專利名稱：Td－scdma信號(hào)發(fā)生裝置及其校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本裝置涉及時(shí)分同步碼分多址(TD-SCDMA)系統(tǒng)的測(cè)試設(shè)備，具體地說，涉及TD-SCDMA系統(tǒng)網(wǎng)規(guī)、網(wǎng)優(yōu)、設(shè)備測(cè)試中使用的發(fā)射基站或終端信號(hào)的信號(hào)發(fā)生裝置及其校準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
在進(jìn)行TD-SCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和測(cè)試的時(shí)候，包括直放站提供商在內(nèi)的各設(shè)備制造商和工程服務(wù)商需要信號(hào)發(fā)生裝置用于確定傳播模型、明確覆蓋設(shè)備的最佳位置、進(jìn)行覆蓋模擬測(cè)試和設(shè)備測(cè)試。
根據(jù)上述測(cè)試要求，需要使用信號(hào)發(fā)生裝置，該裝置要求能夠發(fā)送連續(xù)波(CW)信號(hào)和TD-SCDMA信號(hào)。其中，CW信號(hào)用來進(jìn)行傳播模型校正，TD-SCDMA信號(hào)用來進(jìn)行導(dǎo)頻覆蓋、基站信號(hào)誤碼率測(cè)試和設(shè)備測(cè)試。在發(fā)射TD-SCDMA信號(hào)的時(shí)候，信號(hào)發(fā)生裝置需要仿真TD-SCDMA基站或終端。當(dāng)信號(hào)發(fā)生裝置被用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)，該裝置只要能產(chǎn)生下行導(dǎo)頻時(shí)隙(DwPTS)和主公共控制物理信道(P-CCPCH)的數(shù)據(jù)信號(hào)即可；當(dāng)信號(hào)發(fā)生裝置被用來進(jìn)行設(shè)備測(cè)試，例如測(cè)試TD-SCDMA直放站，該裝置需要仿真TD-SCDMA基站或終端，產(chǎn)生如輔公共控制物理信道(S-CCPCH)和專用物理信道(DPCH)，或上行導(dǎo)頻時(shí)隙(UpPTS)等數(shù)據(jù)信號(hào)，用來建立各種測(cè)試模式，測(cè)試發(fā)射機(jī)最大輸出功率、動(dòng)態(tài)范圍、功率精度和頻差等技術(shù)指標(biāo)。
進(jìn)行TD-SCDMA系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和測(cè)試，可以用國(guó)外的儀器。國(guó)外同類儀器存在如下問題1.價(jià)格昂貴。2.儀器老化后時(shí)鐘校準(zhǔn)不方便，需要廠家校準(zhǔn)，并且需要額外收費(fèi)。3.輸出功率較小，并且精度隨著儀器老化而導(dǎo)致精度逐步惡化。國(guó)內(nèi)廠家還沒有同類信號(hào)發(fā)生裝置面世，一旦TD-SCDMA進(jìn)行全國(guó)組網(wǎng)，會(huì)給相關(guān)廠家?guī)磔^大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種TD-SCDMA信號(hào)發(fā)生裝置及其校準(zhǔn)方法，該裝置能夠解決現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備存在的上述問題，可以靈活用于TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和設(shè)備測(cè)試工作。
本發(fā)明的裝置通過自身配置的液晶顯示和鍵盤模塊接受用戶的配置參數(shù)，或者通過串行通信口連接運(yùn)行本地維護(hù)終端(LMT)軟件的PC機(jī)來接收用戶的配置參數(shù)。所述配置參數(shù)包括例如信號(hào)源類型、工作模式即輸出TD-SCDMA信號(hào)還是CW信號(hào)、下行同步碼、輸出最大總功率、各個(gè)信道的碼道功率和信道化碼等。如果需要產(chǎn)生CW信號(hào)，裝置中的處理器直接控制硬件產(chǎn)生；如果需要產(chǎn)生TD-SCDMA信號(hào)，則通過裝置中處理器運(yùn)行的基帶算法模仿TD-SCDMA基站或者終端，進(jìn)行TD-SCDMA物理層擴(kuò)頻和加擾、功率加權(quán)等操作，計(jì)算出待發(fā)送的數(shù)據(jù)提供給硬件傳送。
本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置包括邏輯模塊、上變頻器、DA轉(zhuǎn)換器、IF放大濾波模塊、混頻器、RF放大濾波模塊、功率檢波器、處理器、恒溫晶振(OCXO)、溫度傳感模塊、電壓控制器(DAC)、鎖相環(huán)(PLL)、本振(LO)、通信串口，其特征在于邏輯模塊接收處理器計(jì)算出來的基帶IQ數(shù)據(jù)，并將基帶I、Q數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為數(shù)字式上變頻器所要求的格式；邏輯模塊能根據(jù)用戶配置的系統(tǒng)時(shí)延參數(shù)和第二轉(zhuǎn)換點(diǎn)的位置，輸出5毫秒時(shí)隙切換控制信號(hào)，控制IF放大濾波模塊和RF放大濾波模塊，該時(shí)隙切換控制信號(hào)還被輸出到信號(hào)發(fā)生裝置外部；邏輯模塊還能在用戶控制下，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)數(shù)，處理器根據(jù)這個(gè)值計(jì)算出在給定時(shí)間內(nèi)外部時(shí)鐘和內