CN107508644A - 一种反馈通道在线校准方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反馈通道在线校准方法及其装置。本发明的该反馈通道在线校准方法通过在反馈链路中接入一个恒定的基准功率，从而保证了反馈通道功率的精确性，进而保证了基站发射功率的精确性，同时，还可对基站发射通道进行在线温度校准，从而使得发射功率不会随着基站的老化而变化，使得基站发射功率可以长期保持精确；同时，本发明使得基站可以在常温下完成温度校准，不需要进行高低温循环实验。

Description

一种反馈通道在线校准方法及其装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种能够提高基站输出功率精度的反馈通道在线校准方法及其装置。

背景技术

在基站中，天线口的输出功率会随着频率、温度的变化而不断变化。在电路硬件结构不变的情况下，频率、温度改变越大，增益的变化就越大，而增益变化之后，对于基站下行，会造成输出功率精度下降，影响覆盖区域；对于基站的上行，会造成功率检测精度下降，影响用户上行数据业务的塑料。因此，为了保证基站工作在不同频率、不同温度下，各个通道增益保持恒定，就需要进行功率校准。

对基站输出功率的校准主要包括频率校准和温度校准，这两种校准方式均是通过校准反馈通道来实现的，即将反馈通道读取的功率值作为折算到天线口的功率值，而其与基站发射的实际功率值的差值即为校准数据。通常，为了保证基站在常温下增益的准确性，需要先进行频率校准，即将在生产过程中，测试每一台基站在不同频率下的校准数据，得到一组校准数据，然后写入基站的存储器中以备调用；而当环境温度变化时，基站的增益特性也会发生变化，会使基站中的上述校准数据不再适用，因此，在频率校准后还需要进行温度校准，即通过对样本基站做高低温试验，以提取校准数据，并写入基站寄存器中以备调用。然而，由于生产条件的限制，不可能对每一台基站在所有温度下进行校准，因此，为了保证频率校准值的准确性，需要对基站进行温度补偿，和频率校准表一起得到适用于不同温度时的补偿值，以保证基站输出功率的恒定。

而现有技术中的温度补偿方案是通过获取样本基站的温度特性，然后将计算得到的温度校准数据写入相同型号基站中。但该温度校准数据并不一定适合所有基站，从而导致温度校准不准确。同时，在使用过程中，随着基站的老化，基站的射频器件的温度特性也将发送变化，但存储在寄存器中的校准数据却不会随着其温度特性的变化而进行更新，这就导致基站输出功率随着时间的变化精度也会随之下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种反馈通道在线校准方法及其装置，其能够向基站的反馈链路提供一个恒定的基准功率，并且能够在基站环境温度变化以及基站老化的情况下，对反馈通道进行实时的在线校准，从而实现提高基站反射功率精确度的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种反馈通道在线校准方法，包括步骤：

实时获取接入恒定基准功率的反馈通道在当前工作条件下的实际功率值；

根据基站当前工作条件中的当前工作频点调用预先存储的原始校准表，得到对应于所述当前工作频点的原始校准数据；

根据所述反馈通道的当前实际功率值和所述原始校准数据，对所述反馈通道进行实时在线校准。

相应地，本发明实施例还提供了一种反馈通道在线校准装置，包括：

基准功率输出模块，用于向反馈链路提供恒定基准功率；

数据实时采集模块，用于实时获取接入所述恒定基准功率的反馈通道当前工作条件下的实际功率值；

调用模块，用于根据当天工作条件中的当前工作频点调用基站中预先存储的原始校准表，得到对应于所述当前工作频点的原始校准数据；

校准模块，用于根据所调用的原始校准数据和所实时获取的反馈通道的实际功率值，对所述反馈通道进行实时在线校准。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明输出的基准功率值不随温度的变化而变化，从而保证了反馈通道功率的精确性，进而保证了基站发射功率的精确性，同时，还可对基站发射通道进行在线温度校准，从而使得发射功率不会随着基站的老化而变化，使得基站发射功率可以长期保持精确；同时，本发明使得基站可以在常温下完成温度校准，不需要进行高低温循环实验。本发明为模拟电路搭建，成本较低，可大规模商用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种反馈通道在线校准方法的一实施例的流程图；

