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1、(10)申请公布号 CN 101977392 A(43)申请公布日 2011.02.16CN101977392A*CN101977392A*(21)申请号 201010522011.8(22)申请日 2010.10.26H04W 24/00(2009.01)H04W 52/00(2009.01)H04W 88/08(2009.01)H04B 10/08(2006.01)H04B 10/16(2006.01)(71)申请人三维通信股份有限公司地址 310053 浙江省杭州市滨江区火炬大道581号三维大厦(高新区)(72)发明人王利强 金淮东(74)专利代理机构杭州九洲专利事务所有限公司 3310。
2、1代理人陈继亮(54) 发明名称一种数字直放站输入输出功率的检测方法(57) 摘要本发明公开了一种数字直放站输入输出功率的检测方法，对于数字中频或者是数字基带信号，在现场可编程门阵列FPGA内周期地对数字信号幅度的平方做累加，累加的结果保存在现场可编程门阵列FPGA的寄存器中，由处理器ARM通过I2C总线来查询这个寄存器的值，处理器ARM把查询的功率值换算成单位为dbm的值后与一个功率校准值相减就能得到系统数字中频的输入输出功率，也就能得到系统模拟中频、射频的输入输出功率。本发明有益的效果是：统计出来的数字信号功率通过功率校准来获得系统的输入输出模拟信号的中频、射频的功率，本方法能做到更高的灵。
3、敏度和准确度，而且实现起来非常的简单，基本上不增加系统成本，为系统的设计和维护带来了很大的方便。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页CN 101977397 A 1/1页21.一种数字直放站输入输出功率的检测方法，其特征是：步骤如下：对于数字中频或者是数字基带信号，在现场可编程门阵列FPGA内周期地对数字信号幅度的平方做累加，累加的结果保存在现场可编程门阵列FPGA的寄存器中，由处理器ARM通过I2C总线来查询这个寄存器的值，处理器ARM把查询的功率值换算成单位为dbm的值后与一个功率校准值相减就能得到系。
4、统数字中频的输入输出功率，也就能得到系统模拟中频、射频的输入输出功率。2.根据权利要求1所述的数字直放站输入输出功率的检测方法，其特征是：处理器ARM把查询的功率值取对数再乘以十，把数字功率的单位换算成dbm。3.根据权利要求1所述的数字直放站输入输出功率的检测方法，其特征是：对于检测直放站输入的信号功率，现场可编程门阵列FPGA接收的AD采样信号如果是数字中频实信号，对数字中频实信号进行平方处理就得到单个采样点的数字信号的功率，然后周期地对单点的信号功率做累加，累加的结果保存在现场可编程门阵列FPGA的寄存器中；如果统计的是数字复信号，一个复信号XI+Q*j看作是一个实信号I与一个虚信号Q的。
5、合成，计算单点功率的时候需要把I、Q信号平方后相加得到单点的复信号的功率。4.根据权利要求1所述的数字直放站输入输出功率的检测方法，其特征是：功率校准值的大小由如下方法决定：输入直放站系统一个射频的模拟正弦波信号，正弦波的频率要在直放站系统的工作频带范围内，把功率校准值设置为零，然后通过上位机查询处理器ARM算出来的模拟信号功率power_d，假设输入正弦波的功率为A dbm，上位机查询power_d的值为B dbm，那么A dbm减去B dbm等于A-B dbm，功率校准值的大小即为|A-B|db，把功率校准值通过上位机设置给处理器ARM，再查询系统输入模拟信号功率power_d的值即为A 。
6、dbm。权 利 要 求 书CN 101977392 ACN 101977397 A 1/3页3一种数字直放站输入输出功率的检测方法技术领域0001 本发明涉及移动通信网络覆盖及优化领域，主要是一种数字直放站输入输出功率的检测方法。背景技术0002 随着移动通信业务的迅猛发展，直放站作为改善移动网信号弱区、盲区的重要设备，以其投资较少、结构简单、安装方便灵活等优点广泛应用于移动通信网。未来的移动通信系统存在着多频、多模、多体制和多标准等问题，这就限制了各种设备的互通和兼容，因此对软件无线电技术在直放站中的应用提出了切实需求。为了提高直放站的性价比，采用数字技术统一直放站的硬件平台是一种较好的解决。
7、方案。0003 数字光纤直放站是一种基站射频拉远设备，它由一台近端单机和多台远端机组成，利用数字缓存技术和数字光传输技术实现多个远端单元的组网连续覆盖；同时运用数字滤波和功率触发技术实现上下行载波的降噪功能，较好地解决了模拟直放站的噪声干扰问题。数字光纤系统下行链路：近端单元通过射频接口耦合基站扇区信号，经双工器、模拟变频、模数转换(ADC)、数字下变频(DDC)后进行电光转换，数字光信号通过光纤传输到远端单元，远端单元经光电转换、数字上变频(DUC)、数模转换(DAC)、模拟变频后进入射频功率放大器，最后大功率射频信号送到天馈系统。数字光线系统上行链路：包含主集接收与分集接收两个通道，采用与。
8、下行同样的处理过程。0004 精确的功率检测和功率控制是直放站系统的关键技术要求。精确的功率检测和功率控制不仅有助于确保系统高效可靠的工作，也有助于在系统出现故障时快速定位问题的原因，有助于系统的开发和维护。发明内容0005 本发明的目的正是要克服上述技术的不足，而提供一种数字直放站输入输出功率的检测方法，特别是一种采用软件无线电架构的数字直放站系统，包括数字光纤选频直放站、数字光纤选带直放站、数字无线直放站等等。0006 本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种数字直放站输入输出功率的检测方法，对于数字选频直放站，采用该方法可以做到实时地检测每载波的平均功率和峰值功率，对于选带系统，可以实时。
