CN102271425A - 一种保护功放的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种保护功放的方法和装置，该方法包括：对待发射的数字信号分别进行延时处理和功率检测处理；其中，进行延时处理的时长等于进行功率检测处理的时长；在检测出待发射的数字信号发生异常后，对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理。该装置包括：发射信号延时单元，用于对待发射的数字信号进行延时处理；其中，进行延时处理的时长等于功率检测处理单元进行功率检测处理的时长；功率检测处理单元，用于对待发射的数字信号进行功率检测处理；功放保护执行单元，用于在功率检测处理单元检测出待发射的数字信号发生异常后，对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理。本发明可以在数字中频链路上执行功放保护措施。

Description

一种保护功放的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动通讯领域，尤其涉及一种保护功放的方法和装置。

背景技术

在移动通讯领域中，基站***由基带单元(Base Band Unit，BBU)和射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)两部分组成。RRU发射链路主要接收来自BBU的基带信号，并对基带信号进行数字域处理、DAC(Digital toAnalog Converter)转换、信号上变频、射频功率放大、信号滤波等功能，最后通过天线辐射到自由空间。RRU输出信号的功率和质量直接决定了小区的覆盖范围和小区业务，而射频功率放大器作为整个基站***的末端单元，其工作的稳定性和可靠性直接影响了基站***能否正常运行，确保了小区的覆盖范围和业务的正常进行。同时，由于功放是射频大功率器件，在基站***工作过程中又是最容易损坏的器件，因此，在产品设计过程中对功放采取相应的保护措施是一项重要内容。

通常情况下，导致功放损坏的原因是链路处理中引入了一些大功率的异常信号，这些大功率信号进入功放后，就有可能对功放造成冲击，这些异常信号主要包括：

1)长时间的大功率信号；

2)瞬间的超大功率信号；

3)宽带信号；

4)比较大的毛刺(即瞬间的宽带信号)。

目前常用的功放保护技术是通过硬件检测电路和软件控制相结合的方法来实现的。这种方法的实现思路是通过硬件检测电路对发射信号的输出功率、PA(Power Amplifier，功率放大器)温度、VSWR(Voltage Standing WaveRatio，电压驻波比)等进行检测，检测到可能导致功放损坏的异常情况时，采用功放关断或者降低发射功率的方式来对功放进行保护。

但是，上述功放保护方法存在以下不足：

1)不能有效地解决毛刺或宽带输入信号导致的功放损坏；

2)不能提前判断可能导致功放损坏的异常信号，以提前进行保护；

3)瞬间的大功率输入信号是功放损坏的一种主要原因，而当前的这种功放保护方法不能对瞬间的大功率信号进行保护，因为从硬件检测到瞬间大功率信号然后经过软件处理到执行功放保护这一过程，瞬间的大功率信号已经输入到功放，而在采取保护措施时，瞬间的大功率信号可能已经消失，因此对功放并没有起到真正的保护作用。

申请号为CN200610032779.0的发明公开了一种基站功放保护方法及装置，其通过拥塞控制来降低发射功率，在出现瞬间的大功率信号时，触发采用通过拥塞控制减少数据信道的降低该信号的发射功率的功放保护方式。由于这种保护方法由高层软件控制实现，响应速度慢，从异常信号触发到功放保护执行时，功放的瞬间大功率输入已经恢复正常，因此这种方法不但不能有效地针对瞬间的大功率异常信号进行保护，反而会在瞬间大功率信号已消失、输入信号恢复正常时，由于执行了减少数据信道、降低信号发射功率的功放保护策略，影响了小区的业务量。因此这种功放保护方法对瞬间大功率异常信号不但不能起到有效保护功放的作用，反而会影响***业务的正常进行。

