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)射實際上是通過功率控制來實現(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不需要最大發(fā)射功率就能達到良好傳輸質(zhì)量的情況時，系統(tǒng)自適應(yīng)地降低發(fā)射機的發(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)。它是針對每個載波單獨進行功率控制的?？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先得到的模板曲線106在加法器104處實現(xiàn)減法運算，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；當檢測電壓高于模板電壓106時，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)的一個新課題，它也是寬帶多載波GSM基站必須解決的一個問題。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。由于各載波的頻點和功率的可變性以及多載波合成信號包絡(luò)的難以預測性，很難通過簡單的方法檢測出各個載頻的功率包絡(luò)，而實時檢測出每個載波的功率包絡(luò)是實現(xiàn)功率閉環(huán)控制的前提條件。因此實現(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，本發(fā)明的另一個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，可以使多個載波同時完成功率控制，并能同時滿足GSM功率控制對時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立，能夠靈活方便地改變?nèi)我廨d波任一時隙的發(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個數(shù)字上變頻器，每個數(shù)字上變頻器接收一路基帶信號；功率控制模塊，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；所述功率控制模塊包含上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器，用于存儲上下坡功率控制數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理及地址產(chǎn)生單元，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載頻的動態(tài)功率等級控制信號，提供給各個所述數(shù)字上變頻器，所述N個數(shù)字上變頻器分別根據(jù)所述動態(tài)功率等級控制信號，對所述基帶信號進行動態(tài)功率等級控制；所述數(shù)據(jù)處理及地址產(chǎn)生單元還根據(jù)時隙鐘產(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；加法器，與所述N個數(shù)字上變頻器相連，接收所述N個上變頻器輸出的經(jīng)動態(tài)功率控制的輸出信號，將這些輸出信號相加；數(shù)字乘法單元，分別接收從所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器輸出的所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)以及所述加法器輸出的和輸出信號，并將該兩信號相乘，進行上下坡功率控制，輸出經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號；以及符號轉(zhuǎn)換單元；與所述數(shù)字乘法單元相連，將所述經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)模轉(zhuǎn)換的格式；
數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與所述功率控制模塊相連，對所述功率控制模塊輸出的信號進行數(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)換器輸出的信號進行濾波；以及數(shù)控衰減器，與所述濾波器和所述功率控制模塊相連，根據(jù)所述功率控制模塊的靜態(tài)功率等級控制信號，對所述濾波器輸出的信號進行靜態(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；從功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中分離出各個載頻的動態(tài)功率等級控制信號和靜態(tài)功率等級控制信號；根據(jù)所述各個載頻的動態(tài)功率等級控制信號對各個基帶信號進行動態(tài)功率等級控制，輸出經(jīng)動態(tài)功率等級控制的輸出信號；將所述經(jīng)動態(tài)功率等級控制的輸出信號相加，得到多載波合路后的和輸出信號；根據(jù)時隙鐘產(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)；將所述和輸出信號與所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)相乘，進行上下坡功率控制，輸出經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號；將所述經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)模轉(zhuǎn)換的格式，并進行數(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，同時將靜態(tài)功率等級控制放在射頻部分進行，將動態(tài)功率等級控制放在數(shù)字域中進行，因此，如有如下的優(yōu)點1、可以同時完成多個載波的功率控制，并能同時滿足協(xié)議規(guī)定的時域和頻域模板的要求；2、各載波的動態(tài)功率控制相互獨立，能夠靈活方便地改變?nèi)我廨d波任一時隙的發(fā)射功率；
3、各個載波在不同功率等級時均共用一條上下坡曲線，其控制在數(shù)字域完成；4、在多路合成前，各個載波只在保護比特時間內(nèi)做功率控制等級的直接切換。
下面參照附圖并結(jié)合實施例，詳細描述本發(fā)明的實施例，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；圖3是圖2中的功率控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
如圖2所示，多載波信號可以由多個基帶信號經(jīng)上變頻然后相加形成。在圖2中，有N個基帶信號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個數(shù)字上變頻器301、302、…、30N，每個數(shù)字上變頻器301、302、…、30N可實現(xiàn)對基帶信號的數(shù)字上變頻以及動態(tài)功率等級控制的功能。功率控制模塊40是輸出動態(tài)功率等級分載頻控制信號以及靜態(tài)功率等級控制的模塊，同時，對多載波信號的上下坡功率控制也在功率控制模塊40中完成。
功率控制模塊40的結(jié)構(gòu)如圖3所示，它包括數(shù)據(jù)處理及地址產(chǎn)生單元401、上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器402、加法器403、數(shù)字乘法單元404和符號轉(zhuǎn)換單元405。數(shù)據(jù)處理及地址產(chǎn)生單元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)處理及地址產(chǎn)生單元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)字上變頻器301、302、…、30N，進行動態(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70中的數(shù)控衰減器DCA，進行靜態(tài)功率等級控制。
在各個數(shù)字上變頻器301、302、…、30N中進行動態(tài)功率等級控制一般只進行功率等級間的簡單切換，然后，各個數(shù)字上變頻器301、302、…、30N將經(jīng)動態(tài)功率等級控制的輸出信號輸入到功率控制模塊40中的加法器403中，進行相加，得到和輸出信號。