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)數(shù)差，經(jīng)過濾波處理后通過邏輯模塊調(diào)整恒溫晶振的控制電壓，直到內(nèi)部時(shí)鐘精度滿足要求為止；上變頻器，用于將I、Q數(shù)據(jù)進(jìn)行插值、濾波、上變頻處理，將I、Q數(shù)據(jù)基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號(hào)；DA轉(zhuǎn)換器，用于將數(shù)字中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬中頻信號(hào)；IF放大濾波模塊，用于對(duì)模擬中頻信號(hào)進(jìn)行放大濾波，然后輸出給混頻器；混頻器，用于將模擬中頻信號(hào)進(jìn)行射頻調(diào)制，產(chǎn)生射頻信號(hào)；RF放大濾波模塊，將混頻器輸出的射頻信號(hào)放大濾波后輸出到天線；功率檢波器，用于將RF放大濾波模塊輸出的下行導(dǎo)頻時(shí)隙、上行導(dǎo)頻時(shí)隙的射頻信號(hào)或者CW射頻信號(hào)進(jìn)行檢波，獲得信號(hào)功率數(shù)據(jù)并傳給處理器；恒溫晶振，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部時(shí)鐘參考信號(hào)，用于調(diào)節(jié)鎖相環(huán)和本振的輸出信號(hào)；本振，用于產(chǎn)生本地射頻信號(hào)，用于混頻器的射頻調(diào)制；鎖相環(huán)，用于產(chǎn)生系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)；溫度傳感模塊，用于檢測(cè)恒溫晶振的溫度，并將溫度數(shù)據(jù)傳送給處理器，以便進(jìn)行溫度補(bǔ)償；電壓控制器，用于根據(jù)處理器指令，產(chǎn)生控制電壓以調(diào)節(jié)恒溫晶振的輸出時(shí)鐘參考頻率；通信串口，用于接收來自外接終端的輸入命令，和輸出執(zhí)行結(jié)果；處理器，用于控制整個(gè)信號(hào)發(fā)生裝置的運(yùn)行，并根據(jù)用戶配置進(jìn)行擴(kuò)頻、加擾等計(jì)算，得到基帶I、Q數(shù)據(jù)發(fā)送給邏輯模塊。
上述信號(hào)發(fā)生裝置進(jìn)一步包括液晶顯示和鍵盤模塊，用于直接對(duì)裝置輸入操作命令、參數(shù)和顯示其工作狀態(tài)。
本發(fā)明信號(hào)發(fā)生裝置的校準(zhǔn)方法，包括對(duì)該裝置進(jìn)行連續(xù)波發(fā)射的功率校準(zhǔn)、進(jìn)行TD-SCDMA信號(hào)的功率校準(zhǔn)；對(duì)該裝置進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)；該裝置采用了發(fā)射功率檢波電路，內(nèi)部采用了功率反饋環(huán)路進(jìn)行自動(dòng)發(fā)送功率調(diào)節(jié)。
為了保證輸出信號(hào)功率的準(zhǔn)確性，出廠或者使用的時(shí)候可以進(jìn)行功率校準(zhǔn)。具體的功率校準(zhǔn)方法是當(dāng)本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置用作基站信號(hào)源發(fā)射TD-SCDMA信號(hào)的時(shí)候，記錄DwPTS的預(yù)期功率和實(shí)際輸出功率一致時(shí)的增益值并保存在裝置中，形成校正表；當(dāng)本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置用作終端信號(hào)源發(fā)射TD-SCDMA信號(hào)的時(shí)候，記錄UpPTS的預(yù)期功率和實(shí)際輸出功率一致時(shí)的增益值并保存在裝置中，和頻點(diǎn)信息一齊形成校正表；當(dāng)發(fā)射連續(xù)波信號(hào)的時(shí)候，記錄預(yù)期功率和實(shí)際輸出功率一致時(shí)的增益值并保存在裝置中，和頻點(diǎn)信息一齊形成校正表。實(shí)際使用中，根據(jù)所需要產(chǎn)生信號(hào)的頻點(diǎn)信息、信號(hào)類型即CW信號(hào)或TD-SCDMA信號(hào)、預(yù)期功率等信息來查詢上述校正表以得到預(yù)期的增益，控制系統(tǒng)產(chǎn)生滿足要求的信號(hào)。這里的增益可以是控制中頻輸出的增益，也可以是控制射頻的增益。本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置采用對(duì)中頻增益的控制。
為了克服器件老化和在各種溫度下功率精度滿足要求，本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置采用了功率反饋環(huán)。當(dāng)該信號(hào)發(fā)生裝置用作基站信號(hào)源發(fā)射TD-SCDMA信號(hào)的時(shí)候，通過對(duì)下行DwPTS的信號(hào)進(jìn)行功率檢波得到實(shí)際輸出功率，經(jīng)過濾波，和預(yù)期發(fā)射功率進(jìn)行對(duì)比，然后確定增大或者減少發(fā)射功率；當(dāng)該信號(hào)發(fā)生裝置用作終端信號(hào)源以發(fā)射TD-SCDMA信號(hào)的時(shí)候，是通過對(duì)UpPTS信號(hào)進(jìn)行功率檢波得到實(shí)際輸出功率，經(jīng)過濾波，和預(yù)期發(fā)射功率進(jìn)行對(duì)比，然后確定增大或者減少發(fā)射功率；當(dāng)該信號(hào)發(fā)生裝置用于發(fā)射連續(xù)波信號(hào)時(shí)，是通過對(duì)整個(gè)5ms的信號(hào)進(jìn)行功率檢波得到實(shí)際輸出功率，經(jīng)過濾波，和預(yù)期發(fā)射功率進(jìn)行對(duì)比，然后確定增大或者減少發(fā)射功率。
