专利名称：直放站中进行数字自动电平控制的方法
直放站中进行数字自动电平控制的方法
技术领域：
本发明涉及TD-SCDMA系统通信技术领域，尤其涉及直放站中进行数字自动电 平控制的方法。
背景技术：
在TD-SCDMA系统中直放站是不可或缺的一部分。直放站的应用不仅可以增加 网络覆盖，使主基站的覆盖得到延伸，还能增加空闲基站的话务负荷，分摊繁忙基站 的话务量，起到优化网络的作用。
ALC (Automatic level control,自动电平控制)是直放站系统中极为重要的一环， 目的主要是为了对直放站进行保护并控制直放站的输出功率。对于直放站来说，ALC 技术所实现的功能就是一方面控制输出电平保证功放器件不会工作在过功率状态下； 另一方面控制直放站的输出功率在覆盖允许范围内，既能够满足网络规划时的覆盖距 离要求，又不会产生过强的输出信号对相邻基站造成干扰。
目前， 一般的ALC电路可以分成增益受控放大电路和控制电压形成电路两部分。 其工作原理是，增益受控放大电路位于正向放大通路，其增益随控制电压而改变。控 制电压形成电路的基本部件是检波器和低通平滑滤波器，有时也包含门电路和直流放 大器等部件。放大电路的输出信号Uo经检波并经滤波器滤除低频调制分量和噪声后， 与设定的最大输出功率进行比较，产生用以控制增益受控放大器的电压Uc 。当输入 信号Ui增大时，Uo和Uc亦随之增大。而作为一个负反馈网络，Uc增大使放大电 路的增益下降，从而使输出信号的变化量显著小于输入信号的变化量，达到自动增益 控制的目的。也就是说，ALC电路的主要工作原理是用反应信号幅度变化趋势的直流 缓变电压去控制压控衰减器，以达到控制输出电平的目的。
但是，在TD-SCDMA中，每个频点的每个常规时隙都可同时承载多个用户，这 些用户按照不同的扩频码来区分,系统根据一定的DCA算法动态的将信道分配给用户， 在某个时隙中的多个用户距离基站的距离会有不同，移动的速度也会不同并且具有不 同的信道衰落特性。实际上，在一个子帧中，不同的时隙会有不同的码道占用情况,造成 各时隙功率的差异，而多个连续子帧的同一常规时隙的功率也都是不同的。由TD-SCDMA的信号子帧格式可以发现，这是一种高峰均比的突发脉冲信号，而并非连 续信号，这就对传统模拟形式的自动电平控制带来一定的困难，当信号出现的时候由 于自动电平控制不能立即做出响应，而自动电平控制开始响应后造成突发信号已经失 真，没有真正起到自动电平控制的作用。
由此可知，TD-SCDMA信号的突发特性和高峰均比用传统的输入控输出的ALC 控制方式是难以实现分时隙电平控制的该方式ALC控制深度的个体差异受模拟器件 的影响，每个模块的ALC控制深度不一样，从而导致ALC输出的控制值不一样；其 次，以输入功率为基准时，其输出功率会因功放增益的变化而变化，进一步影响ALC 的控制精度；最后，数控衰减器精度的也会影响ALC控制的精度。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种直放站中进行数字自动电平控制的方法，以达到提 高ALC控制精度的目的。
为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案 --种直放站中进行数字自动电平控制的方法，该方法包括以下步骤
(1) 、设置每个时隙的最大功率值；提取每个时隙的功率检测值；
(2) 、将每个时隙的功率检测值与设定的最大功率值进行比较，再根据ALC控制 值进行判断需要进行控制时，对该时隙进行相应的控制。
其中，在所述步骤(1)中设置每个时隙的最大功率值的过程进一步包括 根据直放站的功率值计算出每个时隙所能承受的最大功率值，由终端维护工具设