图2是本发明的一种反馈通道在线校准方法的一具体实施例的流程图；

图3是本发明的一种反馈通道在线校准装置的一实施例的功能模块图；

图4是反应本发明的一种反馈通道在线校准装置中基准功率输出模块与反馈链路的连接关系图；

图5是图3中基准功率输出模块的一具体实施例的电路原理图；

图6是图3中基准电压模块的一具体实施例的电路原理图；

图7是反映图1中在常温下，对基站进行产线校准所得到的原始基准表；

图8是反映图2中在常温下，对UMTS 2140MHz基站进行产线校准所得到的原始基准表。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过在反馈通道工作间隙，获取当前条件与原始校准条件的校准差值，在线校准反馈通道，使得反馈通道在不同工作环境下可以保持检查准确，而基站输出功率就是通过反馈通道功率校准，从而调整发射通道功率，提高基站输出功率精度。

实施例一

参考图1，为本发明的一种反馈通道在线校准方法的一实施例的流程图，具体地，本实施例的该在线校准方法包括步骤：

S101，实时获取接入恒定基准功率的反馈通道，在当前工作条件下的当前实际功率值。

本实施例中，该当前工作条件是相对于原始工作条件而言。原始工作条件是指基站在产线校准时所处的环境，如工作频点，工作温度等。然而，基站的实际工作频率和实际工作温度都会在基站工作过程中发生变化，这也将影响反馈通道的功率值，因此，需要获取基站当前条件，即当前工作频点，当前工作温度下的实际功率值，进而根据其进行实时在线校准。

本实施例中，在进行校准时，若直接将基站本振源接入反馈链路，但该本振源也将随温度的变化而变化，因此，为了提高精度，本实施例中，向该反馈链路中接入恒定的基准功率，即将频率源和基准电压源经过功率恒定处理后接入该反馈通道。在一具体实施例中，该进行功率恒定处理的步骤，具体包括步骤：

将频率源输出的参考功率通过功分器，并将该功分器的一个输出端输出的功率耦合至检波模块使其转换为直流电压信号，然后经对数放大模块放大后，再经积分比较模块与基准电压源输出的基准电压进行比较，最后经功率衰减模块处理后输出得到恒定的基准功率。

在一具体实施例中，在实时获取反馈通道的实际功率值之前，还需要包括步骤S107，对该基站的进行产线校准，以获取原始校准表，具体地，其包括步骤：

A，在常温下，对接入恒定基准功率的反馈通道进行频率校准，获得对应于不同工作频点的频率补偿值。具体实施时，根据每个基站对应的工作频段，按照一定的频率间隔，对不同的工作频点下的基站进行频率校准，从而得到一组原始校准数据：工作频点Freq、对应于该工作频点Freq的频率补偿值P_cal1。

B，获取不同工作频点时，反馈通道的功率值，以及对应的工作温度。

C，根据对应于不同工作频点的频率补偿值、反馈通道功率值和工作温度值生成对应于原始校准表。具体实施时，该原始校准表包括多个工作频点，与每个工作频点对应的频率补偿值P_cal1，对应于每个工作频点的工作温度，以及反馈通道功率值等，参见图7。

S103，根据基站当前的工作频点调用预先存储的原始校准表，得到对应于当前工作频点的原始校准数据。

S105，根据所述反馈通道的当前实际功率值和所述原始校准数据，对所述反馈通道进行实时在线校准。

本实施例中，通过对接入反馈链路的参考功率进行恒定功率处理，使得反馈链路接入一个不随温度变化而变化的恒定基准功率，从而保证了反馈通道功率的精确性，进而保证了基站发射功率的精确性，同时，还使得可对基站发射通道进行在线温度校准，从而使得基站发射功率不会随着基站的老化而变化，即使得基站发射功率可以长期保持精确；同时，还可使得基站在常温下完成温度校准，不需要进行高低温循环实验，进而降低了生产成本，也节约了资源。

实施例二

参见图2，为本发明的反馈通道在线校准方法的一具体实施例的流程图。本实施例中，采用额定输出功率为P的UMTS 2140MHz基站，该基站的本振作为频率源，即其可提供一个2110MHz-2170MHz之间，相隔200KHz的信号，则具体实施时，该在线校准方法包括步骤：

