專利名稱：一種dpd系統中保護功放的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信領域，尤其涉及DPD系統中由FPGA實現的保護功放的方法及
直ο
背景技術：
現有的移動通信基站系統中，功放模塊完成將前向發(fā)射信號進行功率放大后由天線輸出的功能，是基站系統的關鍵模塊，如果該模塊出現損壞故障導致沒有信號輸出，則影響該功放模塊覆蓋服務區(qū)用戶的正常通信，后果非常嚴重。有基于此，基站設備廠商或功放廠商都要在功放模塊中加入很多保護電路和措施，現有技術一般是采用檢波電路對輸出功率進行檢測，一旦出現過功率則關閉功放，但是用檢波電路檢測功放輸出功率存在積分時間的問題，如果出現瞬間的大的數字雜散，檢波電路反映時間較慢，還是有可能燒毀功放。申請?zhí)枮?00510036722. 3的文件中公開了一種基于FPGA實現的保護功放的方法和裝置，但該方案只公開了基于基帶信號平均功率檢測保護功放的實現方法和裝置，沒有提出對瞬間出現的超高電平進行檢測的方法，而且上述文件只對輸入功率進行檢測保護， 沒有對輸出功率進行檢測保護。

發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種DPD系統中保護功放的方法和裝置，能夠對進入功率放大器以及由功率放大器輸出的均值、峰值功率均進行檢測保護，避免出現過功率燒毀功放，尤其是避免瞬間的大雜散燒毀功放。本發(fā)明提供一種DPD系統中保護功放的方法，包括以下步驟 步驟Si，對基帶信號和反饋信號進行數字預失真運算，得到預失真信號； 步驟S2，對預失真信號進行檢測，包括如下
a)在一段時間內對預失真信號進行功率統計并計算出均值功率，然后和預先設定的前向均值功率門限值進行比較，若均值功率大于所述前向均值功率門限值，則發(fā)送告警電平；
b)實時統計預失真信號的瞬間信號功率，判斷瞬間信號功率電平是否低于預先設定的門限電平值，若是則輸出瞬間信號功率電平；若否則輸出預先設定的門限電平值；
步驟S3，判斷是否接收到告警電平，若是則關斷基帶信號，若否則基帶信號正常通過； 步驟S4,將基帶信號轉換成模擬信號，對模擬信號進行濾波，射頻上變頻處理后將射頻信號進行發(fā)送；
步驟S5，對射頻信號進行功率放大后輸出；
步驟S6，從輸出信號中耦合一個反饋信號，采用與步驟S2中相同的方法檢測反饋信號的均值功率和瞬間信號功率電平，然后分別與預先設定的反饋均值功率門限值以及預先設定的反饋門限電平值進行比較，并根據比較結果判斷是否發(fā)送告警電平。另外本發(fā)明還提供一種DPD系統中保護功放的裝置，包括DPD運算單元、電平門限控制單元、前向均值功率檢測比較單元、基帶信號開關單元、射頻發(fā)送處理單元、功率放大單元以及反饋單元；
DPD運算單元，用于對基帶信號和反饋信號進行數字預失真運算，得到預失真信號； 前向均值功率檢測比較單元，用于對預失真信號在一段時間內進行功率統計并計算出均值功率，然后和預先設定的前向均值功率門限值進行比較，若均值功率大于前向均值功率門限值，則發(fā)送告警電平給基帶信號開關單元；
電平門限控制單元，用于實時統計預失真信號的瞬間信號功率，判斷瞬間信號功率電平是否低于預先設定的門限電平值，若是則輸出瞬間信號功率電平；若否則輸出預先設定的門限電平值；
基帶信號開關單元，用于接收電平門限控制單元中的基帶信號，當接收到告警電平后關斷基帶信號；
射頻發(fā)送處理單元，用于接收基帶信號開關單元中的基帶信號后，轉換成模擬信號，并將模擬信號進行濾波，進行射頻上變頻處理后將射頻信號發(fā)送給功率放大單元； 功率放大單元，用于對射頻信號進行功率放大后輸出；
反饋單元，用于從功率放大單元的輸出信號中耦合一個反饋信號，發(fā)送給所述DPD運算單元，并檢測反饋信號的均值功率和瞬間信號功率電平，然后分別與預先設定的反饋均值功率門限值以及預先設定的反饋門限電平值進行比較，并根據比較結果判斷是否發(fā)送告警電平給基帶信號開關單元。本發(fā)明的DPD系統中保護功放的方法及裝置，不僅對均值功率進行檢測，而且可以對瞬間出現的超高電平進行及時的控制，從而避免瞬間的大雜散燒毀功放，增加了系統的可靠性；而且本發(fā)明的方法及裝置，能夠分別對進入功放以及由功放輸出的均值、峰值功率都進行檢測保護，這種四重保護的方式極大地提高了移動通信系統的競爭力。


