專利名稱：無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率保護(hù)的方法，尤其涉及一種在無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
在無線基站子系統(tǒng)(包括GSM基站以及CDMA基站)工作異常，如基帶處理邏輯混亂、參數(shù)配置錯(cuò)誤等的情況下，會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間內(nèi)向基站射頻模塊發(fā)送大功率信號的情況，為了避免大功率信號對射頻模塊造成損害，經(jīng)常需要用到功率保護(hù)技術(shù)，功率保護(hù)技術(shù)可使輸入到射頻模塊的功率不超過設(shè)計(jì)的最大值，從而對射頻模塊起到保護(hù)的作用，一般的功率控制均是通過FPGA(可編程邏輯器件)實(shí)現(xiàn)的。
圖1所示為功率保護(hù)方法實(shí)現(xiàn)過程的原理圖，用戶配置一個(gè)門限功率，門限功率值的配置一般比射頻模塊最大輸入功率高1dB～2dB，系統(tǒng)在射頻模塊輸入端實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)發(fā)射功率，用戶根據(jù)系統(tǒng)中射頻模塊能夠忍受的大功率沖擊信號的時(shí)間長度配置統(tǒng)計(jì)時(shí)長，為了計(jì)算方便，一般取2的整數(shù)次冪，根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的當(dāng)前發(fā)射功率與用戶配置的門限功率之間的差值，決定是否需要降低輸入數(shù)據(jù)的功率以及需要降低輸入數(shù)據(jù)功率的大小，根據(jù)需要降低的輸入數(shù)據(jù)功率計(jì)算出功率調(diào)整因子，根據(jù)功率調(diào)整因子對輸入數(shù)據(jù)功率進(jìn)行調(diào)整。這里的輸入數(shù)據(jù)一般指基帶或者中頻的I、Q數(shù)據(jù)。
圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中功率保護(hù)方法實(shí)現(xiàn)的流程示意圖，設(shè)輸入的數(shù)據(jù)為I、Q(I、Q代表互為正交的兩路信號)，用戶配置的門限功率為Pthreshold，功率統(tǒng)計(jì)長度為N，則統(tǒng)計(jì)功率Pstatistics=1NΣi=0N-1(Ii2+Qi2),]]>其中i表示第i個(gè)樣點(diǎn)。當(dāng)Pstatistics＞Pthreshold，則表示應(yīng)該降低輸入信號功率，功率降低大小為(Pstatistics-Pthreshold)，對應(yīng)到輸入信號幅度調(diào)整比例K為 幅度調(diào)整比例K代表輸入數(shù)據(jù)需要衰減的量，因此幅度調(diào)整比例K為一個(gè)大于0，而小于1的數(shù)，而FPGA對于小數(shù)的乘法實(shí)現(xiàn)不方便，因此需要將該小數(shù)進(jìn)行定點(diǎn)量化，即將該小數(shù)放大2m，變?yōu)橐粋€(gè)整數(shù)，將輸入的數(shù)據(jù)與該整數(shù)相乘后再除以2m即可。設(shè)幅度調(diào)整比例K用m比特量化，則將輸入的I、Q數(shù)據(jù)分別乘以 當(dāng)K＜1時(shí)，將相乘輸出結(jié)果除以2m即可實(shí)現(xiàn)功率調(diào)整；當(dāng)2h＜K＜2h+1(h是指統(tǒng)計(jì)出來的功率Pstatistics為門限功率Pthreshold的2h倍，h為正整數(shù))時(shí)，將相乘輸出結(jié)果除以2(m+h)，即可實(shí)現(xiàn)功率調(diào)整。