CN110896330B - 一种适用于多频点多功率点的发射功率校准方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了的一种适用于多频点、多功率点的发射功率校准方法，包括：测量待校准设备支持的所有频点、所有功率点上的输出功率P与量化后的功率放大器控制电压值V的对应关系，并得到相应的P‑V曲线数据；按校准精度要求选择若干个校准频点；将选定的各校准频点对应的校准曲线数据作为参考校准曲线；进行校准配置待校准设备的最大发射功率。还提供相应的发射功率校准装置。根据本发明，以校准参考曲线作为基准，利用校准得到补偿的功率曲线对功率微调，可提高校准精度。用比较少的点简单线性拟合就能保证精度，减少计算复杂度，从而减少产线校准工时，提高工作效率。

Description

一种适用于多频点多功率点的发射功率校准方法及装置

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种适用于多频点、多功率点的发射功率校准方法及装置。

背景技术

无线设备出厂前一般都需要经过校准，目的是保证设备在不同频点、不同功率条件下，使通信双方都能以准确的功率来发送信号，从而保证通信质量。发射功率的校准过程通常是建立功率放大器(PA,Power Amplifier)控制管脚的电压经模数转换器(ADC，Analog-to-Digital Converter)量化后的数字量(V)与实际功率(P)之间的对应关系。但P与V的关系通常是非线性的，为了保持准确性需要一定密度的测量点；不通频点下P与V的关系曲线也不太一样，需要考虑不同频点下的P-V关系曲线。当设备支持频点较多，且功率支持范围较大时，需测量的数据量就会很大，且需要频繁切换频点与功率点，校准时间会比较长。为了减少校准数据量，通常的优化方案是：同一频点下只校准少量功率点，其余功率点采用分段线性拟合方式得到；针对不同频点，将支持频率范围平均分成几个频率区间，每个区间选择一个频点校准。上述优化方案虽然降低校准数据量，但一定程度上牺牲了校准数据的准确性。P-V曲线采用线性拟合方式本身会带来一定误差；实际上频点按频率高低顺序依次变化时，相同功率P在不同频点上对应的V值通常不是线性递增或递减的关系，且相邻频点间的V值变化差异也不是等间隔的，这就使得在某些未直接校准的频点上有时会存在较大误差。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于多频点、多功率点的发射功率校准方法，能够在节省产线校准工时的同时，使支持的频点及功率点的校准结果保持相当的准确度。

本发明提供的一种适用于多频点、多功率点的发射功率校准方法，包括如下步骤：

测量待校准设备支持的所有频点、所有功率点上的输出功率P与功率放大器控制电压经模数转换ADC量化后的电压值V的对应关系，并得到相应的P-V曲线数据；

按校准精度要求选择若干个校准频点；

将选定的各校准频点对应的校准曲线数据作为参考校准曲线数据并保存；

每个校准频点预定间隔的几个测量功率点，按照所保存的该校准频点的参考校准曲线数据，查找预设最大的测量功率点对应的V值，并基于该V值配置待校准设备的最大发射功率。

更适宜地，按校准精度要求选择若干个校准频点，包括：

将所得到的P-V曲线数据按校准精度要求对频点进行分组，具体为：

选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值；

将该V值对应的不同频率的功率P值只差小于预定值δ的多个频点作为一组，所述预定值δ根据校准精度确定；

每组选择一个频点作为校准频点。

优选地，所述预定值δ为0.1dBm、0.5dBm或1dBm。

可选地，按校准精度要求选择若干个校准频点，具体为：

选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值；

将该V值对应的功率P最大值Pmax与最小值Pmin对应的频点作为校准频点；

在所述最大值Pmax与最小值Pmin之间选取大致均匀分布的功率值所对应的相同V值的频点作为校准频点。

该发射功率校准方法，进一步包括：

如果实际功率和目标功率的误差在校准误差阈值范围内，则该校准频点校准完成，继续校准下一频点直到所有校准频点校准完成，第一步中记录的参考校准曲线作为当前待校准设备的P-V曲线；

如果误差超出误差在校准阈值范围，则按照该校准频点上的参考校准曲线，按功率从高到低顺序，将下一档测量功率点对应的V值配置到待校准板上，分别记录每个测量点上的实际功率与目标功率之间的差值。

本发明还提供一种适用于多频点、多功率点的发射功率校准装置，包括：

P-V曲线数据获取模块，用于测量待校准设备支持的所有频点、所有功率点上的输出功率P与功率放大器控制电压经模数转换ADC量化后的电压值V的对应关系，并得到相应的P-V曲线数据；

