電壓下降。
寬帶多載波GSM系統(tǒng)的功率控制是GSM基站由窄帶到寬帶演變過程中出現(xiàn)的一個(gè)新課題，它也是寬帶多載波GSM基站必須解決的一個(gè)問題。由于寬帶基站與傳統(tǒng)的基站結(jié)構(gòu)有很大的區(qū)別，傳統(tǒng)的單載波功率控制方法很難實(shí)用于寬帶基站中，目前在國內(nèi)外尚未見到有關(guān)GSM多載波功率控制的相關(guān)資料。
多載波信號是各單載波信號的合成。由于各載波的頻點(diǎn)和功率的可變性以及多載波合成信號包絡(luò)的難以預(yù)測性，很難通過簡單的方法檢測出各個(gè)載頻的功率包絡(luò)，而實(shí)時(shí)檢測出每個(gè)載波的功率包絡(luò)是實(shí)現(xiàn)功率閉環(huán)控制的前提條件。因此實(shí)現(xiàn)多載波信號的閉環(huán)功率控制難度較大。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于寬帶GSM基站的開環(huán)功率控制裝置，它能較佳地解決寬帶多載波基站的自動功率控制。
同時(shí)，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種基于寬帶GSM基站的開環(huán)功率控制方法，利用上述控制裝置以解決寬帶多載波基站的自動功率控制。
本發(fā)明的基于寬帶GSM基站的開環(huán)功率控制方案是利用多載波發(fā)信通道具有超線性特性這一固有特性，可以使多個(gè)載波同時(shí)完成功率控制，并能同時(shí)滿足GSM功率控制對時(shí)域和頻域模板的要求。另外本發(fā)明提供的功率控制方法使各載波的功率控制相互獨(dú)立，能夠靈活方便地改變?nèi)我廨d波任一時(shí)隙的發(fā)射功率。
根據(jù)上述的本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制裝置包含N個(gè)數(shù)字上變頻器，每個(gè)數(shù)字上變頻器接收一路基帶信號，并對該基帶信號進(jìn)行上變頻；控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其具有功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息輸入端，用于接收功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息；所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元包含數(shù)據(jù)處理單元，接收所述功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息，從所述功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息分離出各個(gè)載頻的動態(tài)功率等級控制信號和靜態(tài)功率控制信號；地址產(chǎn)生單元，根據(jù)時(shí)隙鐘產(chǎn)生讀取上下坡功率控制數(shù)據(jù)的地址，并根據(jù)該地址從所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器中讀取上下坡功率控制數(shù)據(jù)并輸出；N個(gè)數(shù)字乘法器，分別與所述N個(gè)數(shù)字上變頻器和所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元相連，將所述N個(gè)數(shù)字上變頻器輸出的載頻信號與所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元中的所述數(shù)據(jù)處理單元輸出的各個(gè)載頻的動態(tài)功率等級控制信號和所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器輸出的上下坡功率控制數(shù)據(jù)相乘，輸出經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的信號；加法器，與所述N個(gè)數(shù)字乘法器相連，將所述N個(gè)數(shù)字乘法器的輸出信號進(jìn)行相加，得到多載波信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與所述加法器相連，對所述加法器輸出的多載波信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；
濾波器，與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連，對數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的信號進(jìn)行濾波；以及數(shù)控衰減器，與所述濾波器和所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元相連，根據(jù)所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元的靜態(tài)功率等級控制信號，對所述濾波器輸出的信號進(jìn)行靜態(tài)功率控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明還提供一種寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制方法，用于對多載波信號進(jìn)行功率控制，包含下列步驟接收各路基帶信號和功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息；對各路基帶信號分別進(jìn)行數(shù)字上變頻；從功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中分離出各個(gè)載頻的動態(tài)功率等級控制信號；根據(jù)時(shí)隙鐘產(chǎn)生讀取上下坡功率控制數(shù)據(jù)的地址；根據(jù)該地址取得上下坡功率控制數(shù)據(jù)；將各個(gè)經(jīng)數(shù)字上變頻的信號與所述動態(tài)功率等級控制信號和所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)相乘，輸出經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的輸出信號；將所述經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的輸出信號相加，得到多載波合路后信號；將所述經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的多載波合路后信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波；根據(jù)從所述功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中分離出的靜態(tài)功率等級控制信號對所述經(jīng)濾波的輸出信號進(jìn)行靜態(tài)功率等級控制。
如上所述，由于本發(fā)明的功率控制方法利用寬帶發(fā)信機(jī)的良好的線性，將功率等級控制與上下坡功率控制分離，同時(shí)將靜態(tài)功率等級控制放在射頻部分進(jìn)行，將動態(tài)功率等級控制放在數(shù)字域中進(jìn)行，因此，如有如下的優(yōu)點(diǎn)1、可以同時(shí)完成多個(gè)載波的功率控制，并能同時(shí)滿足協(xié)議規(guī)定的時(shí)域和頻域模板的要求；2、各載波的動態(tài)功率控制和上下坡控制相互獨(dú)立，能夠靈活方便地改變?nèi)我廨d波任一時(shí)隙的發(fā)射功率；3、各個(gè)載波在不同功率等級對應(yīng)不同的上下坡功率控制曲線，其控制在數(shù)字域完成；4、不同的動態(tài)功率等級對應(yīng)不同的上下坡功率控制曲線，功率等級切換時(shí)上下坡曲線平滑過渡。