发明内容

本发明的目的是提供一种保护功放的方法和装置，已解决功放保护方法不仅不能对功放进行有效保护，反而会影响***业务的正常进行的缺陷。

为解决上述问题，本发明提供了一种保护功放的方法，包括：

对待发射的数字信号分别进行延时处理和功率检测处理；其中，进行延时处理的时长等于进行功率检测处理的时长；

在检测出所述待发射的数字信号发生异常后，对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理。

进一步地，

所述对所述待发射的数字信号进行功率检测处理，具体包括：

对所述待发射的数字信号进行单点功率检测；

所述检测出所述待发射的数字信号发生异常，具体包括：

所述待发射的数字信号中至少一个信号点的功率值大于预设的单点功率门限值；

所述对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

按固定功率值发射延时后的所述待发射的数字信号，或者将功率值大于预设的单点功率门限值的信号点数据丢弃。

进一步地，

所述对所述待发射的数字信号进行功率检测处理，具体包括：

对所述待发射的数字信号进行平均功率检测；

所述检测出所述待发射的数字信号发生异常，具体包括：

所述待发射的数字信号中信号点的平均功率值大于预设的平均功率门限值；

所述对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级降低到零后发射。

进一步地，

所述对所述待发射的数字信号进行功率检测处理，具体包括：

对所述待发射的数字信号进行宽带信号检测；

所述检测出所述待发射的数字信号发生异常，具体包括：

有用信号之外的带内噪底功率值大于预设的宽带信号功率门限值；

所述对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级降低到零后发射。

进一步地，所述方法还包括：

在检测出所述待发射的数字信号恢复正常后，将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级增加到原发射功率后发射。

相应地，本发明还提供了一种保护功放的装置，包括：

发射信号延时单元，用于对待发射的数字信号进行延时处理；其中，进行延时处理的时长等于功率检测处理单元进行功率检测处理的时长；

所述功率检测处理单元，用于对所述待发射的数字信号进行功率检测处理；

功放保护执行单元，用于在所述功率检测处理单元检测出所述待发射的数字信号发生异常后，对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理。

进一步地，

所述功率检测处理单元中包括单点功率检测单元，用于对所述待发射的数字信号进行单点功率检测；还用于在检测出所述待发射的数字信号中至少一个信号点的功率值大于预设的单点功率门限值时，判定所述待发射的数字信号发生异常；

所述功放保护执行单元用于对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

所述功放保护执行单元用于按固定功率值发射延时后的所述待发射的数字信号，或者将功率值大于预设的单点功率门限值的信号点数据丢弃。

进一步地，

所述功率检测处理单元中还包括平均功率检测单元，用于对所述待发射的数字信号进行平均功率检测；还用于在检测出所述待发射的数字信号中信号点的平均功率值大于预设的平均功率门限值时，判定所述待发射的数字信号发生异常；

所述功放保护执行单元用于对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

所述功放保护执行单元用于将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级降低到零后发射。

进一步地，

所述功率检测处理单元中还包括宽带信号检测单元，用于对所述待发射的数字信号进行宽带信号检测；还用于在检测出除有用信号之外的带内噪底功率值大于预设的宽带信号功率门限值时，判定所述待发射的数字信号发生异常；

所述功放保护执行单元用于对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

所述功放保护执行单元用于将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级降低到零后发射。

进一步地，

所述功放保护执行单元还用于在所述功率检测处理单元检测出所述待发射的数字信号恢复正常后，将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级增加到原发射功率后发射。

采用本发明后，可以保证在出现可能导致功放损坏的瞬时大功率、连续大功率、宽带信号时，在经过延时的发射信号还没有输出到PA之前，就在数字中频链路上执行功放保护措施，从而有效地保护功放。并且功放保护由FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)内部实现，功放保护和恢复的响应速度快。此外，这种通过控制数字中频信号关断进行功放保护的方法，可以实现平滑关断和打开发射信号，避免了大功率信号的突然开启和关闭造成的功放损坏。

附图说明

图1本发明实施例中功放保护装置的位置示意图；

图2本发明实施例中功放保护装置的组成框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在本实施例中，一种保护功放的方法，应用于RRU中，包括：