置每个时隙的所述功率最大值，通过MCU电路传送给FPGA的ALC控制单元。. 其中，所述步骤(1)中提取每个时隙的功率检测值的过程进一步包括以下步骤
(11) 、设置基站与直放站之间的时延，同步控制单元根据所述时延对下行链路、 下行链路的时间差值进行补偿；
(12) 、获取TD-SCDMA射频功率信号并转换成数字信号，送给同步控制单元；
査找下行导频信号、第一切换点、第二切换点，査找下行链路、上行链路每个时隙的 切换点；
(13) 、查找每个时隙的训练序列码的位置，根据所述位置从TD-SCDMA射频功率信号中读取各个时隙的功率值。
其中，所述步骤(12)査找过程具体包括
(121) 、获得上一次保护时隙GP的值并设为低电平参考值；根据低电平参考值 以及系统的器件特性获得高电平参考值；
(122) 、对时隙进行电平检测，确定特征窗的位置；
(123) 、根据所述特征窗的位置和TD—SCDMA子帧时隙的分布特征，查找下行 导频信号、第一切换点、第二切换点，査找下行链路、上行链路每个时隙的切换点；
(124) 、同步控制单元根据时间窗原则来寻找下行导频信号、第一切换点、第二 切换点，同时査找下行链路、上行链路每个时隙的切换点。
其中，所述步骤(2)进一步包括
(21 )、将每个时隙的功率检测值与设定的最大功率值进行比较，如果所述功率检 测值大于设置的功率最大值，则当前控制值等于上次控制值加1,同时把当前控制值 进行保存后输出；
(22) 、如果所述功率检测值小于设置的功率最大值，且上次控制的值大于或等于 1，则当前控制值等于上次控制值减1，同时把当前控制值进行保存后输出；
(23) 、如果所述功率检测值小于设置的功率最大值且上次控制值小于1，或者所 述功率检测值等于设置的功率最大值，则将上次控制值赋给当前控制值，同时把当前 控制值进行保存后输出。
从以上技术方案可以看出，本发明采用输出控输出的方式对TD-SCDMA信号进 行功率控制，是以输出功率值作为基准点，避免了模拟期间的个体差异、温度等因素 对ALC控制的不良影响，提高了ALC的控制精度。
图1为本发明直放站中进行数字自动电平控制的方法的流程图2为本发明提取每个时隙的功率检测值过程的流程图3为本发明逐次逼近方式的流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。
为达到提高ALC的控制精度的目的，如图1所示，本发明提供一种直放站中进行 数字自动电平控制的方法，包括以下步骤
步骤S101、计算并设置各个时隙最大功率值在本步骤中，从同步模块中功率检
湖ij单元提取每个曰寸隙的功率值DWPTS、 TSO、 TS1、 TS2、 TS3、 TS4、 TS5、 TS6。
步骤S102、提取每个时隙的功率检测值在本实施例中，根据直放站的功率值计 算出每个时隙所能承受的最大功率值，由终端维护工具设置下每个时隙的最大功率值 通过MCU电路传送给FPGA的ALC控制单元。
值得注意的是，本实施例中步骤S101和步骤S102在具体实施过程中可以先执 行步骤S101再执行步骤S102，也可以先执行步骤S102再执行步骤S101，步骤可 以互换。在优选的实施方式中，通常先执行步骤S101再执行步骤S102。
步骤S103、将每个时隙的功率检测值与设置的最大功率值进行比较后，再根据 ALC控制值进行判断是否需要进行控制，如果需要进行控制，则对该时隙进行相应的 控制，其它的时隙不受其控制影响。
以TS4为例，如果TS4的功率检测值大于TS4设置的功率最大值，则在上次输 出控制值的基础上加一，作为当前控制ALC值，同时保存此ALC控制值，当下个周 期到来时，把保存的控制ALC值作为控制电压输出。
