专利名称：一种td－scdma系统基站功率的检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种TD-SCDMA系统基站发射功率的检测方法及装置。
背景技术：
时分-同步码分多址(TD-SCDMA，Time-Division Synchronization CodeDivision-Multiple-Access)通信系统中基站的发射功率会随外界环境温度的变化而变化，即基站的发射功率会相对于预期功率降低或升高。如果发射功率低于预期功率过多，则会影响到基站的覆盖范围；而如果发射功率高于预期功率过多，则会对其他基站造成干扰。为了避免基站的发射功率过大波动而影响性能，一般情况下，基站都会设计功率校准系统，定时监测调整射频系统的发射功率，以保证基站的发射功率在预期范围之内。
现有时分-同步码分多址TD-SCDMA系统的功率校准是通过功率检测系统得到当前功率，将当前功率与预期功率进行比较后，调整射频系统中的数控衰减器以完成调节增益。
显然，功率检测的准确度对功率校准有直接影响。由于TD-SCDMA系统的时分特性，该系统的所有下行时隙中只有下行导频时隙的功率比较稳定。因此，功率检测只能选择下行导频时隙的功率范围内进行。功率检测的实现过程如图1所示，具体为发射单元11发射信号至功率耦合器12，经由功率耦合器12耦合后送入功率检测器13，输入的射频(RF，Radio Frequency)信号经功率检测器13检波输出模拟电压值，该模拟电压通过模拟数字转换器14(A/D，Analog toDigital)转换成为数字量，最后由多点控制单元(MCUMultipoint ControllerUnit)或现场可编程门阵列(FPGAField Programmable Gate Array)15在一个下行导频时隙周期内任意选择一个时间点对功率检测的数字结果进行采集，然后对该功率数字量进行换算得到功率值，通过多次检测同一时间点的功率，对功率值进行平均计算得到功率。
显然，在上述功率检测过程中，采集功率检测数字结果的时间点的选择对于功率检测精度的影响很大，由于现有技术是采集任意一个时间点的功率值，因此时间点的选取存在不可靠性，由此必然导致功率检测产生较大误差。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种TD-SCDMA基站发射功率的检测方法及装置，从而提高功率检测的精确度。
本发明解决的另一技术问题在于提供一种查找时间点的方法，在一个下行导频时隙周期内寻找最接近下行导频时隙平均功率的时间点，从而提高功率检测的精确度。
实现本发明目的的技术方案如下一种TD-SCDMA系统基站功率的检测方法，包括步骤A、查找功率在[下行导频时隙平均功率-xΔdB，下行导频时隙平均功率+xΔdB]区间的时间点，所述±xΔdB不超过设定的最大门限值，x为从零开始逐渐递增的整数；B、采集所述时间点对应的多子帧的功率数字量，由该功率数字量转换得到功率值，对所述功率值进行平均计算得到功率。
其中，所述ΔdB为0.1dB。
其中，所述最大门限值为±2.5dB。
其中，通过均方根值RMS检波方式进行采集。
此外，本发明提供一种查找时间点的方法，查找功率在[下行导频时隙平均功率-xΔdB，下行导频时隙平均功率+xΔdB]区间的时间点，所述±xΔdB不超过设定的最大门限值，x为从零开始逐渐递增的整数。
其中，所述ΔdB为0.1dB。
其中，所述最大门限值为±2.5dB。
本发明提供一种TD-SCDMA系统基站功率的检测装置，包括时间点查找器，用于查找功率在[下行导频时隙平均功率-xΔdB，下行导频时隙平均功率+xΔdB]区间的时间点，所述±xΔdB不超过设定的最大门限值，x为从零开始逐渐递增的整数；功率采集器，用于采集所述时间点对应的多子帧的功率数字量；功率计算器，用于由该功率数字量转换得到功率值，对所述功率值进行平均计算得到功率检测值。
