CN1909428B - 增强数据速率的gsm演进***中驻波比告警检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置，包括检波电路和信号处理电路，检波电路包括分别用于检测前向耦合信号功率和反向耦合信号功率的半均方根功率检波电路，半均方根功率检波电路包括检波芯片，该检波芯片的环路滤波器积分电容管脚处连接有低通滤波电路，以保证能够区分相邻的待检波时隙信号，并使时隙内的信号波动平滑；各检波芯片将分别检测到的前向和反向耦合信号功率转换为对应的电平信号输入至信号处理电路。本发明在保证EDGE检波信号能够区分相邻时隙信号的前提下尽可能平滑时隙内的信号波动，大大提高了抗干扰性和告警信号的真实性。
Description
技术领域
本发明涉及一种增强数据速率的GSM演进(Enhanced Data rates for GSMEvolution，EDGE)***中驻波比告警检测装置。
背景技术
EDGE是GSM的一种演进方案，是介于2.5G(第2.5代)移动网络与3G(第3代)移动网络之间的过渡技术。
为了检验移动通信***基站射频部件之间的匹配是否良好，常用电压驻波比(VSWR)来进行衡量。电压驻波比是指两相反方向的行波叠加后形成驻波，电压或电流的最大值与最小值之比。其中，Po表示进入天线***的功率，Pr表示从天线***反射回来的功率。当然，用来表征驻波比的方式有许多种，但原理都差不多。一般地，驻波比告警检测电路位于移动通信***基站中射频侧的前端，其核心是前端检波电路和后端信号处理电路。
由于EDGE信号是采用8PSK(8进制移相键控)调制方式的TDMA(TimeDivision Multiple Access，时分多址)信号，这样就同时具备了高峰谷比性和时隙性两个特点。过去GSM驻波比检测时所普遍采用的峰值检波方式，虽然可以很好地保留信号的时隙特性，但是由于EDGE信号具有很高的峰谷比，所以就导致这种方式检测出来的检波信号在时隙内的波动过大，从而会引起后面模拟运算电路的紊乱，用峰值检波对EDGE信号是不适合的。又因为EDGE的时隙特性要求检波后的相邻时隙的信号是可以区分的，而普通的RMS(Root Mean Square，均方根)检波方式完全平滑EDGE时隙内的信号的代价牺牲了信号的时隙特性，从而导致检波后的信号无法区分相邻时隙，因此这种检波方式对EDGE信号也是不适合的。
而且，在EDGE***中，对后端信号处理电路的要求也有了较大的提高。由于EDGE信号本身的复杂性加之无线信号的延迟性以及反向通路的不确定性，这样如果用传统的单一的信号处理电路来处理检波后的信号往往会带来很多附加产物，这些附加产物导致的结果就是误告警。而这种误告警对***的影响是巨大的。
发明内容
针对上述现有EDGE***中驻波比告警检测装置存在误告警的问题和不足，本发明的目的是提供一种可区分相邻时隙信号及平滑时隙内的信号波动且可避免误告警的增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置。
本发明是这样实现的：一种增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置，包括检波电路和信号处理电路，所述检波电路包括分别用于检测前向耦合信号功率和反向耦合信号功率的半均方根功率检波电路，所述半均方根功率检波电路包括检波芯片，该检波芯片的环路滤波器积分电容管脚处连接有低通滤波电路(LowPass Filter，LPF)，以保证能够区分相邻的待检波时隙信号，并使时隙内的信号波动平滑；所述各检波芯片将分别检测到的前向和反向耦合信号功率转换为对应的电平信号输入至所述信号处理电路。
优选地，所述信号处理电路包括运算电路和比较电路，其中，所述运算电路用于对前向和反向耦合信号的半均方根功率检波电路进行减法运算，得到差值信号，放大后输入比较电路；所述比较电路对该输入的差值信号进行门限判决，并将表征判决结果的电平信号输出。
优选地，所述运算电路设有基准参考电压(Vref)输入接口，将差值信号放大后再与该基准参考电压求和，并将求和结果输入所述比较电路。