功率控制模塊40中的上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器402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)用于對加法器403的和輸出信號進行上下坡功率控制。功率控制模塊40中的數(shù)據(jù)處理及地址產(chǎn)生單元401根據(jù)時隙鐘產(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402中選取出上下坡功率控制數(shù)據(jù)，提供給數(shù)字乘法單元404。同時加法器403的和輸出信號也提供給數(shù)字乘法單元404，在數(shù)字乘法單元404中，將上下坡功率控制數(shù)據(jù)與和輸出信號進行相乘，以進行上下坡功率控制。數(shù)字乘法單元404輸出的為經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號。符號轉(zhuǎn)換單元405的作用是將數(shù)字乘法單元404的輸出信號進行格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)模轉(zhuǎn)換的格式。然后提供給后續(xù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)50，進行數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波(在濾波器60中進行)。
如上所述，在本實施例中，上下坡功率控制是通過功率控制模塊40中的數(shù)字乘法單元404來實現(xiàn)的。數(shù)字乘法單元由于不存在非線性問題，因此，控制準確度大為提高，而且還可以通過預先對上下坡曲線進行預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)進行預失真處理，以補償寬帶發(fā)射通道的失真。
如圖2所示，在寬帶發(fā)信機70中，包括有一個數(shù)控衰減器DCA，該數(shù)控衰減器DCA可以在功率控制模塊40提供的靜態(tài)功率等級控制信號的控制下，對濾波器70輸出的多載波信號進行靜態(tài)功率等級控制。
以上詳細描述了本發(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；從功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中分離出各個載頻的動態(tài)功率等級控制信號；根據(jù)各個載頻的動態(tài)功率等級控制信號對各個基帶信號進行動態(tài)功率等級控制，輸出經(jīng)動態(tài)功率等級控制的輸出信號；將經(jīng)動態(tài)功率等級控制的輸出信號相加，得到多載波合路后的和輸出信號；根據(jù)時隙鐘產(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)；將和輸出信號與上下坡功率控制數(shù)據(jù)相乘，進行上下坡功率控制，輸出經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號；
將經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)模轉(zhuǎn)換的格式，并進行數(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)濾波的輸出信號進行靜態(tài)功率等級控制。
權(quán)利要求
1.一種寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制裝置包含N個數(shù)字上變頻器，每個數(shù)字上變頻器接收一路基帶信號；功率控制模塊，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；所述功率控制模塊包含上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器，用于存儲上下坡功率控制數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理及地址產(chǎn)生單元，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載頻的動態(tài)功率等級控制信號，提供給各個所述數(shù)字上變頻器，所述N個數(shù)字上變頻器分別根據(jù)所述動態(tài)功率等級控制信號，對所述基帶信號進行動態(tài)功率等級控制；所述數(shù)據(jù)處理及地址產(chǎn)生單元還根據(jù)時隙鐘產(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；加法器，與所述N個數(shù)字上變頻器相連，接收所述N個上變頻器輸出的經(jīng)動態(tài)功率控制的輸出信號，將這些輸出信號相加；數(shù)字乘法單元，分別接收從所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器輸出的所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)以及所述加法器輸出的和輸出信號，并將該兩信號相乘，進行上下坡功率控制，輸出經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號；以及符號轉(zhuǎn)換單元；與所述數(shù)字乘法單元相連，將所述經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)模轉(zhuǎn)換的格式；數(shù)模轉(zhuǎn)換器，與所述功率控制模塊相連，對所述功率控制模塊輸出的信號進行數(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)換器輸出的信號進行濾波；以及數(shù)控衰減器，與所述濾波器和所述功率控制模塊相連，根據(jù)所述功率控制模塊的靜態(tài)功率等級控制信號，對所述濾波器輸出的信號進行靜態(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，所述動態(tài)功率等級控制為功率等級間的切換。
4.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)是預先根據(jù)寬帶發(fā)射通道的失真程序進行了預失真處理。
5.一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；從功率控制數(shù)據(jù)和載頻信息中分離出各個載頻的動態(tài)功率等級控制信號和靜態(tài)功率等級控制信號；根據(jù)所述各個載頻的動態(tài)功率等級控制信號對各個基帶信號進行動態(tài)功率等級控制，輸出經(jīng)動態(tài)功率等級控制的輸出信號；將所述經(jīng)動態(tài)功率等級控制的輸出信號相加，得到多載波合路后的和輸出信號；根據(jù)時隙鐘產(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)；將所述和輸出信號與所述上下坡功率控制數(shù)據(jù)相乘，進行上下坡功率控制，輸出經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號；將所述經(jīng)上下坡功率控制的輸出信號轉(zhuǎn)換成適合于數(shù)模轉(zhuǎn)換的格式，并進行數(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)濾波的輸出信號進行靜態(tài)功率等級控制。
6.如權(quán)利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)為上下坡功率控制曲線。
7.如權(quán)利要求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，所述動態(tài)功率等級控制為功率等級間的切換。
8.如權(quán)利要求5或6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)是預先根據(jù)寬帶發(fā)射通道的失真程度進行了預失真處理。
全文摘要
本發(fā)明提供寬帶多載波基站的開環(huán)功率控制裝置和方法,該裝置包含:N個數(shù)字上變頻器、功率控制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、濾波器以及數(shù)控衰減器。功率控制模塊包含:上下坡功率控制數(shù)據(jù)存儲器;數(shù)據(jù)處理及地址產(chǎn)生單元,分離出各個載頻的動態(tài)功率等級控制信號,提供給各個所述數(shù)字上變頻器,還讀取上下坡功率控制數(shù)據(jù)并輸出給數(shù)控衰減器,進行功率控制。本發(fā)明還提供一種開環(huán)功率控制方法。
文檔編號H04W52/10GK1388721SQ01112989
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)明者彭清泉, 蘇豫新 申請人:華為技術(shù)有限公司