專利名稱：功率檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，具體地，涉及一種改善CDMA移動(dòng)終端的開環(huán)功率控制隨溫度頻率變化而波動(dòng)的功率檢測裝置和方法。
背景技術(shù)：
CDMA(Code Division Multiple Access，碼分多址技術(shù)，以下簡稱CDMA)系統(tǒng)是一個(gè)自干擾受限系統(tǒng)，由于“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，它的系統(tǒng)容量主要受限于系統(tǒng)內(nèi)各移動(dòng)臺間的干擾，因而，若每一個(gè)移動(dòng)臺的信號到達(dá)基站時(shí)都能達(dá)到保證通信質(zhì)量所需的最小信噪比時(shí)，CDMA系統(tǒng)容量將會(huì)達(dá)到最大。功率控制就是為了克服“遠(yuǎn)近效應(yīng)”，實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)而采取的一項(xiàng)技術(shù)，它是在對接收機(jī)端的接收信號能量或是解調(diào)信噪比指標(biāo)進(jìn)行評估的基礎(chǔ)上適時(shí)補(bǔ)償無線信道中引入的衰落，從而維持了高質(zhì)量的通信，又不對同一無線資源中的其他用戶產(chǎn)生干擾，保證了系統(tǒng)容量。因而，在CDMA系統(tǒng)中，功率控制被認(rèn)為是所有關(guān)鍵技術(shù)的核心。在CDMA系統(tǒng)中，功率控制可分為前向功率控制和反向功率控制。而反向功率控制又分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制。本發(fā)明涉及的正是一種減小反向功率控制中的開環(huán)功率隨溫度頻率變化波動(dòng)的方法。
傳統(tǒng)的功率檢測方案通過置于PA(Power Amplifier，功率放大器，以下簡稱PA)之后或是集成在PA之中的功率檢測電路控制或調(diào)整手機(jī)的輸出功率，并通過溫度傳感器來對PA進(jìn)行各環(huán)境下的功率補(bǔ)償。但此方案有一個(gè)明顯缺點(diǎn)就是無法完全補(bǔ)償Duplexer(收發(fā)雙工器)、Triplexer(多工器)器件性能隨溫度變化的波動(dòng)所帶來的功率差異，利用溫度傳感器進(jìn)行功率補(bǔ)償也只能對全頻段進(jìn)行補(bǔ)償，不能補(bǔ)償頻率間的功率差異。雙工器和多工器特別是雙工器的各項(xiàng)指標(biāo)會(huì)隨溫度變化而明顯變化。對功率來說比較敏感的指標(biāo)是插損，附圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)中的某主流雙工器的高、中、低三個(gè)頻段的插損隨環(huán)境溫度變化曲線圖。從該圖中可以看出，雙工器在中間頻段溫度特性較好，隨溫度變化插損變化不大；低頻段隨溫度降低插損逐漸增大；高頻段隨溫度升高插損逐漸增大。射頻功率增益線性表是通過在常溫下對射頻單元進(jìn)行校準(zhǔn)得到的，但是功率耦合電路在PA后端，因而，功率控制和溫度補(bǔ)償不能調(diào)整雙工器插損隨溫度變化帶來的功率差異。這種差異可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)干擾進(jìn)一步加大，影響其他用戶的通話質(zhì)量，降低了系統(tǒng)容量；也可能因?yàn)榘l(fā)射功率不足導(dǎo)致呼叫失敗，影響呼叫的快速響應(yīng)。隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，在沙漠的炎熱地帶，在高山、極地的冰天雪地，越來越多的移動(dòng)用戶使用，使得這種功率控制缺陷帶來的影響也將越來越明顯。
因此，需要一種用于控制射頻信號功率的解決方案，能夠解決上述相關(guān)技術(shù)中的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)移動(dòng)終端開環(huán)功率控制的缺陷，本發(fā)明提出一種新的功率檢測方案，能夠克服Duplexer、Triplexer等對匹配溫度敏感的器件影響開環(huán)輸出功率平坦性因素，使手機(jī)在各種環(huán)境溫度下開環(huán)功率輸出誤差小。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種功率檢測裝置，用于減少手機(jī)開環(huán)輸出功率隨溫度頻率變化而產(chǎn)生的波動(dòng)，該裝置包括信號收發(fā)單元，用于將射頻信號輸入至耦合單元；耦合單元，以天線作為輸出負(fù)載，以信號收發(fā)單元的輸出信號作為輸入信號，并將輸入信號的一部分功率耦合至反饋單元；以及反饋單元，用于根據(jù)從耦合單元通過耦合得到的一部分功率來控制射頻信號的功率。
