一種td－scdma系統基站功率的檢測方法及裝置的製作方法
2023-05-28 06:40:26
專利名稱：一種td－scdma系統基站功率的檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信技術，尤其涉及一種TD-SCDMA系統基站發射功率的檢測方法及裝置。
背景技術：
時分-同步碼分多址(TD-SCDMA，Time-Division Synchronization CodeDivision-Multiple-Access)通信系統中基站的發射功率會隨外界環境溫度的變化而變化，即基站的發射功率會相對於預期功率降低或升高。如果發射功率低於預期功率過多，則會影響到基站的覆蓋範圍；而如果發射功率高於預期功率過多，則會對其他基站造成幹擾。為了避免基站的發射功率過大波動而影響性能，一般情況下，基站都會設計功率校準系統，定時監測調整射頻系統的發射功率，以保證基站的發射功率在預期範圍之內。
現有時分-同步碼分多址TD-SCDMA系統的功率校準是通過功率檢測系統得到當前功率，將當前功率與預期功率進行比較後，調整射頻系統中的數控衰減器以完成調節增益。
顯然，功率檢測的準確度對功率校準有直接影響。由於TD-SCDMA系統的時分特性，該系統的所有下行時隙中只有下行導頻時隙的功率比較穩定。因此，功率檢測只能選擇下行導頻時隙的功率範圍內進行。功率檢測的實現過程如圖1所示，具體為發射單元11發射信號至功率耦合器12，經由功率耦合器12耦合後送入功率檢測器13，輸入的射頻(RF，Radio Frequency)信號經功率檢測器13檢波輸出模擬電壓值，該模擬電壓通過模擬數字轉換器14(A/D，Analog toDigital)轉換成為數字量，最後由多點控制單元(MCUMultipoint ControllerUnit)或現場可編程門陣列(FPGAField Programmable Gate Array)15在一個下行導頻時隙周期內任意選擇一個時間點對功率檢測的數字結果進行採集，然後對該功率數字量進行換算得到功率值，通過多次檢測同一時間點的功率，對功率值進行平均計算得到功率。
顯然，在上述功率檢測過程中，採集功率檢測數字結果的時間點的選擇對於功率檢測精度的影響很大，由於現有技術是採集任意一個時間點的功率值，因此時間點的選取存在不可靠性，由此必然導致功率檢測產生較大誤差。
發明內容
本發明解決的技術問題在於提供一種TD-SCDMA基站發射功率的檢測方法及裝置，從而提高功率檢測的精確度。
本發明解決的另一技術問題在於提供一種查找時間點的方法，在一個下行導頻時隙周期內尋找最接近下行導頻時隙平均功率的時間點，從而提高功率檢測的精確度。
實現本發明目的的技術方案如下一種TD-SCDMA系統基站功率的檢測方法，包括步驟A、查找功率在[下行導頻時隙平均功率-xΔdB，下行導頻時隙平均功率+xΔdB]區間的時間點，所述±xΔdB不超過設定的最大門限值，x為從零開始逐漸遞增的整數；B、採集所述時間點對應的多子幀的功率數字量，由該功率數字量轉換得到功率值，對所述功率值進行平均計算得到功率。
其中，所述ΔdB為0.1dB。
其中，所述最大門限值為±2.5dB。
其中，通過均方根值RMS檢波方式進行採集。
此外，本發明提供一種查找時間點的方法，查找功率在[下行導頻時隙平均功率-xΔdB，下行導頻時隙平均功率+xΔdB]區間的時間點，所述±xΔdB不超過設定的最大門限值，x為從零開始逐漸遞增的整數。
其中，所述ΔdB為0.1dB。
其中，所述最大門限值為±2.5dB。
本發明提供一種TD-SCDMA系統基站功率的檢測裝置，包括時間點查找器，用於查找功率在[下行導頻時隙平均功率-xΔdB，下行導頻時隙平均功率+xΔdB]區間的時間點，所述±xΔdB不超過設定的最大門限值，x為從零開始逐漸遞增的整數；功率採集器，用於採集所述時間點對應的多子幀的功率數字量；功率計算器，用於由該功率數字量轉換得到功率值，對所述功率值進行平均計算得到功率檢測值。