选择模块，用于按校准精度要求选择若干个校准频点；

存储模块，用于保存所选各校准频点对应的校准曲线数据，作为参考校准曲线数据；

校准模块，每个校准频点预定间隔的几个测量功率点，按照所保存的该校准频点的参考校准曲线数据，查找预设最大的测量功率点对应的V值，并基于该V值配置待校准设备的最大发射功率。

可选地，选择模块包括：

分组子模块，用于将所得到的P-V曲线数据按校准精度要求对频点进行分组，具体为：

选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值；

将该V值对应的不同频率的功率P值只差小于预定值δ的多个频点作为一组，所述预定值δ根据校准精度确定；

频点选择子模块，用于从每组选择一个频点作为校准频点。

作为另一实现方式，可选地，该选择模块，具体包括：

第一选择子模块，用于选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值，将该V值对应的功率P最大值Pmax与最小值Pmin对应的频点作为校准频点；

第二选择子模块，在所述最大值Pmax与最小值Pmin之间选取大致均匀分布的功率值所对应的相同V值的频点作为校准频点。

综上所述，根据本发明提供的技术方案，依据实测P-V曲线对频点进行分组，能将同一V值对应的各个频点的功率差异控制在分组精度范围内；产线校准时，以校准参考曲线作为基准，保证了校准精度；当因设备因一致性不好出现偏差时，利用校准得到补偿的功率曲线对功率微调，可提高校准精度。用比较少的点简单线性拟合就能保证精度，减少计算复杂度，从而减少产线校准工时，提高工作效率。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本发明实施例提供的发射功率校准方法流程图；

图2是本发明实施例中的P-V关系曲线示意图；

图3是本发明实施例中所选择的校准频点的P-V关系曲线示意图；

图4是本发明实施例提供的发射功率校准装置架构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

参照图1，本发明实施例提供的一种适用于多频点、多功率点的发射功率校准方法，包括如下步骤：

S11,测量待校准设备支持的所有频点、所有功率点上的输出功率P与功率放大器控制电压经模数转换ADC量化后的电压值V的对应关系，并得到相应的P-V曲线数据；

S12，按校准精度要求选择若干个校准频点；

S13，将选定的各校准频点对应的校准曲线数据作为参考校准曲线数据并保存；

S14，每个校准频点预定间隔的几个测量功率点，按照所保存的该校准频点的参考校准曲线数据，查找预设最大的测量功率点对应的V值，并基于该V值配置待校准设备的最大发射功率。

具体地，步骤S12按校准精度要求选择若干个校准频点，包括：

将所得到的P-V曲线数据按校准精度要求对频点进行分组，具体为：

选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值；

将该V值对应的不同频率的功率P值只差小于预定值δ的多个频点作为一组，所述预定值δ根据校准精度确定；例如，根据校准精度，可将预定值δ设为0.1dBm、0.5dBm或1dBm。

每组选择一个频点作为校准频点。

另外，步骤S12亦可采用如下方法选择校准频点，具体为：

选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值；

将该V值对应的功率P最大值Pmax与最小值Pmin对应的频点作为校准频点；

在所述最大值Pmax与最小值Pmin之间选取大致均匀分布的功率值所对应的相同V值的频点作为校准频点。

该发射功率校准方法，进一步包括：

如果实际功率和目标功率的误差在校准误差阈值范围内，则该校准频点校准完成，继续校准下一频点直到所有校准频点校准完成，第一步中记录的参考校准曲线作为当前待校准设备的P-V曲线；

如果误差超出误差在校准阈值范围，则按照该校准频点上的参考校准曲线，按功率从高到低顺序，将下一档测量功率点对应的V值配置到待校准板上，分别记录每个测量点上的实际功率与目标功率之间的差值。

具体实施例中，将校准过程分为两步：

第一步，选取校准频点。这一步工作需要提前在实验室完成，不需要消耗产线工时；且测量可以借助各种仪器及自动化工具，以确保测量数据准确及全面。

过程说明如下：

首先，选取待校准设备，详细测量待校准设备支持的所有频点、所有功率点上的P与V的对应关系。假设设备支持N个频点，那么会得到N个频点P与V的对应关系曲线。

假设某设备支持中心频点范围为5050MHz-5900MHz，频点最小间隔5MHz。其中单个射频通道实测得到的P与V对应关系如图2所示，为便于说明，只显示其中18条P-V关系曲线。从图2中可见，频点不同，功率越低曲线差异越小，功率越高差别越大。高功率处相同V对应的功率P值，不同频率最大差别有3dB左右，最大的是5750MHz频点，最小的是5300MHz频点；未列出的其余曲线也基本处于这两条曲线之间。

将所有曲线按校准精度要求对频点进行分组，每组选择一个频点作为校准频点。

比如，图2中所示的18个频点中，选择5750MHz及5300MHz，及5500MHz、5550MHz、5900MHz共5个频点作为校准频点，就能保证所有频点上的P-V误差都能保持在0.5dB以内，如图3所示。