9、检测系统工作频带内信号的平均功率和峰值功率。步骤如下：对于数字中频或者是数字基带信号，在现场可编程门阵列FPGA内周期地对数字信号幅度的平方做累加，累加的结果保存在现场可编程门阵列FPGA的寄存器中，由处理器ARM通过I2C(Inter-Integrated Circuit)总线来查询这个寄存器的值，处理器ARM把查询的功率值换算成单位为dbm的值后与一个功率校准值相减就能得到系统数字中频的输入输出功率，也就能得到系统模拟中频、射频的输入输出功率。也就是说，数字域功率累加值对应到模拟信号输入输出功率值的话需要有个校准的参量，ARM把经过换算成单位为dbm的数字信号功率减去上位机OMT软件配置下。
10、来的功率校准值后的结果送给上位机，上位机得到的说 明 书CN 101977392 ACN 101977397 A 2/3页4值就是系统对应的模拟信号的实际功率值。0007 作为优选，ARM通过I2C(Inter-Integrated Circuit)总线来查询数字功率的累加值，处理器ARM把查询的功率值取对数再乘以十，把数字功率的单位换算成dbm。0008 作为优选，对于检测直放站输入的信号功率，现场可编程门阵列FPGA接收的AD采样信号如果是数字中频实信号，对数字中频实信号进行平方处理就得到单个采样点的数字信号的功率，然后周期地对单点的信号功率做累加，累加的结果保存在现场可编程门阵列FPGA。
11、的寄存器中；如果统计的是数字复信号，一个复信号XI+Q*j看作是一个实信号I与一个虚信号Q的合成，计算单点功率的时候需要把I、Q信号平方后相加(I2+Q2)得到单点的复信号的功率。0009 作为优选，功率校准值的大小由如下方法决定：输入直放站系统一个射频的模拟正弦波信号，正弦波的频率要在直放站系统的工作频带范围内，把功率校准值设置为零，然后通过上位机查询处理器ARM算出来的模拟信号功率power_d，假设输入正弦波的功率为A dbm，上位机查询power_d的值为B dbm，那么A dbm减去B dbm等于A-B dbm，功率校准值的大小即为|A-B|db，把功率校准值通过上位机设置给处理器A。
12、RM，再查询系统输入模拟信号功率power_d的值即为A dbm。0010 本发明通过检测直放站系统数字域的功率来获得直放站的输入输出功率，来校准整个直放站系统的输入输出功率。0011 本发明有益的效果是：该方法通过实时地统计数字中频信号或者数字基带信号的功率，统计出来的数字信号功率通过功率校准来获得系统的输入输出模拟信号的中频、射频的功率。相对于在模拟域采用二极管整流器电路进行信号电平检测，或者是采用集成电路(IC)的检测芯片来检测中频、射频信号的功率来说，本方法能做到更高的灵敏度和准确度，而且实现起来非常的简单，基本上不增加系统成本，为系统的设计和维护带来了很大的方便。附图说明0012 图。
13、1是数字光纤直放站系统示意图；0013 图2是本发明的直放站输入功率检测示意图。具体实施方式0014 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：0015 图1是数字光纤直放站系统示意图。该系统包括有近端设备和远端设备，系统下行链路：近端单元通过射频接口耦合基站扇区信号，经双工器、模拟变频、模数转换(ADC)、数字下变频(DDC)后进行电光转换，数字光信号通过光纤传输到远端单元，远端单元经光电转换、数字上变频(DUC)、数模转换(DAC)、模拟变频后进入射频功率放大器，最后大功率射频信号送到天馈系统。数字光纤系统上行链路：包含主集接收与分集接收两个通道，采用与下行同样的处理过程。0016 图2是。
14、本发明直放站输入功率检测方法示意图。先对送给现场可编程门阵列FPGA的AD采样的数字中频实信号做平方处理，得到采样信号单点的功率值power_a，平方处理采用FPGA内部的乘法器实现。然后以T时间为周期对单点的功率值power_a做累加，得说 明 书CN 101977392 ACN 101977397 A 3/3页5到数字信号T时间的累加功率，保存在FPGA的寄存器power_b中，统计时间的长度可以由上位机软件通过串口来设置。在每次功率查询的时候，ARM会通过I2C(Inter-Integrated Circuit)来读取FPGA寄存器power_b的值，然后对读取的值取对数后再乘以十，通过。
15、这种换算就得到了单位为dbm的信号数字域的绝对power_c(dbm)。ARM再把数字域的绝对功率power_c减去一个上位机软件设置下来的功率校准值得到的即为系统输入的模拟信号功率power_d，ARM再把power_d的值返回给上位机。0017 功率校准值的大小由如下方法决定：输入直放站系统一个射频的模拟正弦波信号，正弦波的频率要在直放站系统的工作频带范围内，把功率校准值设置为零，然后通过上位机OMT软件查询ARM算出来的模拟信号功率power_d，假设输入正弦波的功率为-10dbm，上位机OMT软件查询power_d的值为75dbm，那么-10dbm减去75dbm等于-85dbm，功率校。
16、准值的大小即为85db，把功率校准值(85db)通过上位机OMT软件设置给ARM，再查询系统输入模拟信号功率power_d的值即为-10dbm。0018 系统的输出功率检测方法与系统输入功率检测的方法相同。查询到的系统输入输出功率都是信号在数字中频时候的功率，可以根据查询的值来得到系统的模拟中频、射频的输入输出的功率值。采用本方法检测出来的系统的输入输出功率值的灵敏度能够达到0.1db，误差在正负0.5db范围内。0019 除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。说 明 书CN 101977392 ACN 101977397 A 1/1页6图1图2说 明 书 附 图CN 101977392 A。