专利名称：一种增益控制方法及射频拉远单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通讯技术，尤其涉及一种增益控制方法及射频拉远单元。
背景技术：
全球移动通讯系统(GSM)基站主要由基带单元(Base Band Unit, BBU)和射频拉远单元(feidio Remote Unit, RRU)两部分组成。基站在上行工作中，RRU的主要工作就是接收来自用户设备的信号，通过处理后将信号送给BBU去解调。正常工作中，RRU从天线口接收的来自用户的信号功率一般都比较小，为了方便后续链路的信号处理，RRU在上行链路处理中，会对信号进行滤波、低噪声放大、射频混频、模数转换后才会进行数字信号的处理。信号在链路处理中信噪比本来就是不断恶化的，低噪声放大器还有可能引起信号饱和失真。为了保证信号在RRU射频链路中不会饱和失真，并且具有良好的信噪比，通常采用适当方法调整上行链路中的中频增益模块(VGA)和射频增益模块(ATT)的增益，使信号能在一个较为理想的状态下工作，以满足接收机上行指标要求，即满足协议规定的灵敏度 ’满足协议规定的应对多种带外干扰；当反向链路灌入异常大信号时，保护射频链路等要求。目前，时分多址系统较多的采用是一种称为快速控制的策略来对上行信号进行改善。它的核心思想是对模数转换器(ADC)的瞬时功率进行采样，当判断信号异常时，立即对中频和射频增益进行调整，以此来达到防止信号溢出以及保护射频链路的作用。根据这种控制策略的特点，它存在以下几个缺陷1)当信号功率波动比较大时，瞬时功率采样方法对时隙内整个功率的采样不准确；2)当功率采样不准确时，有可能对信号信噪比造成影响，因为信号底噪是不变的， 信号在衰减时，信噪比会降低。比如，当信号在某个时隙内，只有个别点的功率偏高，而其实整体的平均功率是在一个正常水平时，如果采用这种方法，就会对信号进行衰减，信号信噪比就会被降低。
发明内容
本发明实施例提供了一种增益控制方法及射频拉远单元，以解决因现有的快速控制策略采样不准确而引起的信号信噪比降低的问题。本发明实施例提供了一种增益控制方法，应用于包括自动增益控制模块、模数转换器(ADC)、中频增益模块(VGA)和射频增益模块(ATT)的全球移动通讯系统的射频拉远单元(RRU)中，该方法包括所述自动增益控制模块在当前帧的当前时隙的第一时间段内对所述ADC信号的瞬时功率进行检测，根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT的增益进行衰减，若进行衰减，则将衰减后的增益配置给需要衰减的模块；所述自动增益控制模块在当前帧的当前时隙的第二时间段内对所述ADC信号的平均功率进行检测，根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，并在下一帧的对应时隙将调节后的增益配置给需要调节的模块。优选地，所述根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT的增益进行衰减， 包括所述自动增益控制模块在检测到的信号的瞬时功率超过第一功率门限的次数达到预设门限时，分别对所述VGA的增益以第一步进和对所述ATT的增益以第二步进进行衰减；在所述次数未达到所述预设门限时，对所述VGA和所述ATT不衰减。优选地，所述预设功率门限包括第二功率门限；所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT 的增益进行调节，包括所述自动增益控制模块在检测到的信号的平均功率超过所述第二功率门限时，依次对所述ATT的增益以第三步进和对所述VGA的增益以第四步进交替或同时进行衰减；其中，所述第三步进和所述第四步进均小于所述第一步进和所述第二步进。优选地，所述预设功率门限包括第三功率门限；所述自动增益控制模块进行衰减后，所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，包括所述自动增益控制模块在检测到的信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调。优选地，所述预设功率门限还包括第三功率门限；所述自动增益控制模块进行衰减后，所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，还包括所述自动增益控制模块在检测到的信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调；其中，所述第二功率门限大于所述第三功率门限。优选地，所述第二功率门限小于所述第一功率门限。