专利名称：Wimax功率放大器中的下行输出功率检测方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输出功率检测技术，尤其是指用于检测WIMAX功率放 大器中的下行信号输出功率的方法及其装置。
背景技术：
在WIMAX功率放大器中，当下行输入信号过大而导致输出信号功率过 大时，就会存在烧毁功率放大器的危险。为了保护功率放大器因下行输出信 号过大而烧毁，必须先检测出下行输出信号功率的大小，然后再判断是否需 关闭功率放大器。根据WIMAX制式移动通信中的特点，其上行射频输出信 号和下行射频输出信号总是交替出现，交替周期为5毫秒，而下行射频输出 信号中，首先承载的是WIMAX Preamble码的信息，它出现的时间约为120 微秒，且Preamble码信号总是在下行射频输出信号中出现，且信号相对稳定， 因此通常是取样Preamble码信号的功率来检测WIMAX的下行输出信号功率。
现有的常用的方法是，通过使用常用高速逻辑器件和高速模数转换芯片 来完成此过程，如通过WIMAX信号解调器通过帧同步解调的方法来实现对 Preamble码信号的定位，它首先将耦合的高频WIMAX无线信号下变频为 WIMAX中频信号，然后，将WIMAX中频信号经过高速模数转换为WIMAX 中频数字信号，最后使用数字信号处理器(DSP)或者FPGA逻辑器件，根据 WIMAX信号的帧结构将中频数字信号中的Preamble码的同步码解调出来， 最终达到定位Preamble码的目的。同时，耦合的高频WIMAX无线信号经过 对数检波、ADC转换后进入数字信号处理单元，数字信号处理单元就可以根 据WIMAX的帧结构运算得到WIMAX信号的功率。从以上描述的电路及大 家对芯片的了解可知， 一般芯片本身的电路是很复杂的，且芯片成本较高， 因此对于一些电路，如果可以通过使用普通的电路即可完成，大家通常就不 会选取高成本且电路复杂的芯片。因此使用高速逻辑器件和高速模数转换芯片来完成此过程不仅成本高而且不具有适用性。
发明内容
本发明提供一种简单适用的、低成本的用于4企测WIMAX功率》丈大器的下 行输出功率的检测方法及其装置。
本发明提供的检测WIMAX功率放大器的下行输出功率的检测方法，包括
步骤一从WIMAX功率放大器的输出信号中获取Preamble码信号；将
所述Preamble信号的电压进行放大处理；
步骤二生成与放大处理后的Preamble码信号同步的同步中断信号；
步骤三才艮据所述同步中断信号，对所述方文大处理后的Preamble码信号
进行采样及模数转换，并计算模数转换后的Preamble码信号的电压值，根据 所述电压值查找到相应的下行输出功率值。
本发明提供的与上述方法相对应的用于检测WIMAX功率放大器的下行
输出功率的检测装置，包括
检波放大器，用于从WIMAX功率放大器的输出信号中获取Preamble码
同步信号处理单元，用于生成与放大处理后的Preamble码信号同步的同 步中断信号；
模拟信号处理单元，用于接收同步中断信号，接收所述放大处理后的
Preamble码信号；才艮据所述同步中断信号，对所述放大处理后的Preamble码 信号进行采样及模数转换，并计算模数转换后的Preamble码信号的电压值， 根据所述电压值查找到相应的下行输出功率值。本发明通过使用普通的电路，利用下行输出信号中Preamble码信号最稳 定的特点，产生与所述Preamble码信号同步的同步中断信号，用同步中断信 号来指示Preamble码信号出现的时间，同时在同步中断信号作用的这段时间 内，对放大处理后的Preamble信号采样；通过产生同步中断信号达到对 Preamble码信号很好的定位，不需要使用高价又复杂的芯片，便能达到准确 检测目的，相比于现有技术更加简单适用，成本更低。
附图1为本发明检测WIMAX功率放大器的下行输出功率的检测方法的 流程附图2为本发明检测WIMAX功率放大器的下行输出功率的检测装置的 逻辑框图。
具体实施例方式