如果TS4的功率检测值小于TS4设置的功率最大值，再判断ALC控制值，如果 ALC控制值大于等于一，则当前控制ALC值减一，同时保存该值。在下个周期到来 时，把保存的ALC值作为控制电压输出。如果ALC控制值小于1，此时ALC控制电 压与上次控制值相等，保存上次控制值后，在下个周期到来时，保存的ALC控制值作 为控制电压输出。依此类推，重复上述操作，直至TS4的功率检测值不大于TS4设 置的功率最大值，且ALC控制电压均达到平衡。
如果TS4的功率检测值小于TS4设置的功率最大值且上次ALC控制值小于1 ， 或者TS4的功率检测值等于TS4设置的功率最大值，则ALC控制值保持上一周期控 制不变。
如图2所示，在本实施例中步骤S101具体包括如下步骤
步骤S201、设置基站与直放站之间的时延，同步控制单元根据所述时延对下行链 路、下行链路的时间差值进行补偿。
步骤S202、获取TD-SCDMA射频功率信号并转换成数字信号，送给同步控制单 元；查找下行导频信号、第一切换点、第二切换点，査找下行链路、上行链路每个时 隙的切换点。在优选的实施例中，同步控制单元根据时间窗原则来寻找下行导频信号、 第一切换点、第二切换点，同时査找下行链路、上行链路每个时隙的切换点。
步骤S203、查找每个时隙的训练序列码的位置，根据所述位置从TD-SCDMA射 频功率信号中读取各个时隙的功率值。
对于步骤S202，可以通过FPGA对采样功率进行特征窗分析，根据门限自适应 调整的特征窗匹配方式来查找下行导频信号、第一切换点、第二切换点，同时査找下 行链路、上行链路每个时隙的切换点。
查找特征窗的关键在于如何设置低电平和高电平的参考值。由于外部干扰的存在， 时隙的低电平和高电平都是相对变化的，所以低电平和高电平的参考值也应当进行相 应的动态变化，才能准确地找到特征窗。在每个TD-SCDMA每个子帧中，都有一个 保护时隙GP，且GP的功率是最低的。根据GP这一特性，可以将上一次GP的值设 为特征窗的低电平参考值，在该低电平参考值的基础上，根据器件特性在低电平参考 值上加一个常数得到高电平参考值。确定了低电平和高电平的参考值之后，就可以对 时隙的电平进行检测，如果检测到连续48码片的低电平，再检测到连续64码片的高 电平，则可确定特征窗的位置。
本实施例中步骤S103中进行相应的控制具体为采用逐次逼近方式计算ALC的控 制值来对需要控制的时隙进行相应的控制，包括以下步骤
将每个时隙的功率检测值与设定的最大功率值进行比较，如果所述功率检测值大 于设置的功率最大值，则当前控制值等于上次控制值加1，同时把当前控制值进行保 存后输出；
如果所述功率检测值小于设置的功率最大值，且上次控制的值大于或等于1，则 当前控制值等于上次控制值减1，同时把当前控制值进行保存后输出；
如果所述功率检测值小于设置的功率最大值且上次控制值小于1 ，或者所述功率检 测值等于设置的功率最大值，则将上次控制值赋给当前控制值，同时把当前控制值进
行保存后输出。
如图3所示，以TS4为例对上述步骤进行具体说明，其中，P表示输出功率检测值， Q表示根据直放站输出功率计算出每个时隙的最大功率值，X表示上一次ALC的控制 值，Y表示将要控制的值,具体描述如下
将每个时隙的功率检测值与设定的最大功率值进行比较,如果TS4的功率检测值 大于TS4设置的功率最大值，则将要控制的值ALCTS4等于上一次控制的值FrontR印 加上一。
如果TS4的功率检测值小于TS4设置的功率最大值，且上次控制的值FrontReg 大于或等于一，则将要控制的值ALCTS4等于ALCTS4减一。同时将ALCTS4的值 赋值给上次控制的值FrontReg。
如果TS4的功率检测值小于TS4设置的功率最大值且上次控制的值FrontReg小 于一，或者TS4的功率检测值等于TS4设置的功率最大值，则将FrontReg赋值给 ALCTS4，同时将ALCTS4的值赋值给上次控制的值FrontReg中保存。