其中，所述ΔdB为0.1dB。
其中，所述最大门限值为±2.5dB。
对比现有技术，本发明的有益效果归纳如下1、本发明通过在一个下行导频时隙周期内寻找最接近下行导频时隙平均功率的时间点，然后对该时间点进行多子帧的功率采集，进而转换得到功率值，对所述功率值进行平均计算得到功率检测值。通过该方案，可以大幅度提高功率检测的精确度，进而得到的功率校准值与频谱仪测量到的实际功率最大相差1.2dB。
2、本发明通过提供查找时间点的方法，先查找功率等于所述平均功率的时间点，如果不存在满足条件的时间点，则继续查找功率在[下行导频时隙平均功率-1ΔdB，下行导频时隙平均功率+1ΔdB]区间的时间点，如果仍不存在满足条件的时间点，则继续查找功率在[下行导频时隙平均功率-2ΔdB，下行导频时隙平均功率+2ΔdB]区间的时间点，如果仍不存在满足条件的时间点，则继续依次类推，至到设定的最大门限范围为止。通过这种方法总会查找到一个最接近下行导频时隙平均功率的时间点，从而保证测量的精确度。此外，采用此方案，系统资源利用率高，每个下行导频时隙周期内只需要对功率检测芯片的一个时间点的检测结果进行处理，不用多点采样，从而节省了数据存储和处理的资源。
3、本发明基于功率检测芯片采用RMS检波方式，并且对输入信号的响应时间很快，可以基本真实反映信号幅度变化。在实现时要求对功率检测值进行采集的模块有精确的定时，可以准确采集到所需位置的功率。
4、本发明在实际应用中方便快捷，适用范围广泛，所有类似的系统都可以通过本发明方案找到合适的时间点，以进行功率检测的采集。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步描述。
图1是现有技术功率检测的实现框图；图2是本发明检测方法流程图；图3是本发明查找时间点的方法流程图；图4是本发明检测装置框图；
图5是本发明实施例测试框图。
具体实施例方式
在TD-SCDMA系统中共有128个小区扰码来区分不同的小区，每四个扰码组成一组，对应一个Sync_DL码，共32组Sync_DL码字。下行同步码(Sync_DL，synchronous downlink)是一个系统预定的64位PN序列，在建立不同扰码的小区时，基站所发出的Sync_DL共有32种情况。系统中相邻小区的Sync_DL互不相同，不相邻小区的Sync_DL可以复用。Sync_DL包含在TD-SCDMA系统的下行同步时隙(DwPTS，downlink pilot time slot)中。
3GPP定义一个TD_SCDMA系统的帧长度为10ms，一个10ms的帧可以分成两个结构完全相同的子帧，每个子帧的时长为5ms，每个子帧由3个特殊时隙和7个常规时隙组成，在每个子帧中DwPTS持续时间为50us。基于TD_SCDMA帧结构的特点，本发明采用在一个下行导频时隙周期内FPGA采集某一个最接近下行导频时隙平均功率的时间点的功率值作为一次检测值，再在该点进行多子帧检测后进行平均的方法进行功率检测，并且保证这个时间点适用于所有下行导频码字的下行导频时隙。
本发明TD-SCDMA系统基站功率的检测方法，如图2所示，包括步骤1、在一个下行导频时隙周期内查找一个最接近下行导频时隙平均功率的时间点；步骤2、采集所述时间点对应的多子帧的功率数字量，由该功率数字量转换得到功率值，对所述功率值进行平均计算得到功率检测值。
如图3所示，所述时间点通过以下步骤获得步骤101、查找功率等于下行导频时隙平均功率的时间点，如果存在满足条件的时间点，则进入步骤102；否则进入步骤103；步骤102、输出该时间点；步骤103、查找功率在[下行导频时隙平均功率-1ΔdB，下行导频时隙平均功率+1ΔdB]区间的时间点，如果存在满足条件的时间点，则进入步骤104；否则进入步骤105；步骤104、输出该时间点；步骤105、查找功率在[下行导频时隙平均功率-2ΔdB，下行导频时隙平均功率+2ΔdB]区间的时间点，如果存在满足条件的时间点，则进入步骤106；