上述功率檢測裝置還包括射頻單元，用于將一路或多路射頻信號輸出至一個(gè)或多個(gè)功率放大器；一個(gè)或多個(gè)功率放大器，用于對由射頻單元輸出的一路或多路射頻信號進(jìn)行放大，并將放大后的一路或多路射頻信號輸入至信號收發(fā)單元；以及天線，用于發(fā)射由耦合電路輸出的射頻信號。
反饋單元包括檢波單元，用于將通過耦合單元耦合得到的一部分功率轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將該電壓信號輸入至控制單元；以及控制單元，用于將來自檢波單元的電壓信號變換成數(shù)字信號，根據(jù)該數(shù)字信號通過功率增益線性表調(diào)整由射頻單元輸出的一路或多路射頻信號的功率。
在手機(jī)為單頻手機(jī)的情況下，信號收發(fā)單元為雙工器。在手機(jī)為多頻手機(jī)的情況下，信號收發(fā)單元包括頻率選擇器/雙工器以及多個(gè)雙工器。
通過在常溫下對射頻鏈路進(jìn)行校準(zhǔn)得到功率增益線性表。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種功率檢測方法，用于減少手機(jī)開環(huán)輸出功率隨溫度頻率變化而產(chǎn)生的波動(dòng)，包括以下步驟將一路或多路射頻信號的一部分功率耦合到檢波單元；檢波單元將通過耦合得到的一部分功率轉(zhuǎn)換為電壓信號；以及將該電壓信號變換成數(shù)字信號，并根據(jù)該數(shù)字信號通過功率增益線性表來調(diào)整由射頻單元輸出的一路或多路射頻信號的功率。
采用本發(fā)明，手機(jī)檢測裝置檢測到的是天線口的功率，使得能夠通過功率增益線性表控制功率避免Duplexer、Triplexer等器件性能隨溫度變化帶來的功率波動(dòng)，使得輸出功率即為實(shí)際所需的功率。本發(fā)明對手機(jī)其他性能影響分析耦合電路的耦合因子在20-30dB之間，接收信號一般在-25dBm以下，那么到達(dá)檢波電路的噪聲在-45dBm以下，而檢波電路的檢測范圍一般在-25dBm到15dBm之間，因此，接收信號對功率控制的影響可以忽略不計(jì)；耦合電路的插損目前可以控制在0.2dB以下，由此造成的對接收靈敏度的影響非常小。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的雙工器的高、中、低三個(gè)頻段的插損隨環(huán)境溫度變化的曲線圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的功率檢測裝置的框圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的功率檢測方法的流程圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單頻手機(jī)的功率檢測裝置的框圖；
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多頻手機(jī)的功率檢測裝置的框圖；以及圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的功率檢測方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的功率檢測裝置的框圖。參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的功率檢測裝置200包括信號收發(fā)單元202，用于將射頻信號輸入至耦合單元；耦合單元204，以天線作為輸出負(fù)載，以信號收發(fā)單元的輸出信號作為輸入信號，并將輸入信號的一部分功率耦合至反饋單元；以及反饋單元206，用于根據(jù)從耦合單元通過耦合得到的一部分功率來控制射頻信號的功率。
上述功率檢測裝置還包括射頻單元208，用于將一路或多路射頻信號輸出至一個(gè)或多個(gè)功率放大器；以及一個(gè)或多個(gè)功率放大器210，用于對由射頻單元208輸出的一路或多路射頻信號進(jìn)行放大，并將放大后的一路或多路射頻信號輸入至信號收發(fā)單元202；以及天線212，用于發(fā)射由所述耦合電路204輸出的射頻信號。