本发明还提供了一种射频拉远单元(RRU)，该RRU包括自动增益控制模块、模数转换器(ADC)、中频增益模块(VGA)和射频增益模块(ATT)，其中所述自动增益控制模块，用于在当前帧的当前时隙的第一时间段内对所述ADC信号的瞬时功率进行检测，根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT的增益进行衰减，若进行衰减，则将衰减后的增益配置给需要衰减的模块；在当前帧的当前时隙的第二时间段内对所述ADC信号的平均功率进行检测，根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/ 或所述ATT的增益进行调节，并在下一帧的对应时隙将调节后的增益配置给需要调节的模块。优选地，所述自动增益控制模块根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT 的增益进行衰减，是用于在检测到的信号的瞬时功率超过第一功率门限的次数达到预设门限时，分别对所述VGA的增益以第一步进和对所述ATT的增益以第二步进进行衰减；在所述次数未达到所述预设门限时，对所述VGA和所述ATT不衰减。优选地，所述预设功率门限包括第二功率门限；
所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT 的增益进行调节，是用于在检测到的信号的平均功率超过所述第二功率门限时，依次对所述ATT的增益以第三步进和对所述VGA的增益以第四步进交替或同时进行衰减；其中，所述第三步进和所述第四步进均小于所述第一步进和所述第二步进。优选地，所述预设功率门限包括第三功率门限；所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT 的增益进行调节，是用于在检测到的信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调。优选地，所述预设功率门限还包括第三功率门限；所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT 的增益进行调节，还用于在检测到的信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调；其中，所述第二功率门限大于所述第三功率门限。优选地，所述第二功率门限小于所述第一功率门限。上述增益控制方法及射频拉远单元，采用一种分时隙并且瞬时功率检测和平均功率检测相结合的控制方法，有效地提高了上行信号的信噪比。
图1为本发明每个时隙的控制时间段示意图；图2为本发明RRU链路的结构示意图；图3为本发明增益控制方法实施例的流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。本发明实施例是针对GSM系统采用一种分时隙并且瞬时功率采样和平均功率采样相结合的方法来保证上行信号的信噪比，瞬时功率采样和平均功率采样相结合的方法也称为快速控制和慢速控制相结合的方法。本发明实施例提供了一种增益控制方法，应用于包括自动增益控制模块、模数转换器(ADC)、中频增益模块(VGA)和射频增益模块(ATT)的全球移动通讯系统的射频拉远单元(RRU)中，该方法包括所述自动增益控制模块在当前帧的当前时隙的第一时间段内对所述ADC信号的瞬时功率进行检测，根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT的增益进行衰减，若进行衰减，则将衰减后的增益配置给需要衰减的模块；所述自动增益控制模块在当前帧的当前时隙的第二时间段内对所述ADC信号的平均功率进行检测，根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，并在下一帧的对应时隙将调节后的增益配置给需要调节的模块。如图1所示，为本发明每个时隙的控制时间段示意图，每个时隙中均包括了 Tl和 T2两个时间段，本发明实施例针对GSM每个时隙采用的增益控制方法是在Tl时间段进行快速控制，在T2时间段进行慢速控制，无论是快速控制还是慢速控制，其调整后的结果会缓存至自动增益控制模块中的状态寄存器，作为下次调整的基准。在时隙切换的时候，也就是每个时隙的上升阶段，如图1中的Tl时间段时间很短。此时功率可能会有比较大的波动，进行一次快速控制，主要是通过采样时隙刚开始的峰值数据来对当前时隙信号功率做一个大体估计，从而为当前时隙的衰减值定一个大体的基调。在时隙剩下的时间内，功率相对比较稳定，并且时间相对较长，也就是图1中的T2 时间段。此时，对时隙的平均功率进行检测，根据这个平均功率计算出下一帧的这个时隙的增益控制值，慢速控制实际上是对下一个时隙进行控制的一种策略。