其中，所述ΔdB為0.1dB。
其中，所述最大門限值為±2.5dB。
對比現有技術，本發明的有益效果歸納如下1、本發明通過在一個下行導頻時隙周期內尋找最接近下行導頻時隙平均功率的時間點，然後對該時間點進行多子幀的功率採集，進而轉換得到功率值，對所述功率值進行平均計算得到功率檢測值。通過該方案，可以大幅度提高功率檢測的精確度，進而得到的功率校準值與頻譜儀測量到的實際功率最大相差1.2dB。
2、本發明通過提供查找時間點的方法，先查找功率等於所述平均功率的時間點，如果不存在滿足條件的時間點，則繼續查找功率在[下行導頻時隙平均功率-1ΔdB，下行導頻時隙平均功率+1ΔdB]區間的時間點，如果仍不存在滿足條件的時間點，則繼續查找功率在[下行導頻時隙平均功率-2ΔdB，下行導頻時隙平均功率+2ΔdB]區間的時間點，如果仍不存在滿足條件的時間點，則繼續依次類推，至到設定的最大門限範圍為止。通過這種方法總會查找到一個最接近下行導頻時隙平均功率的時間點，從而保證測量的精確度。此外，採用此方案，系統資源利用率高，每個下行導頻時隙周期內只需要對功率檢測晶片的一個時間點的檢測結果進行處理，不用多點採樣，從而節省了數據存儲和處理的資源。
3、本發明基於功率檢測晶片採用RMS檢波方式，並且對輸入信號的響應時間很快，可以基本真實反映信號幅度變化。在實現時要求對功率檢測值進行採集的模塊有精確的定時，可以準確採集到所需位置的功率。
4、本發明在實際應用中方便快捷，適用範圍廣泛，所有類似的系統都可以通過本發明方案找到合適的時間點，以進行功率檢測的採集。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步描述。
圖1是現有技術功率檢測的實現框圖；圖2是本發明檢測方法流程圖；圖3是本發明查找時間點的方法流程圖；圖4是本發明檢測裝置框圖；
圖5是本發明實施例測試框圖。
具體實施例方式
在TD-SCDMA系統中共有128個小區擾碼來區分不同的小區，每四個擾碼組成一組，對應一個Sync_DL碼，共32組Sync_DL碼字。下行同步碼(Sync_DL，synchronous downlink)是一個系統預定的64位PN序列，在建立不同擾碼的小區時，基站所發出的Sync_DL共有32種情況。系統中相鄰小區的Sync_DL互不相同，不相鄰小區的Sync_DL可以復用。Sync_DL包含在TD-SCDMA系統的下行同步時隙(DwPTS，downlink pilot time slot)中。
3GPP定義一個TD_SCDMA系統的幀長度為10ms，一個10ms的幀可以分成兩個結構完全相同的子幀，每個子幀的時長為5ms，每個子幀由3個特殊時隙和7個常規時隙組成，在每個子幀中DwPTS持續時間為50us。基於TD_SCDMA幀結構的特點，本發明採用在一個下行導頻時隙周期內FPGA採集某一個最接近下行導頻時隙平均功率的時間點的功率值作為一次檢測值，再在該點進行多子幀檢測後進行平均的方法進行功率檢測，並且保證這個時間點適用於所有下行導頻碼字的下行導頻時隙。
本發明TD-SCDMA系統基站功率的檢測方法，如圖2所示，包括步驟1、在一個下行導頻時隙周期內查找一個最接近下行導頻時隙平均功率的時間點；步驟2、採集所述時間點對應的多子幀的功率數字量，由該功率數字量轉換得到功率值，對所述功率值進行平均計算得到功率檢測值。
如圖3所示，所述時間點通過以下步驟獲得步驟101、查找功率等於下行導頻時隙平均功率的時間點，如果存在滿足條件的時間點，則進入步驟102；否則進入步驟103；步驟102、輸出該時間點；步驟103、查找功率在[下行導頻時隙平均功率-1ΔdB，下行導頻時隙平均功率+1ΔdB]區間的時間點，如果存在滿足條件的時間點，則進入步驟104；否則進入步驟105；步驟104、輸出該時間點；步驟105、查找功率在[下行導頻時隙平均功率-2ΔdB，下行導頻時隙平均功率+2ΔdB]區間的時間點，如果存在滿足條件的時間點，則進入步驟106；