具體公式表示如下 由于上述現(xiàn)有技術(shù)中涉及到位寬較寬的除法運(yùn)算、開方運(yùn)算以及乘法運(yùn)算，因此導(dǎo)致其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在利用FPGA(可編程邏輯器件)實(shí)現(xiàn)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致消耗大量的邏輯資源，從而導(dǎo)致FPGA布線困難，增加了設(shè)計(jì)人員的工作量，最終導(dǎo)致產(chǎn)品成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法，由可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，包括步驟1)將門限功率量化為門限功率參數(shù)；6)將統(tǒng)計(jì)功率超出門限功率的范圍以預(yù)定的功率臺(tái)階量化為門限功率參數(shù)范圍，將每個(gè)功率臺(tái)階與其對應(yīng)的實(shí)際功率值存入統(tǒng)計(jì)功率量化表中；7)將需要衰減的功率范圍量化為衰減因子定點(diǎn)量化值范圍，將每個(gè)衰減因子定點(diǎn)量化值存入衰減因子量化表中；8)根據(jù)統(tǒng)計(jì)功率量化表將實(shí)際測量出的統(tǒng)計(jì)功率值量化，得出其對應(yīng)的功率臺(tái)階；9)根據(jù)功率臺(tái)階與門限功率參數(shù)的差值，在衰減因子量化表中查找衰減因子定點(diǎn)量化值，將輸入信號分別與衰減因子定點(diǎn)量化值相乘，再將相乘結(jié)果右移z比特，以進(jìn)行功率的衰減，其中z為衰減因子的量化位寬。
所述步驟1)中的門限功率根據(jù)功率控制精度要求量化為門限功率參數(shù)。
所述步驟3)中的需要衰減的功率范圍根據(jù)功率控制精度要求量化為衰減因子量化臺(tái)階范圍。
所述步驟5)中的輸入數(shù)據(jù)為正交的I、Q數(shù)據(jù)。
所述統(tǒng)計(jì)功率量化表存儲(chǔ)于可編程邏輯器件的存儲(chǔ)器內(nèi)。
所述衰減因子量化表存儲(chǔ)于可編程邏輯器件的存儲(chǔ)器內(nèi)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明將統(tǒng)計(jì)功率量化表和衰減因子量化表事先計(jì)算出來，通過查表操作完成功率的衰減量的計(jì)算，從而避免了復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，節(jié)約了大量的邏輯資源。由于統(tǒng)計(jì)功率量化表和衰減因子量化的功率控制精度一致，整個(gè)功率保護(hù)算法的實(shí)現(xiàn)精度得到了有效保證。


圖1為功率保護(hù)方法實(shí)現(xiàn)過程的原理圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中功率保護(hù)方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖；圖3為本發(fā)明的功率保護(hù)優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的功率保護(hù)優(yōu)化方法是通過FPGA(可編程邏輯器件)實(shí)現(xiàn)的。如圖3所示，本發(fā)明的功率保護(hù)優(yōu)化方法的具體步驟如下步驟一將門限功率量化為門限功率參數(shù)；門限功率的配置是有一定范圍的，假設(shè)門限功率范圍為XdB，由于數(shù)字系統(tǒng)的功率一般使用dBFS來衡量(dBFS是指相對于滿刻度值的功率)，滿刻度值的功率對應(yīng)0dBFS，這樣門限功率Pthreshold的范圍即為(0dBFS～XdBFS)。設(shè)功率控制精度要求為mdB，則用戶需要配置的門限功率參數(shù)s的取值范圍為(0～r)，r為X/m取整。