优选地，该装置还包括用于对有无前向耦合信号进行判决的第二门限电路，该第二门限电路包括有比较电路；对应地，所述信号处理电路中比较电路输出端还串接有逻辑电路，所述第二门限电路的判决结果也输入该逻辑电路。所述逻辑电路为异或非门，有前向耦合信号且所述信号处理电路的比较电路判决超出门限电平时，所述逻辑电路输出告警信号。
优选地，所述第二门限电路的比较电路输出端和信号处理电路的逻辑电路输出端分别设有低通滤波电路。
这里，所述前向耦合信号和反向耦合信号的半均方根功率检波电路相同；所述检波芯片为AD8362。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明没有采用传统的峰值检波方式，也没有完全采用RMS检波方式。本发明采用的是介于峰值检波和RMS检波之间的检波方式，称为半RMS检波。该半RMS检波不是完全意义上的RMS检波。它利用改变RMS检波芯片的***滤波电路的方式，在保证EDGE检波信号能够区分相邻时隙信号的前提下尽可能平滑时隙内的信号波动，而不是完全的平滑。虽然利用该方式检波后的信号在时隙内仍然还有波动，但是相比峰值检波却平滑了很多，而这些波动造成的影响也很容易通过后续电路的处理消除。
2、通过在信号处理中引入Vref而彻底消除了可能出现的负电平。这不仅仅是对前向和反向信号检波结果进行了简单运算。而是利用Vref来和上面运算后的信号进行求和。由于反向信号的复杂性，前向和反向检波信号运算后很可能会得到负电平。传统的设计对负电平是不做处理的。但是负电平会造成后续信号处理中的逻辑紊乱。并且由于EDGE的高峰谷比特性，负电平出现的概率要远远大于GSM。通过引入该Vref外部电压可以很好地消除误告警。
3、本发明对告警信号采取二次判决的方式。第一次判决针对的是可以表征驻波比特性的信号；第二次判决引入了前向功率判决结果。只有当前向功率判决信号有效时才认为通过第一次判决的驻波比告警信号有效。本发明二次判决的机制的采用大大提高了电路的抗干扰性和告警信号的真实性。
附图说明
图1是本发明的电路结构示意图；
图2是本发明采用的AD8632检波芯片的结构示意图；
图3是本发明半RMS检波电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明总体上包括前端的检波电路11、第二门限电路12和后端的信号处理电路13。前端的检波电路11包括两个完全相同的半RMS检波电路111和112，分别用于前向功率耦合信号和反向功率耦合信号，该二检波电路输出的分别是前向检波信号A和反向检波信号B。
如图2、3所示，本发明半RMS检波电路主要由核心部件——检波芯片构成。本发明的检波芯片采用AD公司的RMS检波芯片AD8362。AD8362采用16管脚结构，可进行真有效值功率测量，具有以dB为单位的线性响应。AD8362管脚排列如图2、3所示，其中，COMM为公共接地端；CHPF为高通滤波器输入端，该管脚与地之间的电容大小决定着输入高通滤波器的3dB频率；INHI为信号差分输入端口的“+”端；INLO为信号差分输入端口的“-”端；DECL为“INHI”和“INLO”的去耦端；PWDN为休眠控制端，高电平时器件关断；CLPF为环路滤波器积分电容连接端；ACOM为输出放大器的公共接地端；VSET为设置电压输入端，使射频的输入功率与输出的dB数相对应；VOUT为误差放大器电压输出，测量时直接与“VSET”端相连；VPOS为+5V的电源输入端；VTGT为基准电压端；VREF为1.25V通用参考电压输出，可直接提供给“VTGT”端。同时连接于INHI管脚和INLO管脚的是梯形电阻衰减器。
为更好地实现EDGE信号的检波，如图3所示，“CLPF”管脚连接于无源低通滤波电路，并通过选择连接于该管脚的电容C3的容值和电阻R10的阻值来达到半RMS检波的目的。本发明的半RMS检波方式是介于RMS检波方式和峰值检波方式之间的检波方式，可区分两个相邻的检波时隙，但保留了时隙内的一定的波动性。