為了克服時(shí)鐘的老化問題，本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置具有時(shí)鐘輸入和輸出口，不但能輸出本裝置使用的內(nèi)部時(shí)鐘，而且能和外部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源進(jìn)行對(duì)比，以校準(zhǔn)本裝置的內(nèi)部時(shí)鐘。用戶通過LMT發(fā)送時(shí)鐘校準(zhǔn)命令，本信號(hào)發(fā)生裝置計(jì)算在一定時(shí)間內(nèi)本地內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)數(shù)和外部輸入標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)之差，然后根據(jù)這個(gè)差值調(diào)節(jié)本裝置恒溫晶振控制電壓，直到二者之間的差值滿足要求為止。當(dāng)誤差滿足要求后，本裝置自動(dòng)保存恒溫晶振的控制電壓值，下一次啟動(dòng)的時(shí)候用這個(gè)控制電壓值調(diào)節(jié)恒溫晶振。
TD-SCDMA是TDD制式，存在時(shí)隙收發(fā)切換的問題。為了解決發(fā)射功率過小問題、便于外接功放增大發(fā)射功率或者外接儀器進(jìn)行測(cè)試，本裝置輸出了5ms時(shí)隙收發(fā)控制信號(hào)。


圖1為本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置進(jìn)行功率校準(zhǔn)時(shí)與其它輔助設(shè)備的連接關(guān)系示意圖；圖3為本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)時(shí)與其它輔助設(shè)備的連接關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)和校準(zhǔn)方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1表示本發(fā)明信號(hào)發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)。圖中所述裝置包括邏輯模塊、上變頻器、DA轉(zhuǎn)換器、IF放大濾波模塊、混頻器、RF放大濾波模塊、功率檢波器、處理器、恒溫晶振(OCXO)、溫度傳感模塊、電壓控制器(DAC)、鎖相環(huán)(PLL)、本振(LO)、通信串口。
本發(fā)明用于TD-SCDMA系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)生裝置通過本機(jī)液晶顯示和鍵盤模塊，或者通過本地維護(hù)終端(LMT)接收用戶的配置參數(shù)，例如選擇輸出信道對(duì)應(yīng)的參數(shù)，然后該裝置在處理器的控制下，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的IQ數(shù)據(jù)并保存到邏輯模塊中，同時(shí)計(jì)算出預(yù)期的輸出總功率，根據(jù)功率校準(zhǔn)表得到需要設(shè)置的中頻增益，調(diào)節(jié)中頻放大濾波模塊。邏輯模塊把基帶IQ數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成滿足數(shù)字上變頻器格式要求的格式，發(fā)送給數(shù)字上變頻器進(jìn)行插值、濾波、上變頻等處理，經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換器的數(shù)模轉(zhuǎn)換后，輸出模擬中頻信號(hào)，在邏輯模塊發(fā)出的時(shí)隙收發(fā)切換控制信號(hào)的控制下，經(jīng)過中頻放大/濾波、射頻混頻、射頻放大/濾波，最終通過天線發(fā)射滿足TD-SCDMA無線接口要求的TD-SCDMA信號(hào)或者連續(xù)波信號(hào)。LMT可以使用串行口終端，也可以在具備串行口的PC機(jī)上運(yùn)行終端仿真軟件實(shí)現(xiàn)。其中邏輯模塊產(chǎn)生的時(shí)隙收發(fā)切換控制信號(hào)還輸出到本發(fā)明裝置之外，以供外部射頻功率放大設(shè)備使用。此外，系統(tǒng)提供了時(shí)鐘輸入和輸出接口，便于進(jìn)行設(shè)備時(shí)鐘校準(zhǔn)或者同步。
為了保證輸出信號(hào)功率的準(zhǔn)確性，可以隨時(shí)對(duì)本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置進(jìn)行功率校準(zhǔn)。具體的功率校準(zhǔn)方法是自動(dòng)或者手動(dòng)記錄預(yù)期功率和實(shí)際輸出功率一致時(shí)的增益值并保存在裝置中，形成校正表。圖2所示了功率校正過程本發(fā)明裝置與輔助設(shè)備的連接關(guān)系，圖中本發(fā)明裝置的通信串口連接LMT、射頻信號(hào)輸出通過功率計(jì)探頭和衰減器后引入標(biāo)準(zhǔn)參考頻譜儀、內(nèi)部時(shí)鐘參考輸出連接到頻譜儀的外部時(shí)鐘端口。