S201，对接入反馈链路的参考功率进行功率恒定处理，得到恒定的基准功率，并接入反馈链路中。

在一具体实施例中，通过在基站本振(即频率源)与基站的主集接收PRX之间设置一个基准功率输出模块和一个单刀三掷开关，如图3所示，使得频率源输出的参考输入功率P1＝0dBm到功率衰减单元(由多个串联的PIN二极管组成)，再通过功分器将一部分功率耦合到检波二极管，利用检波二极管特性，将功率信号转换为直流电压信号，此电压信号跟检波二极管输入功率成指数关系，再经过对数放大器放大后，电压信号就跟检波二极管输入功率成正比，再经过积分比较器与基准电压Vref进行比较后输入到功率衰减单元中。即使当温度变化时，参考功率输入P1随之变化，由于此装置特性，输入PIN二极管的直流电压也会变化，PIN二极管的功率衰减量也会随之变化，从而保证了功分器后的基准功率P2不随温度的变化而变化，得到基准功率值P2＝-10dBm，经过单刀三掷开关SP3T后输入到反馈链路中。

S202，常温下，设置当前工作频点为2110MHz。

S203，获取反馈通道耦合前向功率值P_tcpw1和基站输出功率P_out。

在一具体实施例中，将单刀三掷电子开关SP3T切换到前向通道，读取反馈通道耦合前向功率值P_tcpw1，通过仪表读取基站输出功率P_out。

S204，根据该反馈通道耦合前向功率值和基准输出功率计算频率补偿值，并存储。

在一具体实施例中，该频率补偿值为A₁＝P_out-P_tcpw1。

S205，获取反馈通道的功率值，和当前工作温度值，并存储。

在一具体实施例中，将单刀三掷电子开关SP3T切换到基准通道，读取反馈通道当前的功率值为B₁，同时，获取当前的工作温度为T₁，并写入基站的寄存器中。

S206，按照预设的频率间隔切换工作频点，并执行步骤S203-S206直至到工作频点为2170MHz，得到如图5所示的原始校准表。

参见图5，理想状态下，基站工作频点为2140MHz时，其对应的工作温度为T181，但由于电子器件本身发热，或者老化，或者环境等原因，工作一段时间后，基站工作频点为2140MHz时，其工作温度不会一直停留在T181，也就是说，基站的工作温度发生了变化，此时的工作温度变化T‘，因此，若要进行实时在线校准，就需要获取反馈通道当前的实际功率值，从而根据原始标准表的原始校准数据进行实时在线校准，即执行步骤S207。

S207，获取当前条件下，反馈前向通道的当前实际功率值和反馈通道当前实际功率值。

在一具体实施例中，令该当前条件为当前工作频点2140MHz，当前工作温度为T‘。由图5可知，在原始校准表中，当工作频点为2140MHz时，其对应的工作温度为T₁₈₁，由此，可知，基站的工作温度发生了变化，具体地，将单刀三掷开关SP3T切换至反馈前向通道，读取反馈通道耦合前向功率值P_tcpw；将单刀三掷开关SP3T切换至基准通道，读取反馈通道功率值为B’。

S208，调用原始校准表，得到对应于当前工作频点为2140MHz的频率补偿值A₁₈₁与反馈通道功率读值B₁₈₁，算得基站输出功率值为P_tcpw+A₁₈₁+B’-B₁₈₁。

在基站环境温度变化以及基站老化的时候在线做温度校准，实现提高发射功率的精确度目的。其他频点也是同样道理。

实施例三

参见图3，为本发明的反馈通道在线校准装置的一实施例的功能模块图，具体地，本实施例中该在线校准装置包括：

基准功率输出模块31，用于向反馈通道提供恒定基准功率；具体地，该基准功率输出模块31包括：用于提供参考输入功率的频率源(在一具体实施例中，该频率源可直接采用基站的本振)，用于提供基准电压的基准电压子模块，用于通道选择的控制开关(在一具体实施例中，该控制开关为单刀三掷开关)，以及用于向基站反馈链路提供恒定基准功率的功率衰减子模块，其中，该功率衰减子模块的两个输入端分别与前述的频率源和基准电压子模块电连接，其输出端与该控制开关的第一控制端电连接，该控制开关的输出端外接至基站的主集接收模块PRX，该控制开关的第二、三控制端分别连接至该反馈链路的前向通道和反向通道，参见图4；

数据实时采集模块32，用于获取基站的当前条件参数，并实时获取接入恒定基准功率的反馈通道，在当前条件下的实际功率值；本实施例中，该当前工作条件是相对于原始工作条件而言，该原始工作条件是指基站在产线校准时所处的环境，如工作频点，工作温度等；然而，基站的实际工作频率和实际工作温度都会在基站工作过程中发生变化，这也将影响反馈通道的功率值，因此，需要获取基站当前条件，即当前工作频点，当前工作温度下的实际功率值，进而根据其进行实时在线校准；在一具体实施例中，该数据实时采集模块32可采用功率计来实现；