否則進入步驟107；步驟107、依次類推，至到最大門限範圍為止。
下面說明3GPP 25.142協議在TD-SCDMA系統基站一致性測試建議中，對基站最大輸出功率的相關規定，即通常情況下，基站最大輸出功率要在生產商的標稱輸出功率±2dB之內；極端情況下，基站最大輸出功率要子生產商的標稱輸出功率±2.5dB之內；考慮到測試系統帶來的不確定度，通常情況下，基站最大輸出功率在±2.7dB之內；考慮到測試系統帶來的不確定度，極端情況下，基站最大輸出功率在±3.2dB之內；通常情況是指正常測試環境，其條件限值如表1所示表1
極端情況按照3GPP 25.142協議關於TD-SCDMA系統基站一致性測試建議5.9.2提出的極端測試環境中的相關規定執行。
因此，本發明所述最大門限值為±2.5dB。所述ΔdB依實際情況可以為0.1dB、0.2dB等。
如圖4所示，為本發明檢測裝置框圖，其中首先，由時間點查找器41在一個下行導頻時隙周期內查找一個最接近下行導頻時隙平均功率的時間點；然後，由功率採集器42採集所述時間點對應的多子幀的功率數字量；最後，由功率計算器43將所述功率數字量轉換得到功率值，對所述功率值進行平均計算得到功率檢測值，用作後續處理。
其中，所述時間點由時間點查找器41通過以下步驟獲得
a1、查找功率等於下行導頻時隙平均功率的時間點，如果存在滿足條件的時間點，則結束；否則繼續；a2、查找功率在[下行導頻時隙平均功率-1ΔdB，下行導頻時隙平均功率+1ΔdB]區間的時間點，所述ΔdB是設定最大門限平均功率的若干分量，如果存在滿足條件的時間點，則結束；否則繼續；a3、查找功率在[下行導頻時隙平均功率-2ΔdB，下行導頻時隙平均功率+2ΔdB]區間的時間點，如果存在滿足條件的時間點，則結束；否則繼續依次類推，至到最大門限平均功率為止。
所述最大門限平均功率為平均功率±2.5dB；所述ΔdB依實際情況可以為0.1dB、0.2dB等。
下面，舉例說明本發明技術方案的具體實施過程。
在TD-SCDMA系統的信號發射過程中，基帶數位訊號經過數字中頻處理，Sync_DL基帶數位訊號經過RRC成形濾波器後波形會變化，導致發射出的Sync_DL在時域上的波形出現波動，而且不同碼字的波動規律不相同。下行導頻時隙碼字的波形變化主要產生於發射過程中的成形濾波器。通過使用Matlab軟體仿真TD-SCDMA系統中下行導頻時隙碼字，經過成形濾波器後的波形可以從理論上驗證這一點。
仿真軟體的條件和TD_SCDMA系統實際實現時完全一致把SYNC_DL碼中間插0，進行60倍插值後，經過59階成形濾波器，數據與濾波器卷積後，兩邊截掉濾波器長度的一半，長度就是64*60＝3840(1/60chip採樣)。
通過對仿真數據的分析，發現雖然32個sync_DL碼字經過數字中頻的RRC處理後都存在波動而且波動的規律不相同，但是總有一些點的功率是等於平均功率或者接近平均功率的。於是，採用本發明時間點的查找方案，即通過軟體分析32組sync_DL碼字經過數字中頻的RRC處理後的波形數據，尋找一個時間點，使得在這個時間點上，32個sync_DL碼字的功率都最接近於整個碼字的平均功率值。
具體過程為(1)在所有32個sync_DL碼字的仿真波形的3840個採樣點中，採用軟體分析查找功率等於平均功率的時間點，然後分析統計結果，對於所有碼字在相同位置是否有滿足條件的時間點，如果有滿足條件的時間點，則可使用這些時間點中任意一個作為功率檢測結果的採集位置；否則繼續；(2)如果沒有滿足以上條件的時間點，則放鬆條件，即在所有32個snyc_D1碼字的下行導頻時隙波形中查找功率在[下行導頻時隙平均功率-0.1dB，下行導頻時隙平均功率+0.1dB]區間的時間點，如果有滿足條件的時間點，則可使用這些時間點中任意一個作為功率檢測結果的採集位置；否則繼續；依次類推，查詢的最大門限值設置為±2.5dB。
(3)經過對數據進行分析，查找到127個時間點對於所有碼字都滿足平均功率±2dB，具體如表2所示表2