功率校正的方法具體包括步驟步驟一，信號(hào)發(fā)生裝置上電，正常運(yùn)行；步驟二，在本地維護(hù)終端(LMT)設(shè)置信號(hào)發(fā)生裝置為輸出連續(xù)波信號(hào)的傳播模型校正工作方式；步驟三，設(shè)置射頻信號(hào)中心頻率為信號(hào)發(fā)生裝置工作頻段的最小頻率；步驟四，通過LMT調(diào)整參數(shù)，設(shè)置實(shí)際輸出總功率，其初始設(shè)置為功率校正范圍的最小功率點(diǎn)；步驟五，裝置中處理器收到該命令后，設(shè)置IF放大濾波模塊的增益；步驟六，觀察頻譜儀測(cè)試的實(shí)際輸出射頻信號(hào)功率值；步驟七，如果結(jié)果偏離所選擇功率值超過預(yù)定值；步驟八，通過LMT輸入校準(zhǔn)偏差值；步驟九，處理器根據(jù)該調(diào)節(jié)值微調(diào)IF放大濾波模塊的增益；步驟十，重復(fù)上面步驟六至九，直到該點(diǎn)功率精度落入可接受誤差范圍；步驟十一，按照預(yù)選的發(fā)射功率步進(jìn)值，例如0.1dB，對(duì)基站信號(hào)發(fā)射功率范圍的所有其他功率點(diǎn)進(jìn)行校正，執(zhí)行上述步驟四至步驟十，直到功率范圍內(nèi)所有功率點(diǎn)按照給定步進(jìn)值校準(zhǔn)完畢為止；步驟十二，按照預(yù)選的中心頻率步進(jìn)值，設(shè)置中心頻率為信號(hào)發(fā)生裝置射頻頻段的其他所有頻點(diǎn)，執(zhí)行上述步驟三至步驟十一，直到完成所有頻點(diǎn)校準(zhǔn)為止；步驟十三，通過LMT輸入命令，設(shè)置信號(hào)發(fā)生裝置工作在仿真基站的測(cè)試模式，通過LMT調(diào)整參數(shù)，設(shè)置下行鏈路時(shí)隙內(nèi)下行鏈路信號(hào)功率校正范圍的最小功率點(diǎn)；步驟十四，裝置中處理器收到該命令后，設(shè)置IF放大濾波模塊的增益；步驟十五，觀察頻譜儀下行導(dǎo)頻時(shí)隙實(shí)際輸出的功率值；步驟十六，如果結(jié)果偏離所選擇功率值超過預(yù)定值；步驟十七，通過LMT輸入校準(zhǔn)偏差值；步驟十八，處理器根據(jù)該調(diào)節(jié)值微調(diào)IF放大濾波模塊的增益；步驟十九，重復(fù)上面步驟十五至步驟十八，直到下行導(dǎo)頻時(shí)隙實(shí)際輸出功率精度落入可接受誤差范圍；步驟二十，按照預(yù)選的發(fā)射功率步進(jìn)值，例如0.1dB，對(duì)基站信號(hào)下行鏈路信號(hào)發(fā)射功率范圍的所有其他功率點(diǎn)進(jìn)行校正，執(zhí)行上述步驟十三至步驟十九，直到功率范圍內(nèi)所有功率點(diǎn)按照給定步進(jìn)值校準(zhǔn)完畢為止；步驟二十一，通過LMT輸入命令，設(shè)置信號(hào)發(fā)生裝置工作在仿真TD-SCDMA終端模式，通過LMT調(diào)整參數(shù)，設(shè)置上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)功率預(yù)定值為上行鏈路時(shí)隙信號(hào)功率校正范圍的最小功率點(diǎn)；步驟二十二，裝置中處理器收到該命令后，設(shè)置IF放大濾波模塊的增益；步驟二十三，觀察頻譜儀測(cè)試上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)的實(shí)際輸出射頻信號(hào)功率值；步驟二十四，如果結(jié)果偏離所選擇功率值超過預(yù)定值；步驟二十五，通過LMT輸入校準(zhǔn)偏差值；步驟二十六，處理器根據(jù)該調(diào)節(jié)值微調(diào)IF放大濾波模塊的增益；步驟二十七，重復(fù)上面步驟二十三至步驟二十六，直到上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)輸出功率精度落入可接受誤差范圍；步驟二十八，按照預(yù)選的上行鏈路時(shí)隙內(nèi)的發(fā)射功率步進(jìn)值，例如0.1dB，對(duì)終端信號(hào)上行導(dǎo)頻時(shí)隙發(fā)射功率范圍的所有其他功率點(diǎn)進(jìn)行校正，執(zhí)行上述步驟二十一至步驟二十七，直到上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)功率范圍內(nèi)所有功率點(diǎn)按照給定步進(jìn)值校準(zhǔn)完畢為止；步驟二十九，通過LMT輸入命令結(jié)束功率校準(zhǔn)，信號(hào)發(fā)生裝置將校準(zhǔn)結(jié)果保存到邏輯模塊中。
上述功率校準(zhǔn)工作可以通過運(yùn)行在PC機(jī)上的LMT軟件配合本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置全自動(dòng)進(jìn)行。
為了防止本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置內(nèi)部時(shí)鐘老化，該裝置具有外部時(shí)鐘參考信號(hào)輸入端口和內(nèi)部時(shí)鐘參考信號(hào)輸出端口，該裝置內(nèi)的邏輯模塊可以將鎖相環(huán)處理的內(nèi)部時(shí)鐘參考信號(hào)與外部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源進(jìn)行比較。如果比較結(jié)果表明內(nèi)部時(shí)鐘參考信號(hào)誤差較大，誤差信號(hào)被處理器用來調(diào)整恒溫晶振的控制電壓，直到該裝置的內(nèi)部時(shí)鐘參考信號(hào)的誤差滿足要求為止。圖3所示為時(shí)鐘校準(zhǔn)過程中本發(fā)明裝置與輔助裝置的連接關(guān)系示意圖，圖中LMT連接到本發(fā)明裝置的通信串口、本發(fā)明裝置的時(shí)鐘參考信號(hào)輸入連接到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘參考源。