如图1所示，第二门限电路12包括比较电路121和低通滤波电路(LPF)122，其串联连接，半RMS检波电路111输出的信号A同时输入比较电路121和运算电路131，而该比较电路121用于对是否有前向检波信号A进行判决，当前向有功率发射时，输出为高电平信号，否则输出低电平信号，经低通滤波电路122滤波后输出信号E至逻辑电路133。信号处理电路13包括运算电路131、比较电路132、逻辑电路133以及低通滤波电路134，其依次串联，运算电路131上还设有Vref连接线。运算电路131用于对前向检波信号A和反向检波信号B作减法运算，得到可反映驻波比的差值信号，为提高灵敏度，运算电路131还对差值进行放大运算；为消除可能出现的负电平，运算电路131还将上述差值运算结果和Vref进行加法运算，得到可以表征驻波比的信号D，并将信号D输出至比较电路132进行第一次门限判决，即作出***的驻波比判决，若超出阈值，则输出第一次判决后的驻波比告警高电平信号F至逻辑电路133，若低于阈值，则输出低电平信号。这里的逻辑选择的是异或非门。即只有当信号E和信号F同时为高电平时输出的告警信号G才为高电平。由于信号G中可能会混有处理中产生的毛刺信号，需经低通滤波电路134滤除信号G中的毛刺，并输出最终的驻波比告警信号。也就是说仅仅当两级门限都通过时，告警信号才最终被确认。
本领域技术人员应当理解，比较电路、运算电路、低通滤波电路和逻辑电路均为成熟电路。
另外，第二门限电路12为可选器件，同时逻辑电路133也为可选器件，通过前端的检波电路11和后端的信号处理电路13即可实现发明目的。另外，低通滤波电路134、Vref输入线同样也为可选的，没有它们，也可实现发明目的。本发明的检波芯片还可以为其它任何可实现本发明检波功能的检波芯片或电路。
当然，本发明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，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置，包括检波电路和信号处理电路，其特征在于，所述检波电路包括分别用于检测前向耦合信号功率和反向耦合信号功率的半均方根功率检波电路，所述半均方根功率检波电路包括检波芯片，该检波芯片的环路滤波器积分电容管脚处连接有低通滤波电路，以保证能够区分相邻的待检波时隙信号，并使时隙内的信号波动平滑；所述各检波芯片将分别检测到的前向和反向耦合信号功率转换为对应的电平信号输入至所述信号处理电路；
其中，所述信号处理电路包括运算电路和比较电路；所述运算电路用于对前向和反向耦合信号的半均方根功率检波电路进行减法运算，得到差值信号，放大后输入比较电路；所述比较电路对该输入的差值信号进行门限判决，并将表征判决结果的电平信号输出。
2.根据权利要求1所述的增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置，其特征在于，所述运算电路设有基准参考电压输入接口，将差值信号放大后再与该基准参考电压求和，并将求和结果输入所述比较电路。
3.根据权利要求1或2所述的增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置，其特征在于，该装置还包括用于对有无前向耦合信号进行判决的第二门限电路，该第二门限电路包括有比较电路；对应地，所述信号处理电路中比较电路输出端还串接有逻辑电路，所述第二门限电路的判决结果也输入该逻辑电路。
4.根据权利要求3所述的增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置，其特征在于，所述逻辑电路为异或非门，有前向耦合信号且所述信号处理电路的比较电路判决超出门限电平时，所述逻辑电路输出告警信号。
5.根据权利要求3所述的增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置，其特征在于，所述第二门限电路的比较电路输出端和信号处理电路的逻辑电路输出端分别设有低通滤波电路。
6.根据权利要求1所述的增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置，其特征在于，所述前向耦合信号和反向耦合信号的半均方根功率检波电路相同。
7.根据权利要求1所述的增强数据速率的GSM演进***中驻波比告警检测装置，其特征在于，所述检波芯片为AD8362。
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