在WIMAX功率放大器中，检测下行输出信号功率通常需要用到高速逻 辑器件和高速ADC芯片，这种方法往往会增加WIMAX功率放大器的成本。 本发明申请人根据WIMAX信号的特点，找到了检测WIMAX功率放大器的 下行输出信号功率的新方法，该方法通过使用普通的电^ 各，利用下行输出信 号中Preamble码信号最稳定的特点，当此信息出现时，产生与它对应的同步 中断信号，从而确定Preamble码信号的起始点，并在有效的中断时间内对 Preamble码信号进行及时处理，不需要用高价又复杂的芯片，便能完成检测 的目的。本发明有效降低的WIMAX功率放大器的成本，同时能达到准确4企 测的效果，很好的保护了 WIMAX功率放大器。请参见附图l，为本发明WIMAX功率放大器中下行输出功率检测方法的
流程图，包括以下步骤步骤一从WIMAX功率放大器的输出信号中获取 Preamble码信号；将所述Preamble信号的电压进行放大处理；步骤二'.生成 与所述放大处理后的Preamble码信号同步的同步中断信号；步骤三根据所 述同步中断信号，对所述放大处理后的Preamble码信号进行采样及模数转换， 并计算所述模数转换后的Preamble码信号的电压值，根据所述电压值查找到 相应的下行输出功率值。
优选的，在执行步骤一时，从WIMAX功率放大器的输出信号中获取 Preamble码信号，可以通过多种方式实现，如可以通过同步4全波或者包络斗全
信号，根据WIMAX工作特点，它的上行射频输出信号和下行射频输出信号 总是交替出现的，交替的周期为5mS (5毫秒)，且所述下行射频信号的包络 电压大于所述上行射频信号的包络电压。因此当下行射频输出信号出现时， 包络电压值会较大。因此可以通过设定一个预设电压值，此预设电压可根据 已有的知识计算得出。与WIMAX功率放大器的输出信号进行比较，当输出 信号的包络电压大于预设电压值时，说明此时输出信号为下行射频信号；而 根据下行射频信号中，首先承载的是Preamble码信号。因此对输出信号进行 检波，获取到Preamble码信号，再将Preamble信号的电压进行放大处理。
在执行步骤二时，首先接收放大处理后的Preamble码信号，再根据力文大 处理后的Preamble信号，生成与其同步的同步中断信号；优选的完成此步骤 同样可以通过设置一个预定电压值，纟全测到输入的放大处理后的Preamble码 信号的电压值大于预定电压值的时刻，代表放大处理后的Preamble码信号的 起始点，此时产生一个上升沿与Preamble码信号同步的^:字脉冲信号，即同 步中断信号，而所述同步中断信号的脉冲宽度是可根据需要自行调节，并以 清零信号作为终止点，如本发明方案中根据Preamble码信号出现的时间，可 以将脉冲宽度调为120微秒。在执行步骤三时，根据同步中断信号，对所述放大处理后的Preamble码 信号进行采样及模数转换，并计算模数转换后的Preamble码信号的电压值；
根据所述模数转换后的Preamble码信号的电压值查找到相应的功率分贝值的 步骤中；所述同步中断信号可指示Preamble码信号出现的起始点，并且其中 断时间内可代表Preamble码信号一直存在。因此在接收到同步中断信号后， 可在同步中断信号作用的这段时间内，执行中断操作，按照预定数值N对所 述放大处理后的Preamble码信号进行采样，获得N个采样点；对所述N个采 样点分别进行模数转换；再取每个采样点的电压的1/N,根据公式f^l;S计算
所述电压值，其中/7"为所述进行模数转换后的采样点的电压值，N的值可根 据需要确定， 一般取值在4《N》8,优选的，选^奪N为8，即采样8个点的所 述放大处理后的Preamble码信号，并进行模数转换，再取每个点模数转换后 的Preamble码信号的电压的1/8，将8个1/8电压相加，根据公式t/^警， 求出所述模数转换后的Preamble码信号的电压值。当然也可以采样4";点的 放大处理后的Preamble码信号电压或6个点的》t大处理后的Preamble码信号 电压等，具体的数值可根据需要来定。获得Preamble码信号对应的电压值后， 可通过查找电压值对应的下行输出功率值的二维表，得到WIMAX下行输出 功率值。
在此步骤中需要注意的是，由于同步中断信号的脉冲宽度可由用户自行设 定，同步中断信号可以以清零信号的出现为终止点，在执行中断操作这个过 程当中，优选的，当采样了所述放大处理后的Preamble码信号，并对其进行 了模数转换后，可发出清零信号清除同步中断信号，避免同一中断时间内再 次收到同步中断信号而去执行另 一个中断操作。