否则进入步骤107；步骤107、依次类推，至到最大门限范围为止。
下面说明3GPP 25.142协议在TD-SCDMA系统基站一致性测试建议中，对基站最大输出功率的相关规定，即通常情况下，基站最大输出功率要在生产商的标称输出功率±2dB之内；极端情况下，基站最大输出功率要子生产商的标称输出功率±2.5dB之内；考虑到测试系统带来的不确定度，通常情况下，基站最大输出功率在±2.7dB之内；考虑到测试系统带来的不确定度，极端情况下，基站最大输出功率在±3.2dB之内；通常情况是指正常测试环境，其条件限值如表1所示表1
极端情况按照3GPP 25.142协议关于TD-SCDMA系统基站一致性测试建议5.9.2提出的极端测试环境中的相关规定执行。
因此，本发明所述最大门限值为±2.5dB。所述ΔdB依实际情况可以为0.1dB、0.2dB等。
如图4所示，为本发明检测装置框图，其中首先，由时间点查找器41在一个下行导频时隙周期内查找一个最接近下行导频时隙平均功率的时间点；然后，由功率采集器42采集所述时间点对应的多子帧的功率数字量；最后，由功率计算器43将所述功率数字量转换得到功率值，对所述功率值进行平均计算得到功率检测值，用作后续处理。
其中，所述时间点由时间点查找器41通过以下步骤获得
a1、查找功率等于下行导频时隙平均功率的时间点，如果存在满足条件的时间点，则结束；否则继续；a2、查找功率在[下行导频时隙平均功率-1ΔdB，下行导频时隙平均功率+1ΔdB]区间的时间点，所述ΔdB是设定最大门限平均功率的若干分量，如果存在满足条件的时间点，则结束；否则继续；a3、查找功率在[下行导频时隙平均功率-2ΔdB，下行导频时隙平均功率+2ΔdB]区间的时间点，如果存在满足条件的时间点，则结束；否则继续依次类推，至到最大门限平均功率为止。
所述最大门限平均功率为平均功率±2.5dB；所述ΔdB依实际情况可以为0.1dB、0.2dB等。
下面，举例说明本发明技术方案的具体实施过程。
在TD-SCDMA系统的信号发射过程中，基带数字信号经过数字中频处理，Sync_DL基带数字信号经过RRC成形滤波器后波形会变化，导致发射出的Sync_DL在时域上的波形出现波动，而且不同码字的波动规律不相同。下行导频时隙码字的波形变化主要产生于发射过程中的成形滤波器。通过使用Matlab软件仿真TD-SCDMA系统中下行导频时隙码字，经过成形滤波器后的波形可以从理论上验证这一点。
仿真软件的条件和TD_SCDMA系统实际实现时完全一致把SYNC_DL码中间插0，进行60倍插值后，经过59阶成形滤波器，数据与滤波器卷积后，两边截掉滤波器长度的一半，长度就是64*60＝3840(1/60chip采样)。
通过对仿真数据的分析，发现虽然32个sync_DL码字经过数字中频的RRC处理后都存在波动而且波动的规律不相同，但是总有一些点的功率是等于平均功率或者接近平均功率的。于是，采用本发明时间点的查找方案，即通过软件分析32组sync_DL码字经过数字中频的RRC处理后的波形数据，寻找一个时间点，使得在这个时间点上，32个sync_DL码字的功率都最接近于整个码字的平均功率值。
具体过程为(1)在所有32个sync_DL码字的仿真波形的3840个采样点中，采用软件分析查找功率等于平均功率的时间点，然后分析统计结果，对于所有码字在相同位置是否有满足条件的时间点，如果有满足条件的时间点，则可使用这些时间点中任意一个作为功率检测结果的采集位置；否则继续；(2)如果没有满足以上条件的时间点，则放松条件，即在所有32个snyc_D1码字的下行导频时隙波形中查找功率在[下行导频时隙平均功率-0.1dB，下行导频时隙平均功率+0.1dB]区间的时间点，如果有满足条件的时间点，则可使用这些时间点中任意一个作为功率检测结果的采集位置；否则继续；依次类推，查询的最大门限值设置为±2.5dB。
(3)经过对数据进行分析，查找到127个时间点对于所有码字都满足平均功率±2dB，具体如表2所示表2