時(shí)鐘校準(zhǔn)包括具體步驟步驟一，信號(hào)發(fā)生裝置上電正常運(yùn)行；步驟二，將來自標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘參考源的外部時(shí)鐘參考信號(hào)接入所述信號(hào)發(fā)生裝置的外部時(shí)鐘參考輸入口；步驟三，通過LMT執(zhí)行時(shí)鐘自動(dòng)校準(zhǔn)命令；步驟四，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)邏輯模塊對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘參考信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，處理器讀取這個(gè)計(jì)數(shù)值和參考時(shí)鐘的計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，計(jì)算出誤差值；步驟五，如果誤差值滿足要求，處理器上報(bào)自動(dòng)校準(zhǔn)成功消息給LMT，跳轉(zhuǎn)到步驟八；步驟六，如果誤差較大，處理器以經(jīng)過濾波后的差值調(diào)裝置恒溫晶振的控制電壓，跳轉(zhuǎn)到步驟四；步驟七，如果在給定的時(shí)間內(nèi)，誤差時(shí)鐘滿足不了要求，處理器上報(bào)自動(dòng)校準(zhǔn)失敗消息給LMT；步驟八，如果校準(zhǔn)成功，用戶通過LMT輸入停止時(shí)鐘校準(zhǔn)命令，把得到的時(shí)鐘校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在信號(hào)發(fā)生裝置內(nèi)。
經(jīng)過上述時(shí)鐘校正后，信號(hào)發(fā)生裝置上電工作的時(shí)候會(huì)根據(jù)新的校正值設(shè)置晶振的電壓值。
進(jìn)行測(cè)試時(shí)，通過本發(fā)明裝置的液晶顯示和鍵盤模塊，選擇得到所需的測(cè)試參數(shù)。本發(fā)明的信號(hào)發(fā)生裝置通過功率校準(zhǔn)環(huán)的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能將發(fā)射功率調(diào)節(jié)在所選擇功率點(diǎn)上。該功率自動(dòng)調(diào)節(jié)在用于不同工作狀態(tài)下有所不同，具體過程包括在信號(hào)發(fā)生裝置被設(shè)置為發(fā)射連續(xù)波的工作狀態(tài)下處理器根據(jù)輸入的配置參數(shù)，計(jì)算出測(cè)試需要的連續(xù)波信號(hào)理論輸出功率值；處理器定時(shí)讀取功率檢波器對(duì)連續(xù)波射頻信號(hào)在每個(gè)5ms時(shí)間段的平均功率轉(zhuǎn)換得到的檢波電壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)值濾波得到連續(xù)波射頻信號(hào)的實(shí)際輸出功率值；處理器對(duì)連續(xù)波射頻信號(hào)實(shí)際輸出功率值與理論輸出功率值進(jìn)行比較，如果差值在誤差范圍內(nèi)，不進(jìn)行功率調(diào)整；否則根據(jù)差值調(diào)整輸出功率增益，如果實(shí)際輸出功率比理論輸出功率大，則增大IF放大濾波模塊的增益以降低實(shí)際輸出功率，反之增加IF放大濾波模塊的增益以提高實(shí)際輸出功率；信號(hào)發(fā)生裝置被設(shè)置為發(fā)射TD-SCDMA下行鏈路信號(hào)的工作狀態(tài)下處理器根據(jù)輸入的配置參數(shù)，計(jì)算出下行導(dǎo)頻時(shí)隙理論輸出功率值；處理器讀取功率檢波器在下行鏈路時(shí)隙內(nèi)對(duì)射頻下行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)平均值轉(zhuǎn)換得到的檢波電壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)值濾波得到下行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)的實(shí)際輸出功率值；處理器對(duì)下行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)實(shí)際輸出功率值與理論輸出功率值進(jìn)行比較，如果差值在誤差范圍內(nèi)，不進(jìn)行功率調(diào)整；否則根據(jù)差值調(diào)整輸出功率增益，如果實(shí)際輸出功率比理論輸出功率大，則增大IF放大濾波模塊的增益以降低實(shí)際輸出功率，反之增加IF放大濾波模塊的增益以提高實(shí)際輸出功率；信號(hào)發(fā)生裝置被設(shè)置為發(fā)射TD-SCDMA上行鏈路信號(hào)的工作狀態(tài)下處理器根據(jù)輸入的配置參數(shù)，計(jì)算出測(cè)試需要的上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)理論輸出功率值；處理器讀取功率檢波器在上行鏈路時(shí)隙內(nèi)對(duì)上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)平均值轉(zhuǎn)換得到的檢波電壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)值濾波得到上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)的實(shí)際輸出功率值；處理器對(duì)上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)實(shí)際輸出功率值與理論輸出功率值進(jìn)行比較，如果差值在誤差范圍內(nèi)，不進(jìn)行功率調(diào)整；否則根據(jù)差值調(diào)整輸出功率增益，如果實(shí)際輸出功率比理論輸出功率大，則增大IF放大濾波模塊的增益以降低實(shí)際輸出功率，反之增加IF放大濾波模塊的增益以提高實(shí)際輸出功率。