步骤10、对待发射的数字信号分别进行延时处理和功率检测处理；

其中，在进行延时处理的过程中，延时的时长需要等于进行功率检测处理所需时长；

进行功率检测可包括：对待发射的数字信号分别进行单点功率检测、平均功率检测及宽带信号检测。单点功率检测是指：对上述待发射的数字信号中的每一个信号点的功率分别进行检测，判断当前信号点的功率是否大于预设的单点功率门限值；平均功率检测是指：对上述待发射的数字信号中信号点的平均功率进行检测，判断该平均功率是否大于预设的平均功率门限值；宽带信号检测是指：对有用信号之外的带内噪底功率进行检测，判断该带内噪底功率是否大于预设的宽带信号功率门限值。

如上述任一检测结果大于对应的预设门限值，即判定该待发射的数字信号发生异常；

步骤20、在检测出上述待发射的数字信号发生异常后，对延时后的待发射的数据信号中发生异常的部分进行关断处理。

在本步骤中，需要为异常的待发射信号设计合理的关断处理策略，并且可以针对超过上述各预设门限值的待发射数字信号，相应地采取不同的信号关断策略。对于超过单点功率门限值的待发射的数字信号，采用按固定功率值发射或者将该发生异常的信号点数据直接丢弃发射零信号的策略；对于超过平均功率门限值的异常待发射的数字信号或宽带信号，采用将待发射的数字信号的功率逐级降低到零的策略，以进行功放保护。在检测到异常信号消除，待发射的数字信号恢复正常后，采用从零逐级恢复到原发射功率，从而有效避免输入信号突然的关断和打开对功放的冲击，即在数字中频进行待发射的数字信号关断时，生成一个从1到0的函数序列与延时后的待发射的数字信号的功率相乘后再发射，从而使发射信号进行平滑关断；在异常信号消失后，生成一个从0到1的函数序列与延时后的待发射的数字信号相乘，从而使待发射的数字信号平滑打开。

本发明的提供的功放保护装置在***中实现的位置如图1所示，即在对信号进行数模转换之前进行攻防保护。

如图2所示，在本实例中，功放保护装置包括：单点功率检测单元203、平均功率检测单元204、宽带信号检测单元205、发射信号延时单元201和功放保护执行单元202；其中，单点功率检测单元203、平均功率检测单元204及宽带信号检测单元205构成了功率检测处理单元。

单点功率检测单元203、平均功率检测单元204、宽带信号检测单元205分别用于对待发射的数字信号进行单点功率检测、平均功率检测、宽带信号检测，并将检测到的单点功率值、平均功率值、带内噪底功率值与设定的相应的门限值进行比较，在单点功率，平均功率或宽带信号功率值中任意一个有超过对应的门限值时，判定该待发射的数字信号异常；

发射信号延时单元用于对待发射的数字信号进行延时发射处理；该单元对待发射的信号进行延时发射，且取单点功率检测、平均功率检测、宽带信号检测需要的时间中最大的为发射信号时延值；

功放保护执行单元205，用于在单点功率检测单元203、平均功率检测单元204、宽带信号检测单元205判断出待发射的数据信号发生异常时，选取功放保护策略和执行功放保护。该单元在获知待发射的数据信号发生异常时，根据异常情况选取相应的保护策略(即：对于单点过功率，采取将发射数据丢掉或者降低到一个合适的功率值发射；对于平均功率过功率异常和宽带信号异常，采用一个从1到0的序列函数与延时后的待发射的数字信号相乘，将发射信号平滑关断)。在信号链路正常，要恢复发射信号时，采用一个从0到1的序列函数与发射信号相乘，将发射信号平滑打开恢复前向发射信号。功放保护执行单元通过将一个从1到0或从0到1的函数序列和延时后的待发射的数字信号相乘，从而实现发射信号的平滑关断和打开的方式。在关断和打开发射信号时，使用的函数序列函数可以根据当前***额定功率、载波数、载波带宽等参数，结合实验选取比较合适的序列。常用的线性阶梯序列，比如对发射信号进行关断时，在连续的5个发射数据内将发射信号关断到0，可使用序列(0.8，0.6，0.4，0.2，0)，打开时使用序列(0.2，0.4，0.6，0.8，1)，也可以选取非线性的序列，比如(1-N)/(1+N)的函数序列，其中关断信号时N取值分别为0.2，0.4，0.6，0.8，1，打开信号是N取值分别为0.8，0.6，0.4，0.2，0。

