專利名稱：功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)運(yùn)營(yíng)商信號(hào)覆蓋和可靠性要求越來(lái)越高。通信設(shè)備也越來(lái)越精密和昂貴，實(shí)現(xiàn)功率限制保護(hù)，避免網(wǎng)絡(luò)異?；蛘咴O(shè)備異常時(shí)引起后級(jí)放大設(shè)備的燒毀，變得越來(lái)越重要。目前，采用的技術(shù)(如圖1所示)是在功放之前增加保護(hù)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)功率限制保護(hù)的目的，但是，由于需要增加額外的電路，增加了設(shè)備的成本，而且對(duì)模擬信號(hào)處理，響應(yīng)速度慢，導(dǎo)致功率控制反應(yīng)速度慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，減少電路的使用，降低了設(shè)備的成本，提高了功率控制響應(yīng)速度，更好地保護(hù)了后級(jí)設(shè)備。一種功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，包括增益處理模塊，功率計(jì)算模塊，功率比較模塊，增益計(jì)算模塊；
所述增益處理模塊，用于將輸入基帶信號(hào)與增益值進(jìn)行相乘得到輸出基帶信號(hào)，同時(shí)將所述輸出基帶信號(hào)反饋至功率計(jì)算模塊；
所述功率計(jì)算模塊，用于計(jì)算從所述增益處理模塊輸入的所述輸出基帶信號(hào)的功率值，并將所述功率值輸出至功率比較模塊；
所述功率比較模塊，用于預(yù)設(shè)門限值判斷從所述功率計(jì)算模塊輸入的所述功率值，根據(jù)所述判斷的結(jié)果獲取增益計(jì)算參數(shù)，并將所述增益計(jì)算參數(shù)輸出至增益計(jì)算模塊；
所述增益計(jì)算模塊，用于根據(jù)從所述功率比較模塊輸入的所述增益計(jì)算參數(shù)計(jì)算出增益值，并將所述增益值輸出至增益處理模塊；
所述增益處理模塊對(duì)增益值進(jìn)行更新，將從所述增益計(jì)算模塊輸入的所述增益值與輸入基帶信號(hào)進(jìn)行相乘。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)是通過(guò)算法對(duì)數(shù)字化后的基帶信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)計(jì)算基帶信號(hào)的功率，與預(yù)設(shè)門限值進(jìn)行比較，從而得到計(jì)算增益值的增益計(jì)算參數(shù)，然后根據(jù)計(jì)算的增益值對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行增益處理，由于算法是在基帶處理芯片上實(shí)現(xiàn)，減少了保護(hù)電路的使用，降低了設(shè)備的成本，而且在數(shù)字域?qū)鶐盘?hào)進(jìn)行處理，使得處理過(guò)程的響應(yīng)速度加快，能夠更好地保護(hù)后級(jí)設(shè)備的安全。


圖1是應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是實(shí)施例中的門限值比較示意圖；圖4是應(yīng)用本發(fā)明功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做詳細(xì)描述。如圖2所示，本發(fā)明的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，包括增益處理模塊，功率計(jì)算模塊，功率比較模塊，增益計(jì)算模塊。上級(jí)設(shè)備輸出基帶信號(hào)至增益處理模塊，增益處理模塊將輸入的基帶信號(hào)與從增益計(jì)算模塊輸入的增益值進(jìn)行相乘，得到輸出基帶信號(hào)，同時(shí)將該輸出基帶信號(hào)反饋至功率計(jì)算模塊。功率計(jì)算模塊計(jì)算從增益處理模塊輸入的基帶信號(hào)的功率值，并將該功率值記錄存儲(chǔ)下來(lái)，作為系統(tǒng)的參考，然后將該功率值輸出至功率比較模塊。功率比較模塊預(yù)設(shè)門限值判斷從功率計(jì)算模塊輸入的功率值，然后根據(jù)判斷的結(jié)果，獲取增益計(jì)算參數(shù)并輸出至增益計(jì)算模塊。增益計(jì)算模塊根據(jù)增益計(jì)算參數(shù)計(jì)算出增益值，并將該增益值輸出至增益處理模塊。增益處理模塊對(duì)增益值進(jìn)行更新，然后將新輸入的增益值與輸入基帶信號(hào)進(jìn)行相乘，得到輸出基帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)基帶信號(hào)的功率進(jìn)行控制。通過(guò)上述處理后輸出的基帶信號(hào)功率被控制在一個(gè)恒定的范圍內(nèi)，即使接入的網(wǎng)絡(luò)或者主設(shè)備出錯(cuò)，導(dǎo)致傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)異常，也能保證后級(jí)設(shè)備的安全。為了更加清晰本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。優(yōu)選地，對(duì)于功率計(jì)算模塊，是計(jì)算基帶信號(hào)個(gè)采樣點(diǎn)的平均功率，并將其記錄存儲(chǔ)下來(lái)，作為系統(tǒng)的參考功率值，其計(jì)算公式為