选择127个点中的任意一点作为功率检测结果的采集时间点，就可以保证功率检测的结果与实际偏差不超过2dB，保证了功率校准的精度。
针对找到的时间点进行了验证试验，实验中选取的时间点为子帧中距离帧头716.484us的时刻。
测试环境如图5所示测试中使用单载波微基站51，建立满功率小区，Dwpts Power＝30dBm，Pccpch Power＝30dBm，所有功率测量值使用频谱仪53的码域功率测量模式，测量主公共控制物理信道(Pccpch，primary commoncontrol physical channel)的两码道发射功率。测量时，衰减器52要选用合适的衰减值，以防止频谱仪的过载。
现有方案和本发明功率调整后的结果比较如表3所示，表3中列出了功率控制时使用现有方案和采用本发明方案后对应所有32个Sync_DL码字的结果。预期功率为30dBm，可以看出同一硬件系统采用现有方案调整的功率值与预期功率的最大偏差达到了5.3dB，功率偏差大于1dB的结果占到了所有结果的65.625％。采用本方案调整的功率值与预期功率的最大偏差为1.2dB，而且90.625％的结果偏差小于1dB，基本接近预期功率。
表3
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种TD-SCDMA系统基站功率的检测方法，其特征在于，包括步骤A、查找功率在[下行导频时隙平均功率-xΔdB，下行导频时隙平均功率+xΔdB]区间的时间点，所述±xΔdB不超过设定的最大门限值，x为从零开始逐渐递增的整数；B、采集所述时间点对应的多子帧的功率数字量，由该功率数字量转换得到功率值，对所述功率值进行平均计算得到功率。
2.如权利要求1所述的检测方法，其中，所述ΔdB为0.1dB。
3.如权利要求1所述的检测方法，其中，所述最大门限值为±2.5dB。
4.如权利要求2或3所述的检测方法，其中，通过均方根值RMS检波方式进行采集。
5.一种查找时间点的方法，其特征在于，查找功率在[下行导频时隙平均功率-xΔdB，下行导频时隙平均功率+xΔdB]区间的时间点，所述±xΔdB不超过设定的最大门限值，x为从零开始逐渐递增的整数。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述ΔdB为0.1dB。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述最大门限值为±2.5dB。
8.一种TD-SCDMA系统基站功率的检测装置，其特征在于，包括时间点查找器，用于查找功率在[下行导频时隙平均功率-xΔdB，下行导频时隙平均功率+xΔdB]区间的时间点，所述±xΔdB不超过设定的最大门限值，x为从零开始逐渐递增的整数；功率采集器，用于采集所述时间点对应的多子帧的功率数字量；功率计算器，用于由该功率数字量转换得到功率值，对所述功率值进行平均计算得到功率检测值。
9.如权利要求8所述的检测装置，其中，所述ΔdB为0.1dB。
10.如权利要求8所述的检测装置，其中，所述最大门限值为±2.5dB。
全文摘要
本发明提供一种TD－SCDMA系统基站功率的检测方法及装置。通过在一个下行导频时隙周期内查找功率在[下行导频时隙平均功率－xΔdB，下行导频时隙平均功率+xΔdB]区间的时间点，所述±xΔdB不超过设定的最大门限值，x为从零开始逐渐递增的整数；采集所述时间点对应的多子帧的功率数字量，由该功率数字量转换得到功率值，对所述功率值进行平均计算得到功率检测值。本发明通过上述方案可以对最接近下行导频时隙平均功率的时间点进行功率值的采集，从而提高功率检测的精确度。
文档编号H04Q7/30GK101079664SQ200610080638
公开日2007年11月28日 申请日期2006年5月23日 优先权日2006年5月23日
发明者李威, 郭全成, 韩波 申请人:大唐移动通信设备有限公司