一种数字直放站输入输出功率的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种数字直放站输入输出功率的检测方法，对于数字中频或者是数字基带信号，在现场可编程门阵列ＦＰＧＡ内周期地对数字信号幅度的平方做累加，累加的结果保存在现场可编程门阵列ＦＰＧＡ的寄存器中，由处理器ＡＲＭ通过Ｉ２Ｃ总线来查询这个寄存器的值，处理器ＡＲＭ把查询的功率值换算成单位为ｄｂｍ的值后与一个功率校准值相减就能得到系统数字中频的输入输出功率，也就能得到系统模拟中频、射频的输入输出功率。本发明专利技术有益的效果是：统计出来的数字信号功率通过功率校准来获得系统的输入输出模拟信号的中频、射频的功率，本方法能做到更高的灵敏度和准确度，而且实现起来非常的简单，基本上不增加系统成本，为系统的设计和维护带来了很大的方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信网络覆盖及优化领域，主要是一种数字直放站输入输出功率 的检测方法。
技术介绍
随着移动通信业务的迅猛发展，直放站作为改善移动网信号弱区、盲区的重要设 备，以其投资较少、结构简单、安装方便灵活等优点广泛应用于移动通信网。未来的移动通 信系统存在着多频、多模、多体制和多标准等问题，这就限制了各种设备的互通和兼容，因 此对软件无线电技术在直放站中的应用提出了切实需求。为了提高直放站的性价比，采用 数字技术统一直放站的硬件平台是一种较好的解决方案。数字光纤直放站是一种基站射频拉远设备，它由一台近端单机和多台远端机组 成，利用数字缓存技术和数字光传输技术实现多个远端单元的组网连续覆盖；同时运用数 字滤波和功率触发技术实现上下行载波的降噪功能，较好地解决了模拟直放站的噪声干扰 问题。数字光纤系统下行链路近端单元通过射频接口耦合基站扇区信号，经双工器、模拟 变频、模数转换(ADC)、数字下变频(DDC)后进行电光转换，数字光信号通过光纤传输到远 端单元，远端单元经光电转换、数字上变频(DUC)、数模转换(DAC)、模拟变频后进入射频功 率放大器，最后大功率射频信号送到天馈系统。数字光线系统上行链路包含主集接收与分 集接收两个通道，采用与下行同样的处理过程。精确的功率检测和功率控制是直放站系统的关键技术要求。精确的功率检测和功 率控制不仅有助于确保系统高效可靠的工作，也有助于在系统出现故障时快速定位问题的 原因，有助于系统的开发和维护。
技术实现思路
本专利技术的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种数字直放站输入输出功率 的检测方法，特别是一种采用软件无线电架构的数字直放站系统，包括数字光纤选频直放 站、数字光纤选带直放站、数字无线直放站等等。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案这种数字直放站输入输出功率的检测 方法，对于数字选频直放站，采用该方法可以做到实时地检测每载波的平均功率和峰值功 率，对于选带系统，可以实时检测系统工作频带内信号的平均功率和峰值功率。步骤如下 对于数字中频或者是数字基带信号，在现场可编程门阵列FPGA内周期地对数字信号幅度 的平方做累加，累加的结果保存在现场可编程门阵列FPGA的寄存器中，由处理器ARM通过 I2C (Inter-Integrated Circuit)总线来查询这个寄存器的值，处理器ARM把查询的功率 值换算成单位为dbm的值后与一个功率校准值相减就能得到系统数字中频的输入输出功 率，也就能得到系统模拟中频、射频的输入输出功率。也就是说，数字域功率累加值对应到 模拟信号输入输出功率值的话需要有个校准的参量，ARM把经过换算成单位为dbm的数字 信号功率减去上位机OMT软件配置下来的功率校准值后的结果送给上位机，上位机得到的值就是系统对应的模拟信号的实际功率值。作为优选，ARM通过I2C (Inter-Integrated Circuit)总线来查询数字功率的累 加值，处理器ARM把查询的功率值取对数再乘以十，把数字功率的单位换算成dbm。作为优选，对于检测直放站输入的信号功率，现场可编程门阵列FPGA接收的AD采 样信号如果是数字中频实信号，对数字中频实信号进行平方处理就得到单个采样点的数字 信号的功率，然后周期地对单点的信号功率做累加，累加的结果保存在现场可编程门阵列 FPGA的寄存器中；如果统计的是数字复信号，一个复信号X= I+Q*j看作是一个实信号I与 一个虚信号Q的合成，计算单点功率的时候需要把I、Q信号平方后相加(I2+Q2)得到单点的 复信号的功率。