调用模块33，与该数据实时采集模块32相连，用于根据所获取的当前条件参数中的当前工作频点，调用基站中预先存储的原始校准表中对应于所述当前工作频点的原始校准数据；

校准模块34，与该调用模块33相连，用于根据所调用的原始校准数据和所实时获取的反馈通道的实际功率值，对所述反馈通道进行实时在线校准，以及用于预先对该基站进行产线校准，获取原始校准表。

在一具体实施例中，参见图5，该功率衰减子模块具体包括：功分器，检波单元，对数放大单元，积分比较单元，和功率衰减单元，其中，

该功率衰减单元的第一输入端外接上述频率源，其输出端与功分器的输入端电连接，该功分器的第一输出端与控制开关的第一控制端电连接，该控制开关的第二、三控制端分别外接至反馈链路的前向通道(即耦合器的一个输出端)和反向通道(即反馈链路中环形器与负载衰减器之间的节点)，而该控制开关的输出端则与基站的主集接收PRX电连接；且

该功分器的第二输出端通过该检波单元和对数放大单元与积分比较单元的第一输入端电连接，该积分比较单元的输出端与所述功率衰减模块的第二输入端电连接，器第二输入端外接该基准电压子模块。

在一具体实施例中，参见图4，该基准电压子模块包括：依次串联的LDO，数模转换器DAC和电压跟随器，其中，线性稳压器LDO外接电源，电压跟随器的输出端则与上述的基准功率输出模块的输入端电连接。具体地，该高精度LDO将基站中5.5V供电电压转换为精度为±0.1％的5V电压，在经过分压分到2.5V后，输入到16Bi t位DAC中，DAC输出电压为可通过DATA调节，当数据位为1111111111111111时，DAC输出电压为2.5V，再经过电压跟随器输出一个稳定的基准电压Vref为2.5V输入到比较器中。

本实施例中，当频率源输出一个参考功率P1到功率衰减子模块，则该参考功率P1通过该功率衰减子模块中的功分器将一部分功率耦合到检波模块，利用检波模块特性，将功率信号转换为直流电压信号，此电压信号跟检波模块输入功率成指数关系，再经过对数放大模块放大后，电压信号就跟检波模块输入功率成正比，再经过积分比较模块与基准电压进行比较后输入到功率衰减单元中。当温度变化时，参考功率输入P1随之变化，由于装置特性，因此，输入功率衰减单元的直流电压也会变化，相应地，由于该功率衰减单元的衰减量将随输入电压的变化而变化，因此，当参考功率输入P1变化时，该功率衰减单元的功率衰减量也会随之变化，从而保证了功分器后的基准功率P2不随温度的变化而变化。

本发明通过模拟电路搭建一个基准功率输出模块，并将其输出的恒定基准功率接入基站反馈链路中，从而保证了反馈通道功率的精确性，进而保证了基站发射功率的精确性；并且，由于为模拟电路搭建，成本较低，可大规模商用。

另一方面，本发明的该在线校准装置还可对基站发射通道进行在线温度校准，从而使得发射功率不会随着基站的老化而变化，使得基站发射功率可以长期保持精确；同时，本发明使得基站可以在常温下完成温度校准，不需要进行高低温循环实验。

实施例四

本发明还提供了一种能够输出恒定功率的功率控制装置，其具体结构和工作原理与上述实施例三中的基准功率输出模块的结构和工作原理相同，相同的部件采用相同的附图标记，这里不再赘述。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种反馈通道在线校准方法，其特征在于，包括步骤：

实时获取接入恒定基准功率的反馈通道在当前工作条件下的实际功率值；

根据基站当前工作条件中的当前工作频点调用预先存储的原始校准表，得到对应于所述当前工作频点的原始校准数据；

根据所述反馈通道的当前实际功率值和所述原始校准数据，对所述反馈通道进行实时在线校准。

2.如权利要求1所述的反馈通道在线校准方法，其特征在于，所述恒定基准功率是通过对接入反馈链路中的参考功率进行功率恒定处理后得到的。

3.如权利要求2所述的反馈通道在线校准方法，其特征在于，所述对接入反馈链路中的参考功率进行功率恒定处理，得到恒定的基准功率的步骤，具体包括步骤：

将频率源输出的参考功率通过功分器，并将所述功分器的一个输出端输出的功率耦合至检波模块使其转换为直流电压信号，然后经对数放大模块放大后，再经积分比较模块与所述基准电压源所提供的基准电压进行比较，最后经功率衰减模块处理后输出得到恒定的基准功率。