選擇127個點中的任意一點作為功率檢測結果的採集時間點，就可以保證功率檢測的結果與實際偏差不超過2dB，保證了功率校準的精度。
針對找到的時間點進行了驗證試驗，實驗中選取的時間點為子幀中距離幀頭716.484us的時刻。
測試環境如圖5所示測試中使用單載波微基站51，建立滿功率小區，Dwpts Power＝30dBm，Pccpch Power＝30dBm，所有功率測量值使用頻譜儀53的碼域功率測量模式，測量主公共控制物理信道(Pccpch，primary commoncontrol physical channel)的兩碼道發射功率。測量時，衰減器52要選用合適的衰減值，以防止頻譜儀的過載。
現有方案和本發明功率調整後的結果比較如表3所示，表3中列出了功率控制時使用現有方案和採用本發明方案後對應所有32個Sync_DL碼字的結果。預期功率為30dBm，可以看出同一硬體系統採用現有方案調整的功率值與預期功率的最大偏差達到了5.3dB，功率偏差大於1dB的結果佔到了所有結果的65.625％。採用本方案調整的功率值與預期功率的最大偏差為1.2dB，而且90.625％的結果偏差小於1dB，基本接近預期功率。
表3
以上所述的本發明實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護範圍之內。
權利要求
1.一種TD-SCDMA系統基站功率的檢測方法，其特徵在於，包括步驟A、查找功率在[下行導頻時隙平均功率-xΔdB，下行導頻時隙平均功率+xΔdB]區間的時間點，所述±xΔdB不超過設定的最大門限值，x為從零開始逐漸遞增的整數；B、採集所述時間點對應的多子幀的功率數字量，由該功率數字量轉換得到功率值，對所述功率值進行平均計算得到功率。
2.如權利要求1所述的檢測方法，其中，所述ΔdB為0.1dB。
3.如權利要求1所述的檢測方法，其中，所述最大門限值為±2.5dB。
4.如權利要求2或3所述的檢測方法，其中，通過均方根值RMS檢波方式進行採集。
5.一種查找時間點的方法，其特徵在於，查找功率在[下行導頻時隙平均功率-xΔdB，下行導頻時隙平均功率+xΔdB]區間的時間點，所述±xΔdB不超過設定的最大門限值，x為從零開始逐漸遞增的整數。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述ΔdB為0.1dB。
7.如權利要求5所述的方法，其中，所述最大門限值為±2.5dB。
8.一種TD-SCDMA系統基站功率的檢測裝置，其特徵在於，包括時間點查找器，用於查找功率在[下行導頻時隙平均功率-xΔdB，下行導頻時隙平均功率+xΔdB]區間的時間點，所述±xΔdB不超過設定的最大門限值，x為從零開始逐漸遞增的整數；功率採集器，用於採集所述時間點對應的多子幀的功率數字量；功率計算器，用於由該功率數字量轉換得到功率值，對所述功率值進行平均計算得到功率檢測值。
9.如權利要求8所述的檢測裝置，其中，所述ΔdB為0.1dB。
10.如權利要求8所述的檢測裝置，其中，所述最大門限值為±2.5dB。
全文摘要
本發明提供一種TD－SCDMA系統基站功率的檢測方法及裝置。通過在一個下行導頻時隙周期內查找功率在[下行導頻時隙平均功率－xΔdB，下行導頻時隙平均功率+xΔdB]區間的時間點，所述±xΔdB不超過設定的最大門限值，x為從零開始逐漸遞增的整數；採集所述時間點對應的多子幀的功率數字量，由該功率數字量轉換得到功率值，對所述功率值進行平均計算得到功率檢測值。本發明通過上述方案可以對最接近下行導頻時隙平均功率的時間點進行功率值的採集，從而提高功率檢測的精確度。
文檔編號H04Q7/30GK101079664SQ200610080638
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月23日 優先權日2006年5月23日
發明者李威, 郭全成, 韓波 申請人:大唐移動通信設備有限公司