一种输出功率控制方法、控制器及输出功率调节装置与流程

文档序号:15079053发布日期:2018-08-03 11:09阅读:171来源:国知局

本发明涉及无线通信技术领域,尤其涉及一种输出功率控制方法、控制器及输出功率调节装置。



背景技术:

在无线通信系统中,由于无线信号在传输过程遇到实际的环境比较复杂,如干扰,距离和障碍等。由于实际环境的不同,通常需要动态地调节基站或者终端天线口的输出功率,这样要求发射机中的射频功率放大器能提供不同的输出功率等级,来满足不同的覆盖范围,且保证发射信号的质量。

现有技术中,实现不同输出功率的设计思路主要有两种,一种是在射频功率放大器最大输出功率的情况下,发射机增加可变增益放大器来减小其输入功率,通过功率回退来实现不同的功率输出,该实现方式应用起来简单、灵活,但是根据功率放大器的特性,通过减小输入功率来实现功率回退会造成其工作效率大大降低,功耗较大;另一种思路是改变功率放大器的电路结构,通过可重构的射频电路方式或者通过射频开关选择不同功率放大器链路实现不同的输出功率,该实现方式的功率放大器在功率回退时工作效率较高,但其实现的电路复杂,成本高,且不利于功放的集成化。



技术实现要素:

鉴于上述问题,提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的输出功率控制方法、控制器及输出功率调节装置。

本发明的一个方面,提供了一种输出功率控制方法,包括:

获取功率放大器的目标输出功率;

将所述目标输出功率与预设的电压定标表进行匹配,以获取所述目标输出功率对应的目标电压值,所述电压定标表中包括有所述功率放大器的各目标输出功率与所述功率放大器漏极或集电极的供电电压值之间的对应关系;

根据获取到的所述目标电压值对所述功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整。

其中,在所述根据获取到的所述目标电压值对所述功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整之前,所述方法还包括:

获取所述功率放大器所在工作环境的环境温度;

将所述环境温度与所述电压定标表进行匹配,以获取所述环境温度对应的电压补偿值,所述电压定标表中还包括有所述功率放大器所在工作环境的环境温度与所述功率放大器漏极或集电极的供电电压的电压补偿值之间的对应关系;

根据获取到的所述电压补偿值对所述目标电压值进行调整。

其中,所述方法还包括:

在漏极或集电极的供电电压调整后,获取所述功率放大器的实际输出功率;

将所述实际输出功率与所述目标输出功率进行比较;

根据得到的比较结果对所述漏极或集电极的供电电压进行调整。

其中,所述根据得到的比较结果对所述漏极或集电极的供电电压进行调整包括:

若所述实际输出功率与所述目标输出功率差值的绝对值大于预设的误差阈值,且所述实际输出功率小于所述目标输出功率时,根据预设的步进值增加所述漏极或集电极的供电电压;

若所述实际输出功率与所述目标输出功率差值的绝对值大于预设的误差阈值,且所述实际输出功率大于所述目标输出功率时,根据预设的步进值减小所述漏极或集电极的供电电压。

本发明的另一个方面,提供了一种控制器,包括:

获取单元,用于获取功率放大器的目标输出功率;

匹配单元,用于将所述目标输出功率与预设的电压定标表进行匹配,以获取所述目标输出功率对应的目标电压值,所述电压定标表中包括有所述功率放大器的各目标输出功率与所述功率放大器漏极或集电极的供电电压值之间的对应关系;

控制单元,用于根据获取到的所述目标电压值对所述功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整。

其中,所述获取单元,还用于在所述控制单元根据获取到的所述目标电压值对所述功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整之前,获取所述功率放大器所在工作环境的环境温度;

所述匹配单元,还用于将所述环境温度与所述电压定标表进行匹配,以获取所述环境温度对应的电压补偿值,所述电压定标表中还包括有所述功率放大器所在工作环境的环境温度与所述功率放大器漏极或集电极的供电电压的电压补偿值之间的对应关系;

所述控制单元,还用于根据获取到的所述电压补偿值对所述目标电压值进行调整。

其中,所述获取单元,还用于在漏极或集电极的供电电压调整后,获取所述功率放大器的实际输出功率;

所述控制器还包括:

比较单元,用于将所述实际输出功率与所述目标输出功率进行比较;

所述控制单元,还用于根据得到的比较结果对所述漏极或集电极的供电电压进行调整。

此外,本发明实施例还提供了一种输出功率调节装置,包括可控电源和如上所述的控制器;