步驟二將統(tǒng)計(jì)功率超出門限功率的范圍量化為功率臺(tái)階范圍，將每個(gè)功率臺(tái)階與其對應(yīng)的實(shí)際功率值存入統(tǒng)計(jì)功率量化表中；設(shè)用戶配置的統(tǒng)計(jì)時(shí)長為N，則統(tǒng)計(jì)功率Pstatistics=1NΣi=0N-1Pi,]]>其中Pi為單個(gè)樣點(diǎn)的功率值。由于用戶配置的門限功率的范圍是0dBFS～XdBFS，因此在無線基站子系統(tǒng)工作異常的情況下，統(tǒng)計(jì)功率最大可能超出門限功率的范圍為0dBFS～XdBFS，如果功率控制精度要求為mdB，則統(tǒng)計(jì)功率可能超出門限功率的范圍可以量化為0～r，r為X/m取整，對于每一個(gè)功率臺(tái)階對應(yīng)的功率Pj＝j(luò)×m(dB)(j的取值范圍為0～r)，功率臺(tái)階是指功率調(diào)整的每一個(gè)步進(jìn)值，假設(shè)功率滿刻度值的位寬為n(用一個(gè)n比特的二進(jìn)制數(shù)據(jù)表示功率最大值)，其對應(yīng)的實(shí)際功率可以根據(jù)公式Powerj=10Pj10×(2n-1)]]>計(jì)算得到，由于Pj為已知值，從而可以得到一張完整的功率量化表，表的大小為r+1。功率臺(tái)階編號為0～r。使用時(shí)是將統(tǒng)計(jì)功率值與功率量化表中每一個(gè)功率臺(tái)階編號的對應(yīng)實(shí)際功率值進(jìn)行比較來得到統(tǒng)計(jì)功率值對應(yīng)的功率臺(tái)階編號。功率量化表存儲(chǔ)在FPGA內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，其范例如下 步驟三將需要衰減的功率范圍量化為衰減因子量化臺(tái)階范圍，將每個(gè)衰減因子量化臺(tái)階與其對應(yīng)的衰減因子定點(diǎn)量化值存入衰減因子量化表中；衰減因子用來表示輸入的數(shù)據(jù)需要衰減的量，因此衰減因子為一個(gè)大于0，而小于1的數(shù)，而FPGA對于小數(shù)的乘法實(shí)現(xiàn)不方便，因此需要將該小數(shù)進(jìn)行定點(diǎn)量化，即將該小數(shù)放大2z，變?yōu)橐粋€(gè)整數(shù)，將輸入的數(shù)據(jù)與該整數(shù)相乘后再除以2z即可。
根據(jù)前面分析的統(tǒng)計(jì)功率最大可能超過門限功率的范圍為0dBFS～XdBFS，因此需要衰減的最大范圍為0dB～XdB，設(shè)功率控制的精度為mdb，則衰減因子查找表的范圍為0～r，r為X/m取整。設(shè)衰減因子的量化位寬為z比特，衰減因子量化表存儲(chǔ)在FPGA的內(nèi)部存儲(chǔ)器中，其形式如下 步驟四根據(jù)統(tǒng)計(jì)功率量化表將實(shí)際測量出的統(tǒng)計(jì)功率值量化，得出其對應(yīng)的功率臺(tái)階；用統(tǒng)計(jì)出來的功率值Pstatistics與步驟二的統(tǒng)計(jì)功率量化表中的功率值依次比較，當(dāng)10-(c+1)×m10×(2n-1)<Pstatistics≤10-c×m10×(2n-1)]]>時(shí)，則該統(tǒng)計(jì)功率值對應(yīng)的功率臺(tái)階編號為c；設(shè)用戶配置的門限功率參數(shù)為s(s的取值范圍是0～r)，這樣通過一個(gè)簡單的減法操作(s-c)即可得到是否要衰減以及衰減的大小。當(dāng)s＞＝c時(shí)，表示統(tǒng)計(jì)功率值大于等于門限功率值，需要在下N個(gè)樣點(diǎn)中衰減(s-c)×mdB；當(dāng)s＜c時(shí)，表示統(tǒng)計(jì)功率值小于門限功率值，不需要在下N個(gè)樣點(diǎn)中加以衰減。
步驟五根據(jù)功率臺(tái)階與門限功率參數(shù)的差值，在衰減因子量化表中查找相對應(yīng)的衰減因子定點(diǎn)量化值，將下一個(gè)N個(gè)樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)分別與查表得到的衰減因子定點(diǎn)量化值相乘，再將相乘結(jié)果右移z比特，即可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)功率的衰減。
查衰減因子表的過程首先判斷s與c的大小，s為門限功率參數(shù)，c為統(tǒng)計(jì)出來的功率對應(yīng)的功率臺(tái)階編號，當(dāng)s＞＝c時(shí)，則index＝s-c，從而查得衰減因子值為10-index×m20×(2z-1);]]>當(dāng)s＜c時(shí)，index固定為0，這樣衰減因子值固定為2z-1。