采用上述實(shí)施方法的TD-SCDMA信號(hào)發(fā)生裝置，不但能仿真TD-SCDMA基站，而且能仿真終端；能靈活建立各種TD-SCDMA物理信道；發(fā)射信號(hào)的功率精度高，穩(wěn)定度好，優(yōu)于協(xié)議規(guī)定指標(biāo)；解決了儀器的老化問題，保證儀器的長(zhǎng)久方便使用。
權(quán)利要求
1.一種TD-SCDMA信號(hào)發(fā)生裝置，該裝置包括邏輯模塊、上變頻器、DA轉(zhuǎn)換器、IF放大濾波模塊、混頻器、RF放大濾波模塊、功率檢波器、處理器、恒溫晶振(OCXO)、溫度傳感模塊、電壓控制器(DAC)、鎖相環(huán)(PLL)、本振(LO)、通信串口，其特征在于邏輯模塊接收處理器計(jì)算出來的基帶IQ數(shù)據(jù)，并將基帶I、Q數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為數(shù)字式上變頻器所要求的格式；邏輯模塊能根據(jù)用戶配置的系統(tǒng)時(shí)延參數(shù)和第二轉(zhuǎn)換點(diǎn)的位置，輸出5毫秒時(shí)隙切換控制信號(hào)，控制IF放大濾波模塊和RF放大濾波模塊工作，該時(shí)隙切換控制信號(hào)還被輸出到信號(hào)發(fā)生裝置外部；邏輯模塊還能在用戶控制下，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)數(shù)，處理器根據(jù)這個(gè)值計(jì)算出在給定時(shí)間內(nèi)外部時(shí)鐘和內(nèi)部時(shí)鐘計(jì)數(shù)差，經(jīng)過濾波處理后通過邏輯模塊調(diào)整恒溫晶振的控制電壓，直到內(nèi)部時(shí)鐘精度滿足要求為止；上變頻器，用于將I、Q數(shù)據(jù)進(jìn)行插值、濾波、上變頻處理，將I、Q數(shù)據(jù)基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號(hào)；DA轉(zhuǎn)換器，用于將數(shù)字中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬中頻信號(hào)；IF放大濾波模塊，用于對(duì)模擬中頻信號(hào)進(jìn)行放大濾波，然后輸出給混頻器；混頻器，用于將模擬中頻信號(hào)進(jìn)行射頻調(diào)制，產(chǎn)生射頻信號(hào)；RF放大濾波模塊，將混頻器輸出的射頻信號(hào)放大濾波后輸出到天線；功率檢波器，用于將RF放大濾波模塊輸出的下行導(dǎo)頻時(shí)隙、上行導(dǎo)頻時(shí)隙的射頻信號(hào)或者CW射頻信號(hào)進(jìn)行檢波，獲得信號(hào)功率數(shù)據(jù)并傳給處理器；恒溫晶振，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部時(shí)鐘參考信號(hào)，用于調(diào)節(jié)鎖相環(huán)和本振的輸出信號(hào)；本振，用于產(chǎn)生本地射頻信號(hào)，用于混頻器的射頻調(diào)制；鎖相環(huán)，用于產(chǎn)生系統(tǒng)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)；溫度傳感模塊，用于檢測(cè)恒溫晶振的溫度，并將溫度數(shù)據(jù)傳送給處理器，以便進(jìn)行溫度補(bǔ)償；電壓控制器，用于根據(jù)處理器指令，產(chǎn)生控制電壓以調(diào)節(jié)恒溫晶振的輸出時(shí)鐘參考頻率；通信串口，用于接收來自外接終端的輸入命令，和輸出執(zhí)行結(jié)果；處理器，用于控制整個(gè)信號(hào)發(fā)生裝置的運(yùn)行，并根據(jù)用戶配置進(jìn)行擴(kuò)頻、加擾等計(jì)算，得到基帶I、Q數(shù)據(jù)發(fā)送給邏輯模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述信號(hào)發(fā)生裝置，該裝置進(jìn)一步包括液晶顯示和鍵盤模塊，用于直接對(duì)裝置輸入操作命令、參數(shù)和顯示其工作狀態(tài)。
3.用于TD-SCDMA信號(hào)發(fā)生裝置的校準(zhǔn)方法，包括步驟對(duì)該裝置進(jìn)行連續(xù)波發(fā)射的功率校準(zhǔn)、進(jìn)行TD-SCDMA信號(hào)的功率校準(zhǔn)；對(duì)該裝置進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)；該裝置采用了發(fā)射功率檢波電路，內(nèi)部采用了功率反饋環(huán)路進(jìn)行自動(dòng)發(fā)送功率調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)發(fā)生裝置校準(zhǔn)方法，其中對(duì)該裝置進(jìn)行連續(xù)波發(fā)射的功率校準(zhǔn)、進(jìn)行TD-SCDMA信號(hào)的功率校準(zhǔn)的具體包括步驟步驟一，信號(hào)發(fā)生裝置上電，正常運(yùn)行；步驟二，在本地維護(hù)終端(LMT)設(shè)置信號(hào)發(fā)生裝置為輸出連續(xù)波信號(hào)的傳播模型校正工作方式；步驟三，設(shè)置射頻信