将选定的各校准频点对应的校准曲线作为参考校准曲线记录下来，在产线校准时作为校准基准参数使用。因为不耗费产线工时，此处可以只考虑准确性，而不用考虑计算的复杂度，各参考校准曲线可以用matlab等数学工具拟合成一个多项式来精确表示:V＝a_N*P^N+a_N-1*P^N-1+...+a₁*P¹+a₀,其中a_N-a₀表示多项式各阶系数，P表示功率，V表示对于的电压值。

第二步，产线校准。对第一步中已选定的校准频点进行校准，过程如下：

2a，选择其中一个校准频点，每个校准频点预设一定间隔的几个测量功率点。

按照第一步中记录的该校准频点的参考校准曲线，查找预设最大的测量功率点对应的V值，配置待校准设备按设备要求的最大功率发射。

经校准仪器测量后，如果实际功率和期望功率误差过大，则校准失败，提示为问题设备。如果误差在校准误差阈值范围内，则该校准频点校准完成，继续校准下一频点直到所有校准频点校准完成，第一步中记录的参考校准曲线作为当前待校准设备的P-V曲线。如果误差超出误差在校准阈值范围，则继续进行下一步。

2b，按照该校准频点上的参考校准曲线，按功率从高到低顺序，将下一档测量功率点对应的V值配置到待校准板上，分别记录每个测量点上的实际功率与期望功率之间的差值。直到差值已在校准误差阈值范围或所有预设测量功率点都测量完成，该校准点的校准过程即完成。如果此时预设的测量功率点还没有全部测量，则未测量的功率点差值设定为0。预设的测量功率点数量是实际测试的功率点数量的最大值。

上述2a可以看成是2b的一种特殊情况，即选定的最大测试功率点的功率误差已在校准允许范围内，每个校准频点只校准预设的最大功率点即可，所有测量点的差值都是0。通过测量点的差值，可以得到补偿的功率曲线。实际使用时，将期望功率根据补偿的功率曲线先进行补偿，再利用参考校准曲线得到期望功率对应的V值来设定功率。

2c，所有校准项都通过后，校准成功，将校准数据写入非易失性存储单元(比如EEPROM)。

校准数据包括将第一步得到的参考校准曲线及第二步得到的校准功率差值。对于非易失性存储单元成本敏感的设备，可以只存储第二步得到校准功率差值。

参考校准曲线可以只存储对应的多项式系数以减少存储数据。参考校准曲线每个设备一样，所以也可以不存储到非易失性存储单元，而是写到固件代码中，以降低存储成本。

如图4所示，本发明实施例还提供一种适用于多频点、多功率点的发射功率校准装置，包括：

P-V曲线数据获取模块410，用于测量待校准设备支持的所有频点、所有功率点上的输出功率P与功率放大器控制电压经模数转换ADC量化后的电压值V的对应关系，并得到相应的P-V曲线数据；

选择模块420，用于按校准精度要求选择若干个校准频点；

存储模块430，用于保存所选各校准频点对应的校准曲线数据，作为参考校准曲线数据；

校准模块440，每个校准频点预定间隔的几个测量功率点，按照所保存的该校准频点的参考校准曲线数据，查找预设最大的测量功率点对应的V值，并基于该V值配置待校准设备的最大发射功率。

在一个具体实施例中，选择模块420包括：

分组子模块420a，用于将所得到的P-V曲线数据按校准精度要求对频点进行分组，具体为：

选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值；

将该V值对应的不同频率的功率P值只差小于预定值δ的多个频点作为一组，所述预定值δ根据校准精度确定；

频点选择子模块420b，用于从每组选择一个频点作为校准频点。

在另一个具体实施例中，选择模块420具体包括：

第一选择子模块420c，用于选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值，将该V值对应的功率P最大值Pmax与最小值Pmin对应的频点作为校准频点；

第二选择子模块420d，在所述最大值Pmax与最小值Pmin之间选取大致均匀分布的功率值所对应的相同V值的频点作为校准频点。

与现有技术中的方案相比，本发明具有以下的优点：

一、提高校准精度

依据实测P-V曲线对频点进行分组，能将同一V值对应的各个频点的功率差异控制在分组精度范围内；

产线校准时，以校准参考曲线作为基准，保证了校准精度；当因设备因一致性不好出现偏差时，利用校准得到补偿的功率曲线对功率微调。

二、减少产线校准工时

参考校准曲线在实验室完成，不消耗产线工时。

对于一致性好的设备，每个校准频点测量一个功率点即可完成校准；对于一致性不好的设备，也只需测量大功率出的几个离散功率点即可，一旦误差在阈值范围后即可立即停止。而且因为差值本身就相对比较小，所以用比较少的点简单线性拟合就能保证精度，减少计算复杂度；