由于所述放大处理后的Preamble码信号为模拟信号，而模拟信号容易出现 波形不稳定或者波峰过小等等的一些不稳定的情况出现，因此为了获得准确 的电压值，本发明技术方案将选择在所述放大处理后的Preamble码信号波形 最稳定时对其进行采样，因此，优选的，可以根据预定时间对所述放大处理后的Preamble码信号进行延时，所述预定时间可以冲艮据实际情况的不同而i殳 置成不同的值，但是预定时间均可通过时间测定出。
请参照附图2，为了更好的理解本发明的技术方案，相应的本发明还提供 了与上述方法相对应的用于检测WIMAX功率i文大器的下行输出功率的4企测 装置，该下行输出功率的检测装置包括检波放大器、同步信号处理单元及模 拟信号处理单元。所述检波放大器的输出端分别与同步信号处理单元及模拟 信号处理单元的输入端连接，同步信号处理单元的输出端连接至模拟信号处 理单元的输入端。
所述用于^^测WIMAX功率放大器的下行输出功率的4全测装置可以通过 常用的耦合的方式耦接至WIMAX功率放大器的输出端，其中是由4企波力丈大 器的输入端直接与WIMAX功率放大器的输出端耦4娄。
所述检波放大器可用于执行上述方法中的从WIMAX功率放大器的输出 信号中获取Preamble码信号；将所述Preamble信号的电压进4亍放大处理的步 骤；所述检波放大器中可通过设置比较器，设定一个预设电压值对输出信号 的电压进行比较，输出信号的电压大于设定的电压时，判断此时为载有 Preamble码信号的下行射频输出信号，对下行射频输出信号进行4企波获得 Preamble码信号，并将所述Preamble信号的电压进行放大处理。具体的执行 步骤可参见上述方法中的步骤一。
所述放大处理后的Preamble信号将分为两路， 一路输出到模拟信号处理 单元，另一路输出到同步信号处理单元。
同步信号处理单元可用于执行上述方法中生成与所述放大处理后的 Preamble码信号同步的同步中断信号步骤。所述同步信号处理单元中也可以
码信号的电压大小。所述同步信号处理单元接收到所述放大处理后的Preamble 码信号的电压后，首先比较电压的大小，检测到所述放大处理后的Preamble 码信号的电压大于预定电压值的时刻，代表Preamble码信号的起始点，此时 产生一个上升沿与Preamble码信号同步的数字脉冲信号，即同步中断信号；同步中断信号的脉沖宽度可根据需要自行设定，以清零信号作为脉沖宽度的 终点。清零信号用于清除同步中断信号，保证在一次同步中断时间内不再发 生中断时间。具体的执行步骤同样可以参见上述方法中的步骤二实现。
所述清零信号可通过RS触发器输出逻辑0来实现。这也使得模拟信号处
理单元接收到清零信号不再对所述放大处理后的Preamble码信号的电压进行 釆样及模数转换,直到下一个同步中断信号的出现为止，这保证了模拟信号处 理单元仅对Preamble码对应的电压进行模数转换,而不对其它部分的电压进行 模数转换。这就到达了使用同步中断信号指示Preamble码出现时间，同时在 执行中断操作时，只使用Preamble码信号的功率，来体现 wimax的下行输出
信号功率，可以得到一个准确的值。
号，对所述放大处理后的Preamble码信号进行采样及模数转换，并计算模数 转换后的Preamble码信号的电压值，根据所述电压值查找到相应的下行输出 功率值的步骤。优选的，所述模拟信号处理单元可以为一个独立的电路单元， 也可以为MCU (微控单元)的一部分。如果是MCU的一部分，所述MCU 可以同时执行多项操作，如可以在采样所述的同时还可以执行如串口通信等 其它处理。
由于同步中断信号的上升沿是与放大处理后的Preamble码信号起始点同 步，若模拟信号处理单元为一个独立的电路单元，模拟信号处理单元接收到 同步中断信号后，l更可知道可以对放大处理后的Preamble信号进行采样，若 模拟信号单元为MCU的一部分，则当模拟信号处理单元收到同步中断信号后 MCU将中断其他处理工作，转到对Preamble码信号执行中断操作。
选择采样8个点，并将这些信号进行模数转换，再取每个点的电压的1/8，将
7仏
8个1/8检波电压相加，根据公式"二 Z丁 ，求出模数转换后的Preamble信 号的电压值。获得电压值后，通过查找电压值对应功率值的二维表，就可得到Preamble码信号对应的输出功率值对应的输出信号的功率分贝值，即是 WIMAX下行信号输出功率值。