所述可控电源与待调节功率放大器连接,用于为所述待调节功率放大器的漏极或集电极提供供电电压;

所述控制器与所述可控电源连接,用于控制所述可控电源输出的供电电压。

其中,所述装置还包括温度传感器,所述温度传感器与所述控制器连接,用于监测所述待调节功率放大器所在工作环境的环境温度,并发送到所述控制器。

其中,所述装置还包括功率耦合模块和功率检测模块;

所述功率耦合模块的一端与所述待调节功率放大器的输出端口连接,所述功率耦合模块的另一端与所述功率检测模块连接,所述功率检测模块通过所述功率耦合模块检测所述待调节功率放大器的实际输出功率,并将所述实际输出功率发送到所述控制器。

本发明实施例提供的输出功率控制方法、控制器及输出功率调节装置,通过控制功率放大器的漏极或者集电极的供电电压大小来实现输出功率的调节,电路简单,不需要额外增加可变增益放大器对功率放大器的输入信号进行调节来实现功率回退,有利于在输出功率回退时功率放大器的高效率工作,节省功耗,同时,保证调节的目标输出功率精确、可靠。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:

图1为本发明实施例的一种输出功率控制方法的流程图;

图2为本发明实施例的一种输出功率控制方法的具体实现流程图;

图3为本发明实施例的一种控制器的结构框图;

图4为本发明实施例的一种输出功率调节装置的结构示意图;

图5为本发明实施例的另一种输出功率调节装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1示出了本发明实施例的一种输出功率控制方法的流程图。如图1所示,本发明实施例提供的输出功率控制方法具体包括以下步骤:

S101、获取功率放大器的目标输出功率。

本实施例中,目标输出功率是通信系统需要输出的目标功率值。其中,目标输出功率可以根据通信系统需求预先设置,也可以在进行输出功率控制时由用户进行设置。

S102、将所述目标输出功率与预设的电压定标表进行匹配,以获取所述目标输出功率对应的目标电压值,所述电压定标表中包括有所述功率放大器的各目标输出功率与所述功率放大器漏极或集电极的供电电压值之间的对应关系。

本实施例中的电压定标表是控制器出厂时进行定标制定并配置在控制器中的。所述的电压定标表,用于定标记录功率放大器各输出功率等级对应的目标输出功率与功率放大器漏极或者集电极供电电压大小之间的对应关系。

控制器可以用于根据获取到的目标输出功率调用可查定标表中对应的电压目标值,以便后续根据电压目标值对功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整。

S103、根据获取到的所述目标电压值对所述功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整。

本发明实施例中包括两种可实现的输出功率控制方案:一种是通过控制功率放大器的漏极的供电电压大小来实现输出功率的调节,另一种是通过控制功率放大器的集电极的供电电压大小来实现输出功率的调节。

本发明实施例提供的输出功率控制方法,通过控制功率放大器的漏极或者集电极的供电电压大小来实现输出功率的调节,电路简单,不需要额外增加可变增益放大器对功率放大器的输入信号进行调节来实现功率回退,有利于在输出功率回退时功率放大器的高效率工作,节省功耗,同时,保证调节的目标输出功率精确、可靠。

在本发明实施例,在所述根据获取到的所述目标电压值对所述功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整之前,所述方法还包括以下附图中未示出的步骤:

A11、获取所述功率放大器所在工作环境的环境温度。

本发明实施例可通过温度传感器实时采集功率放大器所在工作环境的环境温度,并及时反馈控制器。

A12、将所述环境温度与所述电压定标表进行匹配,以获取所述环境温度对应的电压补偿值,所述电压定标表中还包括有所述功率放大器所在工作环境的环境温度与所述功率放大器漏极或集电极的供电电压的电压补偿值之间的对应关系。

本实施例中的电压定标表,除了用于定标记录功率放大器各输出功率等级对应的目标输出功率与功率放大器漏极或者集电极供电电压大小之间的对应关系以外,同时还记录有温度变化引起电压值变化时,功率放大器所在工作环境的环境温度与功率放大器漏极或集电极的供电电压的电压补偿值之间的对应关系。

A13、根据获取到的所述电压补偿值对所述目标电压值进行调整。

本实施例中,控制器在根据获取到的目标输出功率调用可查定标表中对应的目标电压值之后,进一步根据当前的温度值对已调用的可查定标表中对应的目标电压值进行温度补偿计算,并电压补偿值对所述目标电压值进行调整,得出温补后的电压值,以便后续根据补后的电压值对功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整,进而保证输出功率控制的精确可靠。