如果检测到Tl时间内的衰减过大时，会对功率进行回调，保证信号的信噪比。上行信号的质量，对接收机来说非常重要，本发明实施例中在对信号衰减后，如果衰减的不合适，会用慢速控制将信号的增益调回来，很好地保证了信号的信噪比并且保证了上行链路的性能，弥补了现有策略的不足。本发明实施例所述的自动增益控制模块在RRU链路中的位置如图2所示。它的主要作用就是通过检测模数转换器(ADC)的输入信号的功率并根据门限参数，调节VGA和 ATT，来保证上行信号的质量，使通过射频链路的信号满足接收机的上行指标。具体地，上述增益控制方法采用快速控制和慢速控制相结合的方式来保证上行信号的信噪比，其中快速控制的步骤包括1)采用峰值检测，并在当前时隙起控，自动增益控制模块首先在Tl时间段内检测信号峰值，即对ADC采样后的信号取模，当判断单点模值大于第一功率门限，即认为检测到一个峰值；2)当在Tl时间段内检测到超过门限个数的峰值(比如说10个)，这些峰值不一定是连续的，则在检测到第10个峰值后立即启动快速控制。如在Tl时间段内未满足启控门限，则在下个时隙到来时重新检测控制；3)快速控制，首先获取当前时隙对应的ATT/VGA调整参数(如当前时隙为slotO， 则取得slot的中间状态结果)，并在此基础上对ATT和VGA分别以大步进进行衰减(比如说5dB，如果衰减5dB后小于要求的配置门限，则只衰减到配置门限即可)；4)把最新的ATT和VGA参数配置给相应的ATT和VGA。慢速控制采用均值检测，并在下一帧的对应时隙的起始位置起控。慢速控制分为
^■止
二少1)在当前时隙的T2时间段检测信号平均功率；2)在当前时隙进行ATT/VGA参数调节；3)在下个帧对应时隙的起始把调节参数配给硬件。相对于快速控制时只对ATT和/或VGA进行衰减，慢速控制需要包括衰减和回调两个过程。因为，在快速控制的步骤幻中，若在Tl时间段内未检测到超过门限个数的峰值， 则不会进行衰减，因此慢速控制需要包括衰减这一过程。其中，当检测到的平均功率大于期望的功率范围(即大于第二功率门限时)，则慢速控制对ATT和VGA分别以小步进进行衰减；当检测到的平均功率小于期望的功率范围 (即小于第三功率门限时)，则慢速控制对ATT和VGA进行回调，其中第二功率门限大于第三功率门限。下面分别介绍慢速控制的衰减和回调策略慢速控制衰减可以采用ATT和VGA交替衰减或同时衰减的方式，其中交替衰减的过程如下1)假定当前时隙检测到的平均功率大于第二功率门限，则对ATT衰减IdB ；2)如果下个帧的对应时隙检测到的平均功率仍大于第二功率门限，则对VGA衰减 IdB ；3)如果接下来一个帧对应时隙检测到的平均功率仍大于第二功率门限，则又对 ATT 衰减 ldB。在慢速控制衰减时对于ATT和VGA的衰减幅度有相应要求，在调节过程中，ATT或 VGA的配置参数最多只允许衰减到最大幅度，一旦其中一个参数到达最大衰减幅度，则只调节另一参数；当两个参数都到达最大衰减幅度，则无论接收平均功率是否仍大于高门限，都不再对ATT/VGA进行衰减。慢速控制回调采用ATT优先回调。假定当前时隙检测到的平均功率小于第三功率门限，则首先回调ATT，当ATT回调到最大增益后，再回调VGA。需要说明的是，在慢速控制衰减过程中衰减的步进要小于快速过程中衰减的步进，慢速控制衰减过程中以小步进衰减与快速控制衰减过程中大步进衰减后又进行增益回调的目的是一样的，都是为了提高信噪比。另外，快速控制的门限要高于慢速控制的门限，即第一功率门限大于第二功率门限，这是因为快速控制还有一种作用，就是对链路进行保护，当接收链路的功率突然变大时，快速控制会迅速开启，对链路增益进行大步进的衰减，从而起到保护链路的作用。如图3所示，为本发明增益控制方法实施例的流程图，该方法包括步骤301、自动增益控制模块对ADC信号的瞬时功率超过第一功率门限的个数进行统计；步骤302、进行溢出判断，即判断该个数是否超过预设门限，若是，执行步骤303， 否则，转向步骤306 ；步骤303、是否达到最大衰减幅度，若不是，执行步骤304 ；步骤304、衰减ATT和/或VGA ；步骤305、硬件延迟；此处硬件延迟的目的是调节衰减的时间，因为调节ATT或者VGA需要一定的时间；步骤306、自动增益控制模块对ADC信号的平均功率进行检测；步骤307、进行溢出判断，即判断该平均功率是否超过第二功率门限，若是，执行步骤308，否则，执行步骤313 ；步骤308、是否达到最大衰减幅度，若是，执行步骤309 ；否则执行步骤310 ；