在本实施例中，把当前控制值进行保存后进行输出。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于 本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1、一种直放站中进行数字自动电平控制的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)、设置每个时隙的最大功率值；提取每个时隙的功率检测值；(2)、将每个时隙的功率检测值与设定的最大功率值进行比较，再根据ALC控制值进行判断需要进行控制时，对该时隙进行相应的控制。
2、 根据权利要求1所述的直放站中进行数字自动电平控制的方法，其特征在于， 在所述步骤(1)中设置每个时隙的最大功率值的过程进一步包括根据直放站的功率值计算出每个时隙所能承受的最大功率值，由终端维护工具设置每个时隙的所述功率最大值，通过MCU电路传送给FPGA的ALC控制单元。
3、 根据权利要求1所述的直放站中进行数字自动电平控制的方法，其特征在于，所述步骤(1)中提取每个时隙的功率检测值的过程进一步包括以下步骤(11) 、设置基站与直放站之间的时延，同步控制单元根据所述时延对下行链路、 下行链路的时间差值进行补偿；(12) 、获取TD-SCDMA射频功率信号并转换成数字信号，送给同步控制单元； 査找下行导频信号、第一切换点、第二切换点，查找下行链路、上行链路每个时隙的 切换点；(13) 、查找每个时隙的训练序列码的位置，根据所述位置从TD-SCDMA射频功率信号中读取各个时隙的功率值。
4、 根据权利要求3所述的直放站中进行数字自动电平控制的方法，其特征在于， 所述步骤(12)査找过程具体包括(121) 、获得上一次保护时隙GP的值并设为低电平参考值；根据低电平参考值 以及系统的器件特性获得高电平参考值；(122) 、对时隙进行电平检测，确定特征窗的位置；(123) 、根据所述特征窗的位置和TD—SCDMA子帧时隙的分布特征，査找下行 导频信号、第一切换点、第二切换点，查找下行链路、上行链路每个时隙的切换点；(124) 、同步控制单元根据时间窗原则来寻找下行导频信号、第一切换点、第二 切换点，同时査找下行链路、上行链路每个时隙的切换点。
5、根据权利要求1 4中任一项所述的直放站中进行数字自动电平控制的方法， 其特征在于，所述步骤(2)进一步包括-(21 )、将每个时隙的功率检测值与设定的最大功率值进行比较,如果所述功率检 测值大于设置的功率最大值，则当前控制值等于上次控制值加1，同时把当前控制值 进行保存后输出；(22) 、如果所述功率检测值小于设置的功率最大值，且上次控制的值大于或等于 1，则当前控制值等于上次控制值减1，同时把当前控制值进行保存后输出；(23) 、如果所述功率检测值小于设置的功率最大值且上次控制值小于1，或者所 述功率检测值等于设置的功率最大值，则将上次控制值赋给当前控制值，同时把当前 控制值进行保存后输出。
全文摘要
本发明公开了一种直放站中进行数字自动电平控制的方法，该方法包括以下步骤(1)设置每个时隙的最大功率值；提取每个时隙的功率检测值；(2)将每个时隙的功率检测值与设定的最大功率值进行比较，再根据ALC控制值进行判断需要进行控制时，对该时隙进行相应的控制。本发明采用输出控输出的数字方式对TD-SCDMA信号进行功率控制，提高了ALC的控制精度。通过本发明的技术方案，可以在时分系统下精确的实现单时隙数字ALC控制。
文档编号H04B7/005GK101197600SQ20071012487
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月10日 优先权日2007年12月10日
发明者戴小华, 坚 郭 申请人:深圳国人通信有限公司