P = [^( -1)2 + ,4( -2)2 +A(t-3)2 +.-…-A(t-nf]in
其中τ力平均功率值，』( -1)，A(t-2),…η)為輸入基帶信號(hào)的n個(gè)采樣點(diǎn)的幅度值。通過(guò)上述計(jì)算方法，統(tǒng)計(jì)輸入基帶信號(hào)的η個(gè)采樣點(diǎn)的功率值，即
^Ci-1), ^Ci-2),…的平均功率，對(duì)求得的P起到平滑的作用，根據(jù)該P(yáng)值，可
以比較準(zhǔn)確地獲取設(shè)備正常工作的功率值，而對(duì)于η的取值，可以根據(jù)本專利使用者實(shí)際情況設(shè)置，作為較佳實(shí)施例，取值為32，即統(tǒng)計(jì)基帶信號(hào)32個(gè)采樣點(diǎn)的平均功率值。優(yōu)選地，對(duì)于功率比較模塊，增益計(jì)算參數(shù)包括衰減收斂系數(shù)Γ和符號(hào)系數(shù)漢；
對(duì)于￡3，其表示為β =刀+ ，其中，D>ij , D(l-l)為上一次獲取的￡)值，Dstep 為預(yù)設(shè)的累加步進(jìn)值，其取值可以由本專利的使用者依據(jù)實(shí)際情況而定，Dsfep取值與收斂速度成正比關(guān)系；對(duì)于其取值為S=±l，用作符號(hào)系數(shù)，當(dāng)功率值超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值，S= -1,反之，S=I。由于功率比較模塊中不涉及到乘法器資源，作為較佳實(shí)施例，采用8載波并行處理方式，具體地，設(shè)定5個(gè)用于比較的門限值穩(wěn)定門限值Th、高于穩(wěn)定門限1. 5dB門限值(a +1)、低于穩(wěn)定門限1. 5dB門限值(1 -1 JdS )、高于穩(wěn)定門限SdB門限值 (Th+ MB)、低于穩(wěn)定門限8dB門限值ah-MB\用上述門限值判斷功率計(jì)算模塊輸入的基帶信號(hào)功率值P判斷基帶功率值所處的狀態(tài)，然后根據(jù)所處的狀態(tài)，輸出相應(yīng)的D值和改值，其原理如圖3所示
+ ,判斷基帶功率值處于飽和狀態(tài)，輸出乃=1^-1)+1^^，S=-I ； 若Th + MB>T> Th+ISdB,判斷基帶功率值處于上狀態(tài)，輸出 D= D(i -1)+ Dstep，^ = ；
^Th+l.5dB>P>1fi-l.5dB，判斷基帶功率值處于穩(wěn)定狀態(tài)，輸出D=沖-1) ，^ = — ；
riTh-\.5dB>P>Th-MB，判斷基帶功率值處于下狀態(tài)，輸出 = I^ ，S=\ ；
若P<TA-8d5,判斷基帶功率值處于零狀態(tài)，輸出13GI+lfefeP，3 = 1。上述判斷輸出的￡)值和S值輸出至增益計(jì)算模塊，其中，D值的穩(wěn)定狀態(tài)優(yōu)先級(jí)最高，默認(rèn)狀態(tài)下D值為穩(wěn)定值，Sf值直接根據(jù)功率值和門限值實(shí)時(shí)比較得到。為了穩(wěn)定控制需要，防止因?yàn)橥话l(fā)干擾Γ突然過(guò)大導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，需要對(duì)7進(jìn)行二次平滑；優(yōu)選地，功率比較模塊還包括分別與飽和狀態(tài)、上狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)、下狀態(tài)及零狀態(tài)對(duì)應(yīng)時(shí)間計(jì)數(shù)器，當(dāng)功率值比較結(jié)果在上述飽和狀態(tài)、上狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)、下狀態(tài)或零狀態(tài)時(shí)，與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間計(jì)數(shù)器加1，不在該狀態(tài)時(shí)，與其相應(yīng)的時(shí)間計(jì)數(shù)器減1，且當(dāng)時(shí)間計(jì)數(shù)器達(dá)到預(yù)設(shè)值Γ時(shí)，輸出與其相應(yīng)的D值和rr值。