步骤309、保持ATT和/或VGA不变；结束；步骤310、控制字保存；即将调整后的ATT或者VGA的结果保存至相应的状态寄存器，以作为下次调整的基准；具体地，如果是从步骤308转到该步骤，那么该步骤中的调整即为衰减，如果是从步骤314转到该步骤，那么该步骤中的调整即为回调；步骤311、等待下个时隙起始时刻调整ATT/VGA ；步骤312、硬件延迟；结束；步骤313、回调判断，即判断平均功率是否小于第三功率门限，若是，执行步骤 314，否则，结束；步骤314、是否达到最小衰减幅度，若是，转向步骤309，否则，转向步骤310。上述增益控制方法，采用一种分时隙并且瞬时功率检测和平均功率检测相结合的方法来提高上行信号的信噪比。本发明实施例还提供了一种射频拉远单元(RRU)，该RRU包括自动增益控制模块、 模数转换器(ADC)、中频增益模块(VGA)和射频增益模块(ATT)，其中所述自动增益控制模块，用于在当前帧的当前时隙的第一时间段内对所述ADC信号的瞬时功率进行检测，根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT的增益进行衰减，若进行衰减，则将衰减后的增益配置给需要衰减的模块；在当前帧的当前时隙的第二时间段内对所述ADC信号的平均功率进行检测，根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/ 或所述ATT的增益进行调节，并在下一帧的对应时隙将调节后的增益配置给需要调节的模块。其中，所述自动增益控制模块根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT 的增益进行衰减，是用于在检测到的信号的瞬时功率超过第一功率门限的次数达到预设门限时，分别对所述VGA的增益以第一步进和对所述ATT的增益以第二步进进行衰减；在所述次数未达到所述预设门限时，对所述VGA和所述ATT不衰减。为了防止自动增益控制模块衰减过大，所述自动增益控制模块，是用于在检测到信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调。另外，为了防止上述自动增益模块未衰减，所述自动增益控制模块是用于在检测到的信号的平均功率超过所述第二功率门限时，依次对所述ATT的增益以第三步进和对所述VGA的增益以第四步进交替或同时进行衰减；其中，所述第三步进和所述第四步进均小于所述第一步进和所述第二步进。为了防止衰减过大，所述自动增益控制模块还用于在检测到的信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述 ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调；其中，所述第二功率门限大于所述第三功率门限。进一步地，为了对链路进行保护，所述第二功率门限小于所述第一功率门限。上述RRU，采用一种分时隙并且瞬时功率检测和平均功率检测相结合的方法来提高上行信号的信噪比。本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种增益控制方法，应用于包括自动增益控制模块、模数转换器(ADC)、中频增益模块(VGA)和射频增益模块(ATT)的全球移动通讯系统的射频拉远单元(RRU)中，该方法包括所述自动增益控制模块在当前帧的当前时隙的第一时间段内对所述ADC信号的瞬时功率进行检测，根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT的增益进行衰减，若进行衰减，则将衰减后的增益配置给需要衰减的模块；所述自动增益控制模块在当前帧的当前时隙的第二时间段内对所述ADC信号的平均功率进行检测，根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节， 并在下一帧的对应时隙将调节后的增益配置给需要调节的模块。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT的增益进行衰减，包括 所述自动增益控制模块在检测到的信号的瞬时功率超过第一功率门限的次数达到预设门限时，分别对所述VGA的增益以第一步进和对所述ATT的增益以第二步进进行衰减；在所述次数未达到所述预设门限时，对所述VGA和所述ATT不衰减。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于 所述预设功率门限包括第二功率门限；所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，包括所述自动增益控制模块在检测到的信号的平均功率超过所述第二功率门限时，依次对所述ATT的增益以第三步进和对所述VGA的增益以第四步进交替或同时进行衰减；其中，所述第三步进和所述第四步进均小于所述第一步进和所述第二步进。