反饋單元206包括檢波單元206-2，用于將通過耦合單元耦合得到的一部分功率轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將該電壓信號輸入至控制單元；以及控制單元206-4，用于將來自檢波單元的電壓信號變換成數(shù)字信號，根據(jù)該數(shù)字信號通過功率增益線性表調(diào)整由射頻單元輸出的一路或多路射頻信號的功率。
在手機(jī)為單頻手機(jī)的情況下，信號收發(fā)單元為雙工器。在手機(jī)為多頻手機(jī)的情況下，信號收發(fā)單元包括頻率選擇器/雙工器以及多個(gè)雙工器。
通過在常溫下對射頻鏈路進(jìn)行校準(zhǔn)得到功率增益線性表。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的功率檢測方法的流程圖。參照圖3，根據(jù)本發(fā)明的功率檢測方法包括以下步驟步驟S302，將一路或多路射頻信號的一部分功率耦合到檢波單元；步驟S304，檢波單元將通過耦合得到的一部分功率轉(zhuǎn)換為電壓信號；以及步驟S306，將該電壓信號變換成數(shù)字信號，并根據(jù)該數(shù)字信號通過功率增益線性表來調(diào)整由射頻單元輸出的一路或多路射頻信號的功率。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的單頻手機(jī)的功率檢測裝置的框圖。參照圖4，該實(shí)施例中的用于單頻手機(jī)的檢測裝置包括天線212、雙工器402、耦合電路204、RFIC(射頻集成電路)208、檢波電路206-2、主芯片206-4以及功率放大器210。耦合電路204以天線端口為輸出負(fù)載，以雙工器402的輸出為輸入端，檢波電路206-2和主芯片206-4構(gòu)成反饋回路，用于將由耦合電路204耦合的功率變換為反饋信號來控制RFIC 208輸出的射頻信號的功率。在本實(shí)施例中，利用耦合功率反饋機(jī)制進(jìn)行功率控制可以使天線端口功率隨環(huán)境波動(dòng)減少；功率放大器210以雙工器402的輸入為輸出端，能更好地匹配功率放大器到最佳工作點(diǎn)，提高手機(jī)的使用效率。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多頻手機(jī)的功率檢測裝置的框圖。參照圖5，該實(shí)施例中的用于多頻手機(jī)的檢測裝置包括天線212、頻率選擇器/多工器502、多個(gè)雙工器504、耦合電路204、RFIC208、檢波電路206-2、主芯片206-4以及功率放大器210。耦合電路204以天線端口為輸出負(fù)載，以頻率選擇器/多工器502的輸出為輸入端，檢波電路206-2和主芯片206-4構(gòu)成反饋回路，用于將由耦合電路204耦合的功率變換為反饋信號來控制RFIC 208輸出的射頻信號的功率。在本實(shí)施例中，利用耦合功率反饋機(jī)制進(jìn)行功率控制可以使天線端口功率隨環(huán)境波動(dòng)減少；各頻段使用同一耦合電路，可以減少PCB面積，減少電路，縮減成本；功率放大器以雙工器輸入為輸出端，能更好地匹配功放到最佳工作點(diǎn)，提高手機(jī)的使用效率。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的功率檢測方法的流程圖。參照圖6，傳統(tǒng)的CDMA移動(dòng)終端的開環(huán)功率控制，是由RFIC輸出射頻信號，經(jīng)由PA放大，再通過雙工器/多工器輸出到天線，再由天線輻射到自由空間。而該實(shí)施例的功率檢測方法包括以下步驟步驟S602，RFIC輸出射頻信號至功率放大器；步驟S604，功率放大器將射頻信號進(jìn)行放大，并將放大后的射頻信號經(jīng)由雙工器/多工器發(fā)射至耦合電路；步驟S606，耦合電路將一部分功率耦合至檢波電路；步驟S608，檢波電路將耦合得到的功率轉(zhuǎn)化為電壓信號并將電壓信號發(fā)送至主芯片；步驟S610，主芯片將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并根據(jù)該數(shù)字信號通過功率增益線性表來調(diào)整由RFIC輸出的射頻信號的功率。
通過實(shí)施該實(shí)施例，達(dá)到了精確輸出功率的目的。其中，功率增益線性表由常溫下通過校準(zhǔn)射頻鏈路而得到，在本發(fā)明中，對于多頻手機(jī)來說，各頻段共用一套耦合、檢波電路，通過校準(zhǔn)生成不同功率增益線性表，控制各頻段功率。