4.如权利要求1所述的反馈通道在线校准方法，其特征在于，所述实时获取所述反馈通道在当前工作条件下的实际功率值的步骤之前，还包括步骤：

预先对接入所述恒定基准功率的反馈通道进行产线校准，得到原始校准表。

5.如权利要求4所述的反馈通道在线校准方法，其特征在于，所述预先对接入所述恒定基准功率的反馈通道进行产线校准，得到原始校准表的步骤，具体包括步骤：

在常温下，对接入所述恒定基准功率的所述反馈通道进行频率校准，获得对应于不同工作频点的频率补偿值；同时，

获取不同工作频点时，所述反馈通道的功率值，以及对应的工作温度；

根据对应于所述不同工作频点的频率补偿值、反馈通道功率值和工作温度值生成对应的原始校准表。

6.一种反馈通道在线校准装置，其特征在于，包括：

基准功率输出模块，用于向反馈链路提供恒定基准功率；

数据实时采集模块，用于实时获取接入所述恒定基准功率的反馈通道当前工作条件下的实际功率值；

调用模块，用于根据当天工作条件中的当前工作频点调用基站中预先存储的原始校准表，得到对应于所述当前工作频点的原始校准数据；

校准模块，用于根据所调用的原始校准数据和所实时获取的反馈通道的实际功率值，对所述反馈通道进行实时在线校准。

7.如权利要求6所述的反馈通道在线校准装置，其特征在于，所述基准功率输出模块包括：频率源和基准电压子模块，控制开关，以及两个输入端分别与所述频率源和所述基准电压子模块电连接的功率衰减子模块，且所述功率衰减子模块的输出端还与所述控制开关的第一控制端电连接，所述控制开关的第二、三控制端分别外接至所述反馈链路的前向通道和反向通道，其输出端外接至所述基站的主集接收模块。

8.如权利要求7所述的反馈通道在线校准装置，其特征在于，所述功率衰减子模块包括：功分器，检波单元，对数放大单元，积分比较单元，和功率衰减单元，其中，

所述功率衰减单元的第一输入端外接所述频率源，其输出端与所述功分器的输入端电连接，所述功分器的第一输出端与所述控制开关的第一控制端电连接；所述功分器的第二输出端依次通过所述检波单元和所述对数放大单元与所述积分比较单元的第一输入端电连接，所述积分比较模块的输出端与所述功率衰减单元的第二输入端电连接，其第二输入端外接所述基准电压子模块。

9.如权利要求8所述的反馈通道在线校准装置，其特征在于，所述控制开关为单刀三掷开关。

10.如权利要求7所述的反馈通道在线校准装置，其特征在于，所述基准电压子模块包括：依次串联的线性稳压器LDO，数模转换器DAC和电压跟随器，其中，所述线性稳压器LDO外接电源，所述电压跟随器的输出端与所述基准功率输出模块电连接。

11.一种能够输出恒定功率的功率控制装置，其特征在于，包括：

频率源和基准电压子模块，控制开关，以及两个输入端分别与所述频率源和所述基准电压子模块电连接的功率衰减子模块，且

所述功率衰减子模块的输出端还与所述控制开关的第一控制端电连接。

12.如权利要求11所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率衰减子模块包括：功分器，检波单元，对数放大单元，积分比较单元，和功率衰减单元，其中，

所述功率衰减单元的第一输入端外接所述频率源，其输出端与所述功分器的输入端电连接，所述功分器的第一输出端与所述控制开关的第一控制端电连接；所述功分器的第二输出端依次通过所述检波单元和所述对数放大单元与所述积分比较单元的第一输入端电连接，所述积分比较模块的输出端与所述功率衰减单元的第二输入端电连接，其第二输入端外接所述基准电压子模块。

13.如权利要求11或12所述的功率控制装置，其特征在于，所述控制开关为单刀三掷开关。

14.如权利要求11或12所述的功率控制装置，其特征在于，所述基准电压子模块包括：依次串联的线性稳压器LDO，数模转换器DAC和电压跟随器，其中，所述线性稳压器LDO外接电源，所述电压跟随器的输出端与所述基准功率输出模块电连接。