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于 所述预设功率门限包括第三功率门限；所述自动增益控制模块进行衰减后，所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，包括所述自动增益控制模块在检测到的信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于 所述预设功率门限还包括第三功率门限；所述自动增益控制模块进行衰减后，所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，还包括所述自动增益控制模块在检测到的信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调； 其中，所述第二功率门限大于所述第三功率门限。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于 所述第二功率门限小于所述第一功率门限。
7.一种射频拉远单元(RRU)，该RRU包括自动增益控制模块、模数转换器(ADC)、中频增益模块(VGA)和射频增益模块(ATT)，其中所述自动增益控制模块，用于在当前帧的当前时隙的第一时间段内对所述ADC信号的瞬时功率进行检测，根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT的增益进行衰减， 若进行衰减，则将衰减后的增益配置给需要衰减的模块；在当前帧的当前时隙的第二时间段内对所述ADC信号的平均功率进行检测，根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/ 或所述ATT的增益进行调节，并在下一帧的对应时隙将调节后的增益配置给需要调节的模块。
8.根据权利要求7所述的RRU，其特征在于所述自动增益控制模块根据检测结果确定是否对所述VGA和/或所述ATT的增益进行衰减，是用于在检测到的信号的瞬时功率超过第一功率门限的次数达到预设门限时，分别对所述 VGA的增益以第一步进和对所述ATT的增益以第二步进进行衰减；在所述次数未达到所述预设门限时，对所述VGA和所述ATT不衰减。
9.根据权利要求8所述的RRU，其特征在于所述预设功率门限包括第二功率门限；所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，是用于在检测到的信号的平均功率超过所述第二功率门限时，依次对所述ATT的增益以第三步进和对所述VGA的增益以第四步进交替或同时进行衰减；其中，所述第三步进和所述第四步进均小于所述第一步进和所述第二步进。
10.根据权利要求8所述的RRU，其特征在于所述预设功率门限包括第三功率门限；所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，是用于在检测到的信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调。
11.根据权利要求9所述的RRU，其特征在于所述预设功率门限还包括第三功率门限；所述自动增益控制模块根据检测结果和预设功率门限对所述VGA和/或所述ATT的增益进行调节，还用于在检测到的信号的平均功率小于所述第三功率门限时，先对所述ATT的增益进行回调，待所述ATT的增益回调到增益门限后对所述VGA的增益进行回调；其中，所述第二功率门限大于所述第三功率门限。
12.根据权利要求9所述的RRU，其特征在于所述第二功率门限小于所述第一功率门限。
全文摘要
本发明实施例提供了一种增益控制方法及射频拉远单元，该方法应用于包括自动增益控制模块、ADC、VGA和ATT的全球移动通讯系统的RRU中，其包括自动增益控制模块在当前帧的当前时隙的第一时间段内对ADC信号的瞬时功率进行检测，根据检测结果确定是否对VGA和/或ATT的增益进行衰减，若进行衰减，则将衰减后的增益配置给需要衰减的模块；自动增益控制模块在当前帧的当前时隙的第二时间段内对ADC信号的平均功率进行检测，根据检测结果和预设功率门限对VGA和/或ATT的增益进行调节，并在下一帧的对应时隙将调节后的增益配置给需要调节的模块。本发明实施例有效地提高了上行信号的信噪比。
文档编号H04W52/52GK102231906SQ20111016936
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者杜菊, 陈军政, 黄国明 申请人:中兴通讯股份有限公司