作为优选，功率校准值的大小由如下方法决定输入直放站系统一个射频的模拟 正弦波信号，正弦波的频率要在直放站系统的工作频带范围内，把功率校准值设置为零，然 后通过上位机查询处理器ARM算出来的模拟信号功率p0Wer_d，假设输入正弦波的功率为A dbm，上位机查询power_d的值为B dbm，那么A dbm减去B dbm等于A-B dbm，功率校准值 的大小即为IA-B I db，把功率校准值通过上位机设置给处理器ARM，再查询系统输入模拟信 号功率power_d的值即为A dbm。本专利技术通过检测直放站系统数字域的功率来获得直放站的输入输出功率，来校准 整个直放站系统的输入输出功率。本专利技术有益的效果是该方法通过实时地统计数字中频信号或者数字基带信号的 功率，统计出来的数字信号功率通过功率校准来获得系统的输入输出模拟信号的中频、射 频的功率。相对于在模拟域采用二极管整流器电路进行信号电平检测，或者是采用集成电 路(IC)的检测芯片来检测中频、射频信号的功率来说，本方法能做到更高的灵敏度和准确 度，而且实现起来非常的简单，基本上不增加系统成本，为系统的设计和维护带来了很大的 方便。附图说明图1是数字光纤直放站系统示意图；图2是本专利技术的直放站输入功率检测示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明图1是数字光纤直放站系统示意图。该系统包括有近端设备和远端设备，系统下 行链路近端单元通过射频接口耦合基站扇区信号，经双工器、模拟变频、模数转换(ADC)、 数字下变频(DDC)后进行电光转换，数字光信号通过光纤传输到远端单元，远端单元经光 电转换、数字上变频(DUC)、数模转换(DAC)、模拟变频后进入射频功率放大器，最后大功率 射频信号送到天馈系统。数字光纤系统上行链路包含主集接收与分集接收两个通道，采用 与下行同样的处理过程。图2是本专利技术直放站输入功率检测方法示意图。先对送给现场可编程门阵列FPGA 的AD采样的数字中频实信号做平方处理，得到采样信号单点的功率值p0Wer_a，平方处理 采用FPGA内部的乘法器实现。然后以T时间为周期对单点的功率值p0Wer_a做累加，得4到数字信号T时间的累加功率，保存在FPGA的寄存器p0Wer_b中，统计时间的长度可以由 上位机软件通过串口来设置。在每次功率查询的时候，ARM会通过I2C(Inter-Integrated Circuit)来读取FPGA寄存器p0Wer_b的值，然后对读取的值取对数后再乘以十，通过这种 换算就得到了单位为dbm的信号数字域的绝对p0Wer_C (dbm)。ARM再把数字域的绝对功率 power_c减去一个上位机软件设置下来的功率校准值得到的即为系统输入的模拟信号功率 power_d, ARM再把power_d的值返回给上位机。功率校准值的大小由如下方法决定输入直放站系统一个射频的模拟正弦波信 号，正弦波的频率要在直放站系统的工作频带范围内，把功率校准值设置为零，然后通过上 位机OMT软件查询ARM算出来的模拟信号功率p0Wer_d，假设输入正弦波的功率为-lOdbm， 上位机OMT软件查询power_d的值为75dbm，那么-IOdbm减去75dbm等于_85dbm，功率校 准值的大小即为85db，把功率校准值(85db)通过上位机OMT软件设置给ARM，再查询系统 输入模拟信号功率power_d的值即为-lOdbm。系统的输出功率检测方法与系统输入功率检测的方法相同。查询到的系统输入输 出功率都是信号在数字中频时候的功率，可以根据查询的值来得到系统的模拟中频、射频 的输入输出的功率值。采用本方法检测出来的系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
一种数字直放站输入输出功率的检测方法，其特征是步骤如下对于数字中频或者是数字基带信号，在现场可编程门阵列FPGA内周期地对数字信号幅度的平方做累加，累加的结果保存在现场可编程门阵列FPGA的寄存器中，由处理器ARM通过I2C总线来查询这个寄存器的值，处理器ARM把查询的功率值换算成单位为dbm的值后与一个功率校准值相减就能得到系统数字中频的输入输出功率，也就能得到系统模拟中频、射频的输入输出功率。2.根据权利要求1所述的数字直放站输入输出功率的检测方法，其特征是处理器ARM 把查询的功率值取对数再乘以十，把数字功率的单位换算成dbm。3.根据权利要求1所述的数字直放站输入输出功率的检测方法，其特征是对于检测 直放站输入的信号功率，现场可编程门阵列FPGA接收的AD采样信号如果是数字中频实信 号，对数字中频实信号进行平方处理就得到单个采样点的数字信号的功率，然后周期地对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利强，金淮东，
申请(专利权)人：三维通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86