號(hào)中心頻率為信號(hào)發(fā)生裝置工作頻段的最小頻率；步驟四，通過LMT調(diào)整參數(shù)，設(shè)置實(shí)際輸出總功率，其初始設(shè)置為功率校正范圍的最小功率點(diǎn)；步驟五，裝置中處理器收到該命令后，設(shè)置IF放大濾波模塊的增益；步驟六，觀察頻譜儀測(cè)試的實(shí)際輸出射頻信號(hào)功率值；步驟七，如果結(jié)果偏離所選擇功率值超過預(yù)定值；步驟八，通過LMT輸入校準(zhǔn)偏差值；步驟九，處理器根據(jù)該調(diào)節(jié)值微調(diào)IF放大濾波模塊的增益；步驟十，重復(fù)上面步驟六至九，直到該點(diǎn)功率精度落入可接受誤差范圍；步驟十一，按照預(yù)選的發(fā)射功率步進(jìn)值，例如0.1dB，對(duì)基站信號(hào)發(fā)射功率范圍的所有其他功率點(diǎn)進(jìn)行校正，執(zhí)行上述步驟四至步驟十，直到功率范圍內(nèi)所有功率點(diǎn)按照給定步進(jìn)值校準(zhǔn)完畢為止；步驟十二，按照預(yù)選的中心頻率步進(jìn)值，設(shè)置中心頻率為信號(hào)發(fā)生裝置射頻頻段的其他所有頻點(diǎn)，執(zhí)行上述步驟三至步驟十一，直到完成所有頻點(diǎn)校準(zhǔn)為止；步驟十三，通過LMT輸入命令，設(shè)置信號(hào)發(fā)生裝置工作在仿真基站的測(cè)試模式，通過LMT調(diào)整參數(shù)，設(shè)置下行鏈路時(shí)隙內(nèi)下行鏈路信號(hào)功率校正范圍的最小功率點(diǎn)；步驟十四，裝置中處理器收到該命令后，設(shè)置IF放大濾波模塊的增益；步驟十五，觀察頻譜儀下行導(dǎo)頻時(shí)隙實(shí)際輸出的功率值；步驟十六，如果結(jié)果偏離所選擇功率值超過預(yù)定值；步驟十七，通過LMT輸入校準(zhǔn)偏差值；步驟十八，處理器根據(jù)該調(diào)節(jié)值微調(diào)IF放大濾波模塊的增益；步驟十九，重復(fù)上面步驟十五至步驟十八，直到下行導(dǎo)頻時(shí)隙實(shí)際輸出功率精度落入可接受誤差范圍；步驟二十，按照預(yù)選的發(fā)射功率步進(jìn)值，例如0.1dB，對(duì)基站信號(hào)下行鏈路信號(hào)發(fā)射功率范圍的所有其他功率點(diǎn)進(jìn)行校正，執(zhí)行上述步驟十三至步驟十九，直到功率范圍內(nèi)所有功率點(diǎn)按照給定步進(jìn)值校準(zhǔn)完畢為止；步驟二十一，通過LMT輸入命令，設(shè)置信號(hào)發(fā)生裝置工作在仿真TD-SCDMA終端模式，通過LMT調(diào)整參數(shù)，設(shè)置上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)功率預(yù)定值為上行鏈路時(shí)隙信號(hào)功率校正范圍的最小功率點(diǎn)；步驟二十二，裝置中處理器收到該命令后，設(shè)置IF放大濾波模塊的增益；步驟二十三，觀察頻譜儀測(cè)試行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)的實(shí)際輸出射頻信號(hào)功率值；步驟二十四，如果結(jié)果偏離所選擇功率值超過預(yù)定值；步驟二十五，通過LMT輸入校準(zhǔn)偏差值；步驟二十六，處理器根據(jù)該調(diào)節(jié)值微調(diào)IF放大濾波模塊的增益；步驟二十七，重復(fù)上面步驟二十三至步驟二十六，直到上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)輸出功率精度落入可接受誤差范圍；步驟二十八，按照預(yù)選的上行鏈路時(shí)隙內(nèi)的發(fā)射功率步進(jìn)值，例如0.1dB，對(duì)終端信號(hào)上行導(dǎo)頻時(shí)隙發(fā)射功率范圍的所有其他功率點(diǎn)進(jìn)行校正，執(zhí)行上述步驟二十一至步驟二十七，直到上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)功率范圍內(nèi)所有功率點(diǎn)按照給定步進(jìn)值校準(zhǔn)完畢為止；步驟二十九，通過LMT輸入命令結(jié)束功率校準(zhǔn)，信號(hào)發(fā)生裝置將校準(zhǔn)結(jié)果保存到邏輯模塊中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)發(fā)生裝置校準(zhǔn)方法，其中對(duì)該裝置進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)包括具體步驟步驟一，信號(hào)發(fā)生裝置上電正常運(yùn)行；步驟二，將來自標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘參考源的外部時(shí)鐘參考信號(hào)接入所述信號(hào)發(fā)生裝置的外部時(shí)鐘參考輸入口；步驟三，通過LMT執(zhí)行時(shí)鐘自動(dòng)校準(zhǔn)命令；步驟四，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)邏輯模塊對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘參考信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，處理器讀取這個(gè)計(jì)數(shù)值和參考時(shí)鐘的計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，計(jì)算出誤差值；步驟五，如果誤差值滿足要求，處理器上報(bào)自動(dòng)校準(zhǔn)成功消息