例如，統(tǒng)計(jì)平均功率值的采樣點(diǎn)數(shù)為32，此時(shí)若有少于32個(gè)采樣點(diǎn)是干擾，通過(guò)求平均值可以消除干擾的影響；若超過(guò)32個(gè)采樣點(diǎn)是干擾，則統(tǒng)計(jì)的平均功率值P的結(jié)果是干擾。故此，每個(gè)狀態(tài)分別設(shè)置時(shí)間計(jì)數(shù)器,對(duì)P進(jìn)行二次平滑，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到預(yù)設(shè)的Γ 值后我們就認(rèn)為信號(hào)穩(wěn)定處于該狀態(tài)中了，即P在時(shí)間T內(nèi)的取值都是穩(wěn)定的，然后再輸出的D值和漢值。進(jìn)一步地，在上述各個(gè)狀態(tài)中，除穩(wěn)定狀態(tài)(D值和‘！值保持不變)外，其他狀態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間計(jì)數(shù)器都設(shè)置有一個(gè)保護(hù)值？k ,從而達(dá)到延時(shí)狀態(tài)變換的目的，在狀態(tài)變換過(guò)程中，T必須達(dá)到Tm后才可以進(jìn)行狀態(tài)變換，這樣就可以防止從前一個(gè)狀態(tài)立刻進(jìn)入下一
個(gè)狀態(tài)，避免增益曲線的驟變。對(duì)于增益計(jì)算模塊，計(jì)算增益值的公式為
G(i) = G(t -1) + G(i -1)^ *2』
其中，G(f)為增益值，G(I-I)為上一次計(jì)算的增益值,其中運(yùn)算乘以2的負(fù)D次方采用右移￡)位操作，因?yàn)镈>O ,此處無(wú)符號(hào)數(shù)的移位，對(duì)Si值為1或者-1的情況分別執(zhí)行增益相加或者相減操作，從而使σ( )為一個(gè)收斂的數(shù)值，另外，增益計(jì)算模塊還用于將增益值 m進(jìn)行初始化，上述增益值作為一個(gè)控制量，輸出至增益處理模塊。增益處理模塊對(duì)增益值σ 進(jìn)行更新，然后將新的增益值與輸入基帶信號(hào)
進(jìn)行相乘，輸出基帶信號(hào)$￠)，計(jì)算公式為
R(i) = 0(i)*-A(￡)
通過(guò)上述操作，對(duì)輸入基帶信號(hào)m進(jìn)行衰減或者完全關(guān)端，從而使輸出的基帶信號(hào) i^)的功率幅度控制在安全的范圍之內(nèi)，保護(hù)了后級(jí)設(shè)備的安全。本發(fā)明的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置可以利用CPLD、FPGA、EPLD、DSP等可編程邏輯器件(基帶信號(hào)處理芯片)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖4所示，通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)，無(wú)需保護(hù)裝置即可對(duì)后級(jí)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，而且在數(shù)字域進(jìn)行處理，提高了響應(yīng)的速度。以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，其特征在于，包括增益處理模塊，功率計(jì)算模塊，功率比較模塊，增益計(jì)算模塊；所述增益處理模塊，用于將輸入基帶信號(hào)與增益值進(jìn)行相乘得到輸出基帶信號(hào)，同時(shí)將所述輸出基帶信號(hào)反饋至功率計(jì)算模塊；所述功率計(jì)算模塊，用于計(jì)算從所述增益處理模塊輸入的所述輸出基帶信號(hào)的功率值，并將所述功率值輸出至功率比較模塊；所述功率比較模塊，用于預(yù)設(shè)門限值判斷從所述功率計(jì)算模塊輸入的所述功率值，根據(jù)所述判斷的結(jié)果獲取增益計(jì)算參數(shù)，并將所述增益計(jì)算參數(shù)輸出至增益計(jì)算模塊；所述增益計(jì)算模塊，用于根據(jù)從所述功率比較模塊輸入的所述增益計(jì)算參數(shù)計(jì)算出增益值，并將所述增益值輸出至增益處理模塊；所述增益處理模塊對(duì)增益值進(jìn)行更新，將從所述增益計(jì)算模塊輸入的所述增益值與輸入基帶信號(hào)進(jìn)行相乘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，其特征在于，所述功率計(jì)算模塊，具體用于計(jì)算輸入基帶信號(hào)個(gè)采樣點(diǎn)的平均功率；iI.U公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，其特征在于，所述增益計(jì)算參數(shù)包括衰減收斂系數(shù)D和符號(hào)系數(shù)S ；所述衰減收斂系數(shù)乃