下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中圖1是傳統(tǒng)單載波GSM基站閉環(huán)功率控制的原理框圖；圖2是本發(fā)明的多載波基站的開環(huán)功率控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
如圖2所示，多載波信號可以由多個(gè)基帶信號經(jīng)上變頻然后相加形成。在圖2中，有N個(gè)基帶信號201、202、…、20N，相應(yīng)地，為處理這些基帶信號201、202、…、20N，開環(huán)功率控制裝置包含有N個(gè)數(shù)字上變頻器301、302、…、30N，每個(gè)數(shù)字上變頻器301、302、…、30N可實(shí)現(xiàn)對基帶信號的數(shù)字上變頻的功能。控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元40是輸出動態(tài)功率等級分載頻控制信號、靜態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制信號的單元。
控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元40包括數(shù)據(jù)處理單元401、地址產(chǎn)生單元402和上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器403。數(shù)據(jù)處理單元401接收功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息。在功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中包括了各載頻的動態(tài)功率等級控制信號和靜態(tài)功率等級控制信號。數(shù)據(jù)處理單元401將功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中包含的各載頻的動態(tài)功率等級控制信號和靜態(tài)功率等級控制信號分離出來，將各載頻的動態(tài)功率等級控制信號分別提供給相應(yīng)的數(shù)字乘法器501、502、…、50N，進(jìn)行動態(tài)功率等級控制；將靜態(tài)功率等級控制信號提供給多載波寬帶發(fā)信機(jī)90中的數(shù)控衰減器DCA，進(jìn)行靜態(tài)功率等級控制。
控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元40中的上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器403中存儲了上下坡功率控制數(shù)據(jù)，該功率控制數(shù)據(jù)是上下坡功率控制曲線，該數(shù)據(jù)用于上下坡功率控制?？刂茢?shù)據(jù)產(chǎn)生單元40中的地址產(chǎn)生單元402根據(jù)時(shí)隙鐘產(chǎn)生讀取上下坡控制數(shù)據(jù)所需要的地址，然后，從上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器403中選取出上下坡功率控制數(shù)據(jù)，提供給數(shù)字乘法器501、502、…50N，在數(shù)字乘法器501、502、…、50N中，進(jìn)行上下坡功率控制。數(shù)字乘法單元501、502、…、50N將經(jīng)上變頻的載頻信號與控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元40提供的動態(tài)功率等級控制信號和上下坡功率控制數(shù)據(jù)相乘，產(chǎn)生經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的信號。然后，在加法器60中，將這些經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的信號相加，得到多載波信號。然后提供給后續(xù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)70，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波(在濾波器80中進(jìn)行)。
如上所述，在本實(shí)施例中，上下坡功率控制是通過數(shù)字乘法器501、502、…、50N來實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字乘法單元由于不存在非線性問題，因此，控制準(zhǔn)確度大為提高，而且還可以通過預(yù)先對上下坡曲線進(jìn)行預(yù)失真處理的方法來降低對寬帶發(fā)射通道的線性要求。也就是說，可以預(yù)先根據(jù)寬帶發(fā)射通的失真程度，對上下功率控制數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)失真處理，以補(bǔ)償寬帶發(fā)射通道的失真。
如圖2所示，在寬帶發(fā)信機(jī)90中，包括有一個(gè)數(shù)控衰減器DCA，該數(shù)控衰減器DCA可以在控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元40提供的靜態(tài)功率等級控制信號的控制下，對濾波器80輸出的多載波信號進(jìn)行靜態(tài)功率等級控制。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制裝置，在上面的描述中也包含了寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制方法，現(xiàn)將該方法歸納如下開環(huán)功率控制方法包含下列步驟接收各路基帶信號和功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息；對各路基帶信號分別進(jìn)行數(shù)字上變頻；從功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中分離出各個(gè)載頻的動態(tài)功率等級控制信號；根據(jù)時(shí)隙鐘產(chǎn)生讀取上下坡功率控制數(shù)據(jù)的地址；根據(jù)該地址取得上下坡功率控制數(shù)據(jù)；將各個(gè)經(jīng)數(shù)字上變頻的信號與動態(tài)功率等級控制信號和上下坡功率控制數(shù)據(jù)相乘，輸出經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的輸出信號；將經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的輸出信號相加，得到多載波信號；將經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的多載波信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波；根據(jù)從功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中分離出的靜態(tài)功率等級控制信號對經(jīng)濾波的輸出信號進(jìn)行靜態(tài)功率等級控制。