在此值得指出的是，与上述方法中延时所述放大处理后的Preamble码信 号相对应的，为了保证Preamble码信号的电压的稳定，通常会在检波放大器 的与模拟信号处理单元之间连接一个rc滤波电i 各，用以延时放大处理后的 Preamble码信号。还需要说明的是为了防止随机性的干扰信号叠加在放大处 理后的Preamble码信号上，而导致较大的计算误差，模拟信号处理单元可首 先通过数字滤波的方法剔除模数转换后的Preamble信号中的虚假信号，再进 行计算。
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、一种用于检测WIMAX功率放大器的下行输出功率的检测方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一从WIMAX功率放大器的输出信号中获取Preamble码信号；将所述Preamble信号的电压进行放大处理；步骤二生成与所述放大处理后的Preamble码信号同步的同步中断信号；步骤三根据所述同步中断信号，对所述放大处理后的Preamble码信号进行采样及模数转换，并计算所述模数转换后的Preamble码信号的电压值，根据所述电压值查找到相应的下行输出功率值。
2、 如权利要求1所述的用于4全测WIMAX功率》文大器的下行输出功率的 检测方法，其特征在于，所述步骤三对所述放大处理后的Preamble码信 号进行采样之前，还包括按照预定时间对所述》文大处理后的Preamble 码信号进行延时。
3、 如权利要求1所述的用于检测WIMAX功率放大器的下行输出功率的 检测方法，其特征在于，步骤三具体过程包括按照预定数值N对所述 放大处理后的Preamble码信号进行采样，获得N个采样点；对所述N个 采样点分别进行模数转换；根据公式"^Z^计算所述电压值，其中t/。为所述进行模数转换后的采样点的电压值。
4、 一种用于检测WIMAX功率放大器的下行输出功率的检测装置，其特 征在于，包括检波放大器，用于从WIMAX功率放大器的输出信号中获取Preamble码同步信号处理单元，用于生成与放大处理后的Preamble码信号同步的同 步中断信号；模拟信号处理单元，用于接收同步中断信号，接收所述放大处理后的 Preamble码信号；根据所述同步中断信号，对所述放大处理后的Preamble码信号进行采样及模数转换，并计算模数转换后的Preamble码信号的电 压值，根据所述电压值查找到相应的下行输出功率值。
5、 如权利要求4所述的用于检测WIMAX功率放大器的下行输出功率的 检测装置，其特征在于所述检波放大器与所述模拟信号处理单元之间 连接有滤波电路，用于按照预定时间对所述》文大处理后的Preamble码信 号进行延时。
6、 如权利要求4所述的用于检测WIMAX功率放大器的下行输出功率的 检测装置，其特征在于所述模拟信号处理单元计算所述模数转换后的 Preamble码信号的电压值的具体方法为按照预定lt值N对所述放大处 理后的Preamble码信号进行采样，获得N个采样点；对所述N个采样点 分别进行模数转换；根据"=§^计算所述电压值，其中^/,,为所述进行 模数转换后的采样点的电压值。
全文摘要
本发明提供的检测WIMAX功率放大器的下行输出功率的检测方法，包括步骤一从WIMAX功率放大器的输出信号中获取Preamble码信号；将所述Preamble信号的电压进行放大处理；步骤二生成与放大处理后的Preamble码信号同步的同步中断信号；步骤三根据所述同步中断信号，对所述放大处理后的Preamble码信号进行采样及模数转换，并计算模数转换后的Preamble码信号的电压值，根据所述电压值查找到相应的下行输出功率值。本发明不需要使用高价又复杂的芯片，便能达到准确检测目的，相比于现有技术更加简单适用，成本更低。
文档编号H04W24/00GK101588212SQ20091004047
公开日2009年11月25日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者刘大能, 毅 徐 申请人:京信通信系统(中国)有限公司