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，其特征在于，所述增益計(jì)算模塊，所述計(jì)算增益值的計(jì)算公式為G(I) = G(t-i) + G(i-T)*S*2-d ；其中，GCO為增益值，G(t-i)為上一次計(jì)算的增益值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，其特征在于，所述增益計(jì)算模塊還用于將所述增益值進(jìn)行初始化，并將初始化值輸出至所述增益處理模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，其特征在于，所述獲取衰減收斂系數(shù)D和符號(hào)系數(shù)S具體包括若？>溈+鉍5 ,判斷基帶功率值處于飽和狀態(tài)，輸出13=1^-1) + ^^^，S = -I ； 若++判斷基帶功率值處于上狀態(tài)，輸出^ = 1^-1) + 1^-若Th+1.5dB>}>7h-1.5dB，判斷基帶功率值處于穩(wěn)定狀態(tài)，輸出D= D(t-l)，S=S(t-l)；若Th—l^dBsl^Th — MB， 判斷基帶功率值處于下狀態(tài)，輸出 D=D{t-l)+Dstep，S = 1 ；若Ρ<Γ/ -8郝，判斷基帶功率值處于零狀態(tài)，輸出D=^^-1) + 1^^，S = I ；其中，Th為預(yù)設(shè)基帶信號(hào)功率穩(wěn)定門限值，S(I-I)為上一次獲取的Si值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，其特征在于，所述功率比較模塊還包括分別與所述飽和狀態(tài)、上狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)、下狀態(tài)和零狀態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間計(jì)數(shù)器，所述時(shí)間計(jì)數(shù)器用于延時(shí)狀態(tài)變換；當(dāng)功率值比較結(jié)果處于所述飽和狀態(tài)、上狀態(tài)、穩(wěn)定狀態(tài)、下狀態(tài)或零狀態(tài)時(shí)，與其對(duì)應(yīng)的時(shí)間計(jì)數(shù)器加1，不處于該狀態(tài)時(shí)，與其相應(yīng)的時(shí)間計(jì)數(shù)器減1，且當(dāng)所述時(shí)間計(jì)數(shù)器達(dá)到預(yù)設(shè)值Γ時(shí)，輸出與該狀態(tài)相應(yīng)的I)值和漢值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，其特征在于，所述時(shí)間計(jì)數(shù)器中，除穩(wěn)定狀態(tài)對(duì)應(yīng)的時(shí)間計(jì)數(shù)器外的其他時(shí)間計(jì)數(shù)器都設(shè)置有保護(hù)值,且所述時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)達(dá)到后，才可以進(jìn)行狀態(tài)變換。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，其特征在于，所述功率計(jì)算模塊，具體用于計(jì)算輸入基帶信號(hào)32個(gè)采樣點(diǎn)的平均功率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種功率自動(dòng)增益控制保護(hù)裝置，包括增益處理模塊，功率計(jì)算模塊，功率比較模塊，增益計(jì)算模塊；其中，增益處理模塊將輸入基帶信號(hào)與增益值進(jìn)行相乘得到輸出基帶信號(hào)，并將其反饋至功率計(jì)算模塊；功率計(jì)算模塊計(jì)算該輸出基帶信號(hào)的功率值，并將其輸出至功率比較模塊；功率比較模塊預(yù)設(shè)門限值判斷該功率值，然后根據(jù)判斷的結(jié)果獲取增益計(jì)算參數(shù)；增益計(jì)算模塊根據(jù)增益計(jì)算參數(shù)計(jì)算增益值，并將其輸出至增益處理模塊，增益處理模塊再將該增益值與輸入基帶信號(hào)進(jìn)行相乘得到輸出基帶信號(hào)。通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)，減少通信系統(tǒng)的保護(hù)電路，降低設(shè)備的成本，同時(shí)也提高了響應(yīng)的速度，更好地保護(hù)了后級(jí)設(shè)備的安全。
文檔編號(hào)H04W52/52GK102244924SQ201110183740
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者許景兆 申請(qǐng)人:京信通信系統(tǒng)(中國(guó))有限公司