本发明专利技术披露了实现功率放大器输出功率控制的装置及方法，其中装置包括：峰值检测器1、峰值检测器2分别检测功放输出、输入信号功率，对应的输出、输入功率检波电压一同输出给AD转换器；AD转换器分别对输出、输入功率检波电压转换成对应的输出功率值、输入功率值输出给功率控制模块；功率控制模块根据功放各功率等级下的期望功率和输出、输入功率值获取对应功率等级下输入信号功率门限值，根据获知的功放的状态控制功放输出功率。本发明专利技术有效地防止了发射机功放处饱和状态或过功率状态，从而避免基站的发射指标恶化及出现过覆盖或越区覆盖等异常。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率放大器装置及其输出功率的控制方法，尤其涉及基站发射机中实现功率放大器输出功率控制的装置及方法。
技术介绍
在无线通讯领域，全球移动通讯系统(GSM，Global System of Mobilecommunication)基站发射机普遍都采用闭环功率控制方法，其原理框图如图1所示，通过功率放大器(简称功放)输出端的峰值电压检测电路获得基站输出功率，将获取的输出功率值与期望功率进行比较，比较的结果用来更新功率控制的校准值，用校准值来控制功率放大器前端的数控衰减器，来达到控制调节输出功率的目的，使其稳定在期望功率的水平。通过闭环功率控制的原理，其中需要基站预先得到不同功率等级下的期望功率， 需要通过峰值检测电路获取功放的输出功率，以便达到对数控衰减器的控制，达到调节功放的输入信号的功率的目的。通常GSM的基站功率等级共为22级，其中静态功率等级为6 级，动态功率等级15级，0功率等级为最大功率等级，因此组合总共得到22个功率等级。期望功率等功率控制参数都是在基站设备整机出厂前通过测试获取，并保存在电可擦除只读存储器(EEPROM)中，其它的参数则保存在与CPU相连的闪存(Flash)中。功放(PA)的输出功率通过峰值检测电路检测出输出功率检波电压，经过模数(AD)转换器将其转换成数字功率反馈值，经现场可编程门阵列器件(FPGA)透传给数字信号处理器模块(DSP芯片)， 由该DSP模块通过软件完成闭环功率控制，经FPGA控制数控衰减器(DA)衰减量，从而实现基站功率的稳定输出。功放理论的增益值可能会与实际的增益值有所差异，这是由于出厂批次不同或各种其它因素而导致实际的增益值离散；其次，不同的频点上由于阻抗的不同导致电流不同， 由此使得增益值也都是不一样的。因此对于不同的功放其期望功率是不同的。当功放输出功率反馈值低于期望功率时，会不停的调整校准值，通过减小数控衰减器衰减量来增大功放的输入信号，使功放输出功率不断的提高，最后使功放工作在饱和状态(即工作在非线性区)。这样导致的后果是，基站的发射信号指标恶化，工作在过覆盖状态下，从而对其它的小区造成干扰，进一步地恶化网络指标。其次，由于功放长期工作在饱和区，导致温度过高， 可能会烧坏功放电路，由此导致的后果会更加严重。经过对实际案例的分析，发现导致输出功率反馈值低于期望功率的原因多种多样。例如，工作环境的温度过高导致功放输出端口的器件损坏，或者功放输出功率反馈通道损坏，或者功放某些器件虚焊等。以上的这些因素都有可能会在基站工作一段时间后出现， 并且难以避免。现有的技术中也有不少用于检测功放饱和的装置，基本上是通过功放硬件电路来完成，峰值检测器检测输出功率的大小，用于判断是否达到了饱和状态。但是，对于功放输出功率反馈的电压异常(反馈值长时间地低于期望功率)的这种情况，却无法有效地检测到，从而无法避免功放工作在饱和状态。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，能够有效地防止功率放大器处于饱和状态下工作。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种实现功率放大器输出功率控制的装置，包括功率放大器输出端的第一峰值检测器、模数转换器以及功率控制模块，其特征在于，还包括功率放大器输入端的第二峰值检测器，其中第一峰值检测器，用于将检测功率放大器输出信号功率所对应的输出功率检波电压输出给模数转换器；第二峰值检测器，用于将检测功率放大器输入信号功率所对应的输入功率检波电压输出给模数转换器；模数转换器，用于分别对输出功率检波电压和输入功率检波电压转换成对应的输出功率值和输入功率值，并输出给功率控制模块；功率控制模块，用于根据功率放大器各功率等级下的期望功率和输入的输出功率值、输入功率值获取对应功率等级下输入信号功率门限值，根据获知的功率放大器的状态控制功率放大器输出功率。