將輸入功率的下一個(gè)N個(gè)樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)分別與查表得到的衰減因子值相乘，即將輸入功率的下一個(gè)N個(gè)樣點(diǎn)的I、Q數(shù)據(jù)分別與查表得到的衰減因子值相乘，再將相乘結(jié)果右移z比特，即可實(shí)現(xiàn)功率的衰減。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法，由可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)，其特征在于，包括步驟1)將門限功率量化為門限功率參數(shù)；2)將統(tǒng)計(jì)功率超出門限功率的范圍以預(yù)定的功率臺(tái)階量化為門限功率參數(shù)范圍，將每個(gè)功率臺(tái)階與其對應(yīng)的實(shí)際功率值存入統(tǒng)計(jì)功率量化表中；3)將需要衰減的功率范圍量化為衰減因子定點(diǎn)量化值范圍，將每個(gè)衰減因子定點(diǎn)量化值存入衰減因子量化表中；4)根據(jù)統(tǒng)計(jì)功率量化表將實(shí)際測量出的統(tǒng)計(jì)功率值量化，得出其對應(yīng)的功率臺(tái)階；5)根據(jù)功率臺(tái)階與門限功率參數(shù)的差值，在衰減因子量化表中查找衰減因子定點(diǎn)量化值，將輸入信號分別與衰減因子定點(diǎn)量化值相乘，再將相乘結(jié)果右移z比特，以進(jìn)行功率的衰減，其中z為衰減因子的量化位寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法，其特征在于所述步驟1)中的門限功率根據(jù)功率控制精度要求量化為門限功率參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法，其特征在于所述步驟3)中的需要衰減的功率范圍根據(jù)功率控制精度要求量化為衰減因子量化臺(tái)階范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法，其特征在于所述步驟5)中的輸入數(shù)據(jù)為正交的I、Q數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法，其特征在于所述統(tǒng)計(jì)功率量化表存儲(chǔ)于可編程邏輯器件的存儲(chǔ)器內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法，其特征在于所述衰減因子量化表存儲(chǔ)于可編程邏輯器件的存儲(chǔ)器內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線通信系統(tǒng)中功率保護(hù)的優(yōu)化方法，步驟如下將門限功率量化為門限功率參數(shù)；將統(tǒng)計(jì)功率超出門限功率的范圍以預(yù)定的功率臺(tái)階量化為門限功率參數(shù)范圍，將每個(gè)功率臺(tái)階與其對應(yīng)的實(shí)際功率值存入統(tǒng)計(jì)功率量化表中；將需要衰減的功率范圍量化為衰減因子定點(diǎn)量化值范圍，將每個(gè)衰減因子定點(diǎn)量化值存入衰減因子量化表中；根據(jù)統(tǒng)計(jì)功率量化表將實(shí)際測量出的統(tǒng)計(jì)功率值量化，得出其對應(yīng)的功率臺(tái)階；根據(jù)功率臺(tái)階與門限功率參數(shù)的差值，在衰減因子量化表中查找衰減因子定點(diǎn)量化值，將輸入信號分別與衰減因子定點(diǎn)量化值相乘，再將相乘結(jié)果右移z比特，以進(jìn)行功率的衰減，其中z為衰減因子的量化位寬。
文檔編號H04Q7/30GK1734964SQ200410058189
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日
發(fā)明者孟慶鋒 申請人:華為技術(shù)有限公司