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供的寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制裝置包含N個(gè)數(shù)字上變頻器，每個(gè)數(shù)字上變頻器接收一路基帶信號，并對該基帶信號進(jìn)行上變頻；控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元，其具有功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息輸入端，用于接收功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息；所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元包含數(shù)據(jù)處理單元，接收所述功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息，從所述功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息分離出各個(gè)載頻的動態(tài)功率等級控制信號和靜態(tài)功率控制信號；地址產(chǎn)生單元，根據(jù)時(shí)隙鐘產(chǎn)生讀取上下坡功率控制數(shù)據(jù)的地址，并根據(jù)該地址從所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器中讀取上下坡功率控制數(shù)據(jù)并輸出；N個(gè)數(shù)字乘法器，分別與所述N個(gè)數(shù)字上變頻器和所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元相連，將所述N個(gè)數(shù)字上變頻器輸出的載頻信號與所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元中的所述數(shù)據(jù)處理單元輸出的各個(gè)載頻的動態(tài)功率等級控制信號和所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器輸出的上下坡功率控制數(shù)據(jù)相乘，輸出經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的信號；加法器，與所述N個(gè)數(shù)字乘法器相連，將所述N個(gè)數(shù)字乘法器的輸出信號進(jìn)行相加，得到多載波信號；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與所述加法器相連，對所述加法器輸出的多載波信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換；濾波器，與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器相連，對數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的信號進(jìn)行濾波；以及數(shù)控衰減器，與所述濾波器和所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元相連，根據(jù)所述控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元的靜態(tài)功率等級控制信號，對所述濾波器輸出的信號進(jìn)行靜態(tài)功率控制。
2.如權(quán)利要求1所述的寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制裝置，其特征在于，所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)為上下坡功率控制曲線。
3.如權(quán)利要求1或2所述的寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制裝置，其特征在于，所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)是預(yù)先根據(jù)寬帶發(fā)射通道的失真程序進(jìn)行了預(yù)失真處理。
4.一種寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制方法，用于對多載波信號進(jìn)行功率控制，包含下列步驟接收各路基帶信號和功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息；對各路基帶信號分別進(jìn)行數(shù)字上變頻；從功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中分離出各個(gè)載頻的動態(tài)功率等級控制信號；根據(jù)時(shí)隙鐘產(chǎn)生讀取上下坡功率控制數(shù)據(jù)的地址；根據(jù)該地址取得上下坡功率控制數(shù)據(jù)；將各個(gè)經(jīng)數(shù)字上變頻的信號與所述動態(tài)功率等級控制信號和所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)相乘，輸出經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的輸出信號；將所述經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的輸出信號相加，得到多載波合路后信號；將所述經(jīng)動態(tài)功率等級控制和上下坡功率控制的多載波合路后信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波；根據(jù)從所述功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中分離出的靜態(tài)功率等級控制信號對所述經(jīng)濾波的輸出信號進(jìn)行靜態(tài)功率等級控制。
5.如權(quán)利4所述的寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制方法，其特征在于，所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)為上下坡功率控制曲線。
6.如權(quán)利要求4或5所述的寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制方法，其特征在于，所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)是預(yù)先根據(jù)寬帶發(fā)射通道的失真程度進(jìn)行了預(yù)失真處理。
全文摘要
本發(fā)明提供寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制裝置及方法,該裝置包含:N個(gè)數(shù)字上變頻器、控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元、N個(gè)數(shù)字乘法器、加法器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、濾波器以及數(shù)控衰減器;控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元包含:數(shù)據(jù)處理單元,從功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息分離出各個(gè)載頻的動態(tài)功率等級控制信號和靜態(tài)功率控制信號;地址產(chǎn)生單元,讀取上下坡功率控制數(shù)據(jù)并輸出,這些控制信號分別提供給乘法器和數(shù)控衰減器進(jìn)行開環(huán)功能控制。
文檔編號H04W52/10GK1388720SQ01112988
公開日2003年1月1日 申請日期2001年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者蘇豫新, 彭清泉 申請人:華為技術(shù)有限公司