下面用本发明的一个应用示例进行进一步说明。

保护功放的方法，包括：

(1)对待发射的数字信号分别进行延时处理和单点功率检测、平均功率检测及宽带信号检测；其中，延时的时长值等于上述三种检测流程所需时间最长的时长值；

(2)如果检测出待发射的数字信号中至少一个信号点的功率超过单点功率门限值，则采用按固定功率值发射该数据点或者将该信号点数据直接丢弃发射零信号的策略；

(3)若果检测出该发射的数字信号的平均功率超过平均功率门限值或者该数字信号中有异常的宽带信号，则将待发射的数字信号的功率逐级降低到零，以进行功放保护。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种保护功放的方法，包括：

对待发射的数字信号分别进行延时处理和功率检测处理；其中，进行延时处理的时长等于进行功率检测处理的时长；

在检测出所述待发射的数字信号发生异常后，对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述对所述待发射的数字信号进行功率检测处理，具体包括：

对所述待发射的数字信号进行单点功率检测；

所述检测出所述待发射的数字信号发生异常，具体包括：

所述待发射的数字信号中至少一个信号点的功率值大于预设的单点功率门限值；

所述对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

按固定功率值发射延时后的所述待发射的数字信号，或者将功率值大于预设的单点功率门限值的信号点数据丢弃。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述对所述待发射的数字信号进行功率检测处理，具体包括：

对所述待发射的数字信号进行平均功率检测；

所述检测出所述待发射的数字信号发生异常，具体包括：

所述待发射的数字信号中信号点的平均功率值大于预设的平均功率门限值；

所述对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级降低到零后发射。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述对所述待发射的数字信号进行功率检测处理，具体包括：

对所述待发射的数字信号进行宽带信号检测；

所述检测出所述待发射的数字信号发生异常，具体包括：

有用信号之外的带内噪底功率值大于预设的宽带信号功率门限值；

所述对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级降低到零后发射。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，还包括：

在检测出所述待发射的数字信号恢复正常后，将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级增加到原发射功率后发射。

6.一种保护功放的装置，包括：

发射信号延时单元，用于对待发射的数字信号进行延时处理；其中，进行延时处理的时长等于功率检测处理单元进行功率检测处理的时长；

所述功率检测处理单元，用于对所述待发射的数字信号进行功率检测处理；

功放保护执行单元，用于在所述功率检测处理单元检测出所述待发射的数字信号发生异常后，对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述功率检测处理单元中包括单点功率检测单元，用于对所述待发射的数字信号进行单点功率检测；还用于在检测出所述待发射的数字信号中至少一个信号点的功率值大于预设的单点功率门限值时，判定所述待发射的数字信号发生异常；

所述功放保护执行单元用于对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

所述功放保护执行单元用于按固定功率值发射延时后的所述待发射的数字信号，或者将功率值大于预设的单点功率门限值的信号点数据丢弃。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述功率检测处理单元中还包括平均功率检测单元，用于对所述待发射的数字信号进行平均功率检测；还用于在检测出所述待发射的数字信号中信号点的平均功率值大于预设的平均功率门限值时，判定所述待发射的数字信号发生异常；

所述功放保护执行单元用于对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

所述功放保护执行单元用于将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级降低到零后发射。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述功率检测处理单元中还包括宽带信号检测单元，用于对所述待发射的数字信号进行宽带信号检测；还用于在检测出除有用信号之外的带内噪底功率值大于预设的宽带信号功率门限值时，判定所述待发射的数字信号发生异常；

所述功放保护执行单元用于对延时后的待发射的数字信号中发生异常的部分进行关断处理，具体包括：

所述功放保护执行单元用于将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级降低到零后发射。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于：

所述功放保护执行单元还用于在所述功率检测处理单元检测出所述待发射的数字信号恢复正常后，将所述延时后的待发射的数字信号的功率逐级增加到原发射功率后发射。

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