三、减少校准数据量

因为参考校准曲线在实验室完成，所以实际产线校准的数据只有选定的校准频点上的几个校准差值，并且对于一致性比较好的设备，每个频点上实际需要测试的功率点也会相应减少。

依据实测功率对频点进行分组，提前获取参考校准曲线，减少产线校准数据量，保证校准精度。

用提前统计得到的参考校准曲线作为校准基准，产线校准过程只校准用于补偿的功率差值。单个频点校准过程按功率从大到小顺序测量，一旦功率差值小于允许范围，测量过程即可提前结束。

本领域技术人员可以明白，这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的方法步骤和装置单元均可以电子硬件、软件或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性，以上对各种示例性的步骤和单元均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个***所实现的设计约束。本领域技术人员能够针对每个特定的应用，以多种方式来实现所描述的功能性，但是这种实现的结果不应解释为背离本发明的范围。

结合上述公开的实施例所描述的方法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。

根据所述公开的实施例，可以使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。以上所述的实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种适用于多频点、多功率点的发射功率校准方法，其特征在于，包括如下步骤：

测量待校准设备支持的所有频点、所有功率点上的输出功率P与功率放大器控制电压经模数转换ADC量化后的电压值V的对应关系，并得到相应的P-V曲线数据；

按校准精度要求选择若干个校准频点；

将选定的各校准频点对应的校准曲线数据作为参考校准曲线数据并保存；

每个校准频点按照预定间隔设置几个测量功率点，按照所保存的该校准频点的参考校准曲线数据，查找预设最大的测量功率点对应的V值，并基于该V值配置待校准设备的最大发射功率。

2.如权利要求1所述的发射功率校准方法，其特征在于，所述按校准精度要求选择若干个校准频点，包括：

将所得到的P-V曲线数据按校准精度要求对频点进行分组，具体为：

选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值；

将该V值对应的不同频率的功率P值只差小于预定值δ的多个频点作为一组，所述预定值δ根据校准精度确定；

每组选择一个频点作为校准频点。

3.如权利要求2所述的发射功率校准方法，其特征在于，所述预定值δ为0.1dBm、0.5dBm或1dBm。

4.如权利要求1所述的发射功率校准方法，其特征在于，所述按校准精度要求选择若干个校准频点，具体为：

选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值；

将该V值对应的功率P最大值Pmax与最小值Pmin对应的频点作为校准频点；

在所述最大值Pmax与最小值Pmin之间选取均匀分布的功率值所对应的相同V值的频点作为校准频点。

5.如权利要求1所述的发射功率校准方法，其特征在于，进一步包括：

如果实际功率和目标功率的误差在校准误差阈值范围内，则该校准频点校准完成，继续校准下一频点直到所有校准频点校准完成，第一步中记录的参考校准曲线作为当前待校准设备的P-V曲线；

如果误差超出误差在校准阈值范围，则按照该校准频点上的参考校准曲线，按功率从高到低顺序，将下一档测量功率点对应的V值配置到待校准板上，分别记录每个测量点上的实际功率与目标功率之间的差值。

6.一种适用于多频点、多功率点的发射功率校准装置，其特征在于，包括：

P-V曲线数据获取模块，用于测量待校准设备支持的所有频点、所有功率点上的输出功率P与功率放大器控制电压经模数转换ADC量化后的电压值V的对应关系，并得到相应的P-V曲线数据；

选择模块，用于按校准精度要求选择若干个校准频点；

存储模块，用于保存所选各校准频点对应的校准曲线数据，作为参考校准曲线数据；

校准模块，每个校准频点按照预定间隔设置几个测量功率点，按照所保存的该校准频点的参考校准曲线数据，查找预设最大的测量功率点对应的V值，并基于该V值配置待校准设备的最大发射功率。

7.如权利要求6所述的发射功率校准装置，其特征在于，所述选择模块包括：

分组子模块，用于将所得到的P-V曲线数据按校准精度要求对频点进行分组，具体为：

选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值；

将该V值对应的不同频率的功率P值只差小于预定值δ的多个频点作为一组，所述预定值δ根据校准精度确定；

频点选择子模块，用于从每组选择一个频点作为校准频点。

8.如权利要求6所述的发射功率校准装置，其特征在于，所述选择模块，具体包括：

第一选择子模块，用于选取功率值大于最大输出功率70％的一功率值所对应的V值，将该V值对应的功率P最大值Pmax与最小值Pmin对应的频点作为校准频点；

第二选择子模块，在所述最大值Pmax与最小值Pmin之间选取均匀分布的功率值所对应的相同V值的频点作为校准频点。

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