本發(fā)明提出的在在天線口與雙工器/多工器之間設(shè)置耦合電路，使得功率檢測電路檢測到的功率是天線口的功率，使得能夠通過功率增益線性表控制避免Duplexer、Triplexer等器件性能隨溫度變化帶來的功率波動(dòng)。采用本發(fā)明方案對于目前大部分手機(jī)設(shè)計(jì)方案來說，只需修改原理圖及PCB布局，無需更改軟件設(shè)置。因而，本發(fā)明能夠方便地得到使用。特別地，對于多頻手機(jī)，各頻段共用一套耦合電路和檢波電路，能明顯地減少PCB面積，降低成本。
因此，本發(fā)明解決了CDMA移動(dòng)終端開環(huán)功率隨溫度頻率波動(dòng)的缺陷，改善了CDMA移動(dòng)終端的性能，提高了系統(tǒng)容量。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種功率檢測裝置，用于減少手機(jī)開環(huán)輸出功率隨溫度頻率變化而產(chǎn)生的波動(dòng)，其特征在于，包括信號收發(fā)單元，用于將射頻信號輸入至耦合單元；所述耦合單元，以天線作為輸出負(fù)載，以所述信號收發(fā)單元的輸出信號作為輸入信號，并將所述輸入信號的一部分功率耦合至反饋單元；以及所述反饋單元，用于根據(jù)從所述耦合單元通過耦合得到的所述一部分功率來控制所述射頻信號的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率檢測裝置，其特征在于，還包括射頻單元，用于將一路或多路射頻信號輸出至一個(gè)或多個(gè)功率放大器；所述一個(gè)或多個(gè)功率放大器，用于對由所述射頻單元輸出的所述一路或多路射頻信號進(jìn)行放大，并將放大后的所述一路或多路射頻信號輸入至所述信號收發(fā)單元；以及天線，用于發(fā)射由所述耦合電路輸出的射頻信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率檢測裝置，其特征在于，所述反饋單元包括檢波單元，用于將通過所述耦合單元耦合得到的所述一部分功率轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將所述電壓信號輸入至控制單元；以及所述控制單元，用于將來自所述檢波單元的所述電壓信號變換成數(shù)字信號，根據(jù)所述數(shù)字信號通過功率增益線性表調(diào)整由所述射頻單元輸出的所述一路或多路射頻信號的功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率檢測裝置，其特征在于，在所述手機(jī)為單頻手機(jī)的情況下，所述信號收發(fā)單元為雙工器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率檢測裝置，其特征在于，在所述手機(jī)為多頻手機(jī)的情況下，所述信號收發(fā)單元包括頻率選擇器/雙工器以及多個(gè)雙工器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率檢測裝置，其特征在于，通過在常溫下對射頻鏈路進(jìn)行校準(zhǔn)得到所述功率增益線性表。
7.一種功率檢測方法，用于減少手機(jī)開環(huán)輸出功率隨溫度頻率變化而產(chǎn)生的波動(dòng)，其特征在于，包括以下步驟將一路或多路射頻信號的一部分功率耦合到檢波單元；所述檢波單元將通過耦合得到的所述一部分功率轉(zhuǎn)換為電壓信號；以及將所述電壓信號變換成數(shù)字信號，并根據(jù)所述數(shù)字信號通過功率增益線性表來調(diào)整所述一路或多路射頻信號的功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率檢測方法，其特征在于，通過在常溫下對射頻鏈路進(jìn)行校準(zhǔn)得到所述功率增益線性表。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種功率檢測裝置和方法，用于減少手機(jī)開環(huán)輸出功率隨溫度頻率變化而產(chǎn)生的波動(dòng)，該裝置包括信號收發(fā)單元，用于將射頻信號輸入至耦合單元；耦合單元，以天線作為輸出負(fù)載，以信號收發(fā)單元的輸出信號作為輸入信號，并將輸入信號的一部分功率耦合至反饋單元；以及反饋單元，用于根據(jù)從耦合單元通過耦合得到的一部分功率來控制射頻信號的功率。本發(fā)明解決了CDMA移動(dòng)終端開環(huán)功率隨溫度頻率波動(dòng)的缺陷，改善了CDMA移動(dòng)終端的性能，提高了系統(tǒng)容量。
文檔編號H04W88/02GK101080076SQ200710130468
公開日2007年11月28日 申請日期2007年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月19日
發(fā)明者張招茂, 程守剛 申請人:中興通訊股份有限公司