进一步地，该装置还包括数控衰减器，其中模数转换器根据输入的输出功率值、输入功率值获取功率放大器实际的增益，根据功率放大器各功率等级下的期望功率和实际的增益获取对应功率等级下输入信号功率门限值，根据通过输入功率值与应功率等级下输入信号功率门限值的比较结果获知的功率放大器的状态，输出控制信号给数控衰减器；数控衰减器，用于通过输入的控制信号控制数控衰减量，以通过控制功率放大器的输入信号功率来控制功率放大器的输出信号功率。进一步地，功率控制模块包括依次连接的现场可编程门阵列器件、数字处理器模块以及CPU，其中现场可编程门阵列器件，用于将输入的输出功率值、输入功率值转换成相应的输出功率的对数值和输入功率的对数值，输出给数字处理器模块；将输入的功率控制值转换成控制信号输出给数控衰减器；数字处理器模块，用于根据输出功率的对数值与输入功率的对数值的差值计算功率放大器实际的增益；根据该实际的增益和读取的功率放大器在各功率等级下的期望功率记录，计算获取对应功率等级下的输入功率门限值；根据输入功率的对数值与对应功率等级下的输入功率门限值的比较结果判断出功率放大器所处的状态，并将相应的功率控制值输出给现场可编程门阵列器件；CPU，用于保存数字处理器模块计算获取的对应功率等级下的输入功率门限值；在上电时将读取的对应功率等级下的输入功率门限值输出给数字处理器模块。进一步地，数字处理器模块若比较输入功率的对数值小于对应功率等级下的输入功率门限值，则判断功率放大器处正常状态，则输出进行正常的闭环功率控制的功率控制值；否则，判断功率放大器处临界饱和状态或临界过功率状态，输出限制继续减小该功率等级下的数控衰减量的功率控制值。进一步地，数字处理器模块若比较输入功率的对数值不小于对应功率等级下的输入功率门限值，且继续判断当前时隙为零功率等级，则报告功率放大器处临界饱和状态，若继续判断当前时隙不是零功率等级，则报告功率放大器在该功率等级下达到临界过功率状态。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种实现功率放大器输出功率控制的方法，包括当功率放大器上电后工作于预设功率时，分别检测该功率放大器输入信号功率和输出信号功率，由此计算该功率放大器实际的增益值；根据该功率放大器实际的增益值和在各功率等级下的期望功率，计算该功率放大器对应功率等级下的输入功率门限值；将检测的输入信号功率与相应功率等级下输入信号功率门限值比较，根据通过比较结果判断出的该功率放大器的状态控制该功率放大器的输出功率。进一步地，计算该功率放大器实际的增益值，等于输出信号功率的对数值减去输入信号功率的对数值。进一步地，计算该功率放大器对应功率等级下的输入功率门限值，等于该功率等级期望功率值减去该功率放大器实际的增益值后，加上功率工程余量值。进一步地，将检测的输入信号功率的对数值与相应功率等级下输入信号功率门限值比较，根据通过比较结果判断出的该功率放大器的状态控制该功率放大器的输出功率， 具体包括若比较输入功率的对数值小于相应功率等级下输入信号功率门限值，则判断该功率放大器工作于正常状态，根据检测的输出信号功率进行正常的功率校准；若比较输入功率的对数值不小于相应功率等级下输入信号功率门限值，则判断该功率放大器处于临界饱和状态或临界过功率状态，停止对该功率等级进行功率上调的校准操作。进一步地，在比较输入功率的对数值不小于相应功率等级下输入信号功率门限值的情况下， 继续判断当本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭启俊，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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