为了更好地保证输出功率控制的精确可靠,本发明实施例提出的输出功率控制方法还包括以下步骤:

在漏极或集电极的供电电压调整后,获取所述功率放大器的实际输出功率;

将所述实际输出功率与所述目标输出功率进行比较;

根据得到的比较结果对所述漏极或集电极的供电电压进行调整。

本实施例中的根据得到的比较结果对所述漏极或集电极的供电电压进行调整具体通过以下步骤实现:若所述实际输出功率与所述目标输出功率差值的绝对值大于预设的误差阈值,且所述实际输出功率小于所述目标输出功率时,根据预设的步进值增加所述漏极或集电极的供电电压;若所述实际输出功率与所述目标输出功率差值的绝对值大于预设的误差阈值,且所述实际输出功率大于所述目标输出功率时,根据预设的步进值减小所述漏极或集电极的供电电压。

本实施例中,不仅可以通过控制功率放大器的漏极或者集电极的供电电源的电压值大小来实现输出功率的调节,同时还能够通过检测功率放大器的实际输出功率的大小,根据实际输出功率与目标输出功率的差值,来实时调节其漏极或集电极的供电电源的电压值,实现目标功率的精确输出。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面将对本发明实施例进行详细说明。

图2为本发明实施例提出的输出功率控制方法的具体实现流程图。如图2所示,本实施例中进行功率放大器输出功率控制的具体处理流程包括以下步骤:

步骤200,开始功率调节,装置中各模块进入正常运作状态;

步骤201,接收通信系统需要进行调节的目标输出功率;

步骤202,根据目标输出功率获取电压定标表对应的电压值,此处电压定标表对应的电压值为定标温度时对应的值;

步骤203,获取当前工作环境的环境温度;

步骤204,根据步骤203得到的环境温度对步骤202得到的对应电压值进行电压补偿,得出温度补偿后的电压值V,同时,根据电压值V调整功率放大器的漏极或集电极的供电电压,进而调整功率放大器的输出功率;

步骤205,在漏极或集电极的供电电压调整后,对输出进行信号处理及功率统计,获取功率放大器的实际输出功率;

步骤206,对实际输出功率与目标输出功率进行比较,计算两者之差,赋值为A;

步骤207,根据步骤206提供的差值A进行判断,如果|A|小于系统设定的误差阈值,则表明功率放大器的输出功率调节完成且精确,进入步骤208功率调节完成,否则进入步骤209;

步骤209,判断A是否小于零,如果A值小于零则表明当前输出功率值比目标输出功率小,这样需要增大功率放大器的输出功率,进入步骤210进行处理,否则需要减小功率放大器的输出功率,进入步骤211进行处理;

步骤210,通过按照系统设置的步进值增加漏极或集电极的供电电压V,增大功率放大器的输出功率,后进步骤205;

步骤211,通过按照系统设置的步进值减小漏极或集电极的供电电压V,减小功率放大器的输出功率,后进步骤205;

上述步骤最终进行至步骤208功率调节完成,结束输出功率调节。

本发明通过功率放大器的漏极或者集电极的供电电源的电压值大小来实现输出功率的调节,同时通过检测功率放大器输出功率的大小,来实时调节功率放大器的漏极或者集电极的供电电源的电压值达到实现精确的目标功率。而且,本发明实施例不需要额外增加可变增益放大器对功率放大器的输入信号进行调节来实现功率回退,有利于在输出功率回退时,功率放大器在线性工作的情况下工作效率高,节省功耗,同时,保证调节的目标功率值精确,软件配置方便、可靠。

图3示出了本发明实施例的一种控制器的结构框图。如图3所示,本实施例提供的控制器具体包括获取单元301、匹配单元302和控制单元303,其中:

获取单元301,用于获取功率放大器的目标输出功率;

匹配单元302,用于将所述目标输出功率与预设的电压定标表进行匹配,以获取所述目标输出功率对应的目标电压值,所述电压定标表中包括有所述功率放大器的各目标输出功率与所述功率放大器漏极或集电极的供电电压值之间的对应关系;

控制单元303,用于根据获取到的所述目标电压值对所述功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整。

在本发明的一个实施例中,所述获取单元301,还用于在所述控制单元303根据获取到的所述目标电压值对所述功率放大器漏极或集电极的供电电压进行调整之前,获取所述功率放大器所在工作环境的环境温度;

所述匹配单元302,还用于将所述环境温度与所述电压定标表进行匹配,以获取所述环境温度对应的电压补偿值,所述电压定标表中还包括有所述功率放大器所在工作环境的环境温度与所述功率放大器漏极或集电极的供电电压的电压补偿值之间的对应关系;