給LMT，跳轉(zhuǎn)到步驟八；步驟六，如果誤差較大，處理器以經(jīng)過濾波后的差值調(diào)裝置恒溫晶振的控制電壓，跳轉(zhuǎn)到步驟四；步驟七，如果在給定的時(shí)間內(nèi)，誤差時(shí)鐘滿足不了要求，處理器上報(bào)自動(dòng)校準(zhǔn)失敗消息給LMT；步驟八，如果校準(zhǔn)成功，用戶通過LMT輸入停止時(shí)鐘校準(zhǔn)命令，把得到的時(shí)鐘校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在信號(hào)發(fā)生裝置內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)發(fā)生裝置校準(zhǔn)方法，在各項(xiàng)場(chǎng)所測(cè)試中由處理器控制進(jìn)行自動(dòng)功率調(diào)節(jié)具體過程包括在信號(hào)發(fā)生裝置被設(shè)置為發(fā)射連續(xù)波的工作狀態(tài)下處理器根據(jù)輸入的配置參數(shù)，計(jì)算出測(cè)試需要的連續(xù)波信號(hào)理論輸出功率值；處理器定時(shí)讀取功率檢波器對(duì)連續(xù)波射頻信號(hào)在每個(gè)5ms時(shí)間段的平均功率轉(zhuǎn)換得到的檢波電壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)值濾波得到連續(xù)波射頻信號(hào)的實(shí)際輸出功率值；處理器對(duì)連續(xù)波射頻信號(hào)實(shí)際輸出功率值與理論輸出功率值進(jìn)行比較，如果差值在誤差范圍內(nèi)，不進(jìn)行功率調(diào)整；否則根據(jù)差值調(diào)整輸出功率增益，如果實(shí)際輸出功率比理論輸出功率大，則增大IF放大濾波模塊的增益以降低實(shí)際輸出功率，反之增加IF放大濾波模塊的增益以提高實(shí)際輸出功率；信號(hào)發(fā)生裝置被設(shè)置為發(fā)射TD-SCDMA下行鏈路信號(hào)的工作狀態(tài)下處理器根據(jù)輸入的配置參數(shù)，計(jì)算出下行導(dǎo)頻時(shí)隙理論輸出功率值；處理器讀取功率檢波器在下行鏈路時(shí)隙內(nèi)對(duì)射頻下行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)平均值轉(zhuǎn)換得到的檢波電壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)值濾波得到下行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)的實(shí)際輸出功率值；處理器對(duì)下行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)實(shí)際輸出功率值與理論輸出功率值進(jìn)行比較，如果差值在誤差范圍內(nèi)，不進(jìn)行功率調(diào)整；否則根據(jù)差值調(diào)整輸出功率增益，如果實(shí)際輸出功率比理論輸出功率大，則增大IF放大濾波模塊的增益以降低實(shí)際輸出功率，反之增加IF放大濾波模塊的增益以提高實(shí)際輸出功率；信號(hào)發(fā)生裝置被設(shè)置為發(fā)射TD-SCDMA上行鏈路信號(hào)的工作狀態(tài)下處理器根據(jù)輸入的配置參數(shù)，計(jì)算出測(cè)試需要的上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)理論輸出功率值；處理器讀取功率檢波器在上行鏈路時(shí)隙內(nèi)對(duì)上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)平均值轉(zhuǎn)換得到的檢波電壓數(shù)據(jù)，通過數(shù)值濾波得到上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)的實(shí)際輸出功率值；處理器對(duì)上行導(dǎo)頻時(shí)隙信號(hào)實(shí)際輸出功率值與理論輸出功率值進(jìn)行比較，如果差值在誤差范圍內(nèi)，不進(jìn)行功率調(diào)整；否則根據(jù)差值調(diào)整輸出功率增益，如果實(shí)際輸出功率比理論輸出功率大，則增大IF放大濾波模塊的增益以降低實(shí)際輸出功率，反之增加IF放大濾波模塊的增益以提高實(shí)際輸出功率。
全文摘要
本發(fā)明涉及TD－SCDMA系統(tǒng)網(wǎng)規(guī)、網(wǎng)優(yōu)、設(shè)備測(cè)試中使用的信號(hào)發(fā)生裝置及其校準(zhǔn)方法，該裝置包括邏輯模塊、上變頻器、DA轉(zhuǎn)換器、IF放大濾波模塊、混頻器、RF放大濾波模塊、功率檢波器、處理器、恒溫晶振、溫度傳感模塊、電壓控制器、鎖相環(huán)、本振、通信串口，該裝置可以發(fā)射基站工作頻段的連續(xù)波信號(hào)和發(fā)射基站或終端的TD－SCDMA信號(hào)，利用它能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的TD－SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和設(shè)備測(cè)試工作。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1866799SQ200610012269
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者付永魁, 孫文法, 盧俊峰, 牛桂新, 孫丹, 呂森, 劉廣才, 李大慶, 王秀君 申請(qǐng)人:北京北方烽火科技有限公司