所述控制单元303,还用于根据获取到的所述电压补偿值对所述目标电压值进行调整。

在本发明的另一个实施例中,所述获取单元301,还用于在漏极或集电极的供电电压调整后,获取所述功率放大器的实际输出功率;

相应的,所述控制器还包括附图中未示出的比较单元:

所述比较单元,用于将所述实际输出功率与所述目标输出功率进行比较;

进一步地,所述控制单元303,还用于根据所述比较单元得到的比较结果对所述漏极或集电极的供电电压进行调整。本实施例中,所述控制单元303具体通过以下操作实现对所述漏极或集电极的供电电压进行调整,包括:若所述实际输出功率与所述目标输出功率差值的绝对值大于预设的误差阈值,且所述实际输出功率小于所述目标输出功率时,根据预设的步进值增加所述漏极或集电极的供电电压;若所述实际输出功率与所述目标输出功率差值的绝对值大于预设的误差阈值,且所述实际输出功率大于所述目标输出功率时,根据预设的步进值减小所述漏极或集电极的供电电压。

图4示出了本发明实施例的一种输出功率调节装置的结构示意图。如图4所示,本发明实施例提供的输出功率调节装置,包括可控电源20和如上任一实施例所述的控制器30;

所述可控电源20与待调节功率放大器10连接,用于为所述待调节功率放大器10的漏极或集电极提供供电电压;

所述控制器30与所述可控电源20连接,用于控制所述可控电源20输出的供电电压。

在本发明的另一实施例中,如图5所示,所述输出功率调节装置装置还包括温度传感器40,所述温度传感器40与所述控制器30连接,用于监测所述待调节功率放大器10所在工作环境的环境温度,并发送到所述控制器30。

本实施例中,所述装置还包括功率耦合模块50和功率检测模块60;

所述功率耦合模块50的一端与所述待调节功率放大器10的输出端口连接,所述功率耦合模块50的另一端与所述功率检测模块60连接,所述功率检测模块60通过所述功率耦合模块50检测所述待调节功率放大器10的实际输出功率,并将所述实际输出功率发送到所述控制器30。

在本实施例中,功率放大器10,用于对将要发射出去的射频信号进行线性放大,来满足天线口的发射目标功率。

功率耦合模块50,用于耦合部分功率放大器输出的射频信号。

功率检测模块60,用于对耦合部分功率放大器输出的射频信号进行处理及功率大小的统计。

可控电源20,用于为功率放大器的漏极或者集电极的供电。

控制器30,用于根据获取到的目标输出功率调用预先配置的电压定标表中对应的目标电压值,并根据当前的温度值对已调用电压定标表中对应的目标电压值进行温度补偿计算,得出温补后的电压值,调节可控电源20的电压大小,同时,实时根据功率检测到的实际输出功率大小与目标功率值进行比较来微调可控电源20的电压值。

温度传感器40,用于检测当前工作环境的环境温度值。

本发明实施例提供的输出功率调节装置,在实际工作过程中,功率放大器10输出端口与功率耦合模块50输入端口连接,射频信号经过功率放大器10进行线性放大后,被功率耦合模块50耦合部分的输出功率,功率耦合模块50耦合端口与功率检测模块60连接,功率检测模块60对耦合部分的输出功率进行信号处理及功率统计,功率检测模块60与控制器30连接,控制器30还与温度传感器40连接,控制器30根据获取的目标输出功率对预先配置的电压定标表中对应的目标电压进行调用,同时,控制温度传感器40读取当前的温度值,对已调用的电压定标表中对应的目标电压值进行温度补偿计算,得出温补后的电压值,控制器30与可控电源20连接,控制器30实现动态的调节可控电源20的电压值大小,可控电源20与功率放大器10的供电节点进行连接,对功率放大器10的漏极或者集电极进行供电。

本发明实施例提供的输出功率控制方法、控制器及输出功率调节装置,通过控制功率放大器的漏极或者集电极的供电电压大小来实现输出功率的调节,电路简单,不需要额外增加可变增益放大器对功率放大器的输入信号进行调节来实现功率回退,有利于在输出功率回退时功率放大器的高效率工作,节省功耗,同时,保证调节的目标输出功率精确、可靠。

此外,本发明实施例还提供了一种发射机,所述发射机包括如上任一实施例所述的输出功率调节装置。

本领域的技术人员能够理解,尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在下面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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