圖1為本發(fā)明DPD系統中保護功放的方法流程圖； 圖2為本發(fā)明DPD系統中保護功放的裝置結構示意圖3為具體實施例中DPD系統中保護功放的裝置結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種DPD系統中保護功放的裝置及方法，以解決現有技術中保護功放時只對均值功率進行檢測保護，有可能造成瞬間的大雜散燒毀功放的問題。本發(fā)明提供的一種DPD系統中保護功放的方法，如圖1所示，包括以下步驟 步驟Si，對基帶信號和反饋信號進行DPD (Digital Pre-Distortion，數字預失真)運
算，得到預失真信號。步驟S2，對預失真信號進行檢測，包括如下
a)在一段時間內對預失真信號進行功率統計并計算出均值功率，然后和預先設定的前向均值功率門限值進行比較，若均值功率大于預先設定的前向均值功率門限值，則發(fā)送告警電平；若均值功率小于預先設定的前向均值功率門限值，則不發(fā)送告警電平；
b)實時統計預失真信號的瞬間信號功率，判斷瞬間信號功率電平是否低于預先設定的門限電平值，若是則輸出瞬間信號功率電平；若否則降低輸入的瞬間信號功率電平值使其等于預先設定的門限電平值，并輸出該預先設定的門限電平值。前向均值門限值為根據輸入功放的均值功率設置而確定的一個值，也可以由維護人員根據具體情況，例如記錄上次燒壞功放時的功率大小，以確定一個相比記錄的數據要稍小的數值作為門限值。門限電平值是根據輸入功放的峰值功率設置而確定的一個確定的數值，一般情況下跟上述的前向均值功率門限值的大小不相同。步驟S3，判斷是否接收到告警電平，若是則關斷基帶信號，若否則基帶信號正常通過。步驟S4，將基帶信號轉換成模擬信號，對模擬信號進行濾波，射頻上變頻處理后將射頻信號進行發(fā)送。步驟S5，對射頻信號進行功率放大后輸出。步驟S6，從輸出信號中耦合一個反饋信號，采用與步驟S2中相同的方法，即分別檢測反饋信號的均值功率以及瞬間信號功率電平，然后分別與預先設定的反饋均值功率門限值以及預先設定的反饋門限電平值進行比較，并根據比較結果判斷是否發(fā)送告警電平。步驟S6具體如下耦合一個反饋信號(此反饋信號即為步驟Sl中與基帶信號一起進行DPD運算的反饋信號)，在一段時間內進行功率統計并計算出該反饋信號的均值功率， 然后和預先設定的反饋均值功率門限值進行比較，若反饋信號的均值功率大于預先設定的反饋均值功率門限值，則發(fā)送告警電平；否則不發(fā)送告警電平。以及
耦合一個反饋信號，實時檢測該反饋信號的瞬間信號功率電平，判斷反饋信號的瞬間信號功率電平值是否低于預先設定的反饋門限電平值，若是則發(fā)送告警電平；若否則不發(fā)送告警電平。上述的反饋均值功率門限值以及反饋門限電平值均為根據功放輸出信號的功率大小而預先設定的值，兩者不盡相同。從上面的描述可知，本發(fā)明的方法中發(fā)送了多個告警電平，這些告警電平本質上是一樣的，因此步驟S3可以對多個告警電平(包括前向均值發(fā)送的告警電平、反饋均值發(fā)送的告警電平以及反饋峰值發(fā)送的告警電平)進行邏輯或運算，根據運算結果判斷是否接收到了告警電平，即只要接收到其中任何一個告警電平，就關斷基帶信號；如果三部分都不告警，則基帶信號開關打開，信號正常進入功放。另外，由于步驟S6從輸出信號中耦合的反饋信號是射頻信號，為了方便處理，因此在檢測反饋信號的均值功率和瞬間信號功率電平之前還包括步驟S601 將反饋的射頻信號轉換成基帶信號。另外，本發(fā)明還提供一種DPD系統中保護功放的裝置，如圖2所示，包括DPD運算單元、電平門限控制單元、前向均值功率檢測比較單元、基帶信號開關單元、射頻發(fā)送處理單元、功率放大單元以及反饋單元；其中，電平門限控制單元、前向均值功率檢測比較單元并聯在DPD運算單元以及基帶信號開關單元之間，基帶信號開關單元、射頻發(fā)送處理單元以及功率放大單元、反饋單元依次連接，反饋單元還與基帶信號開關單元相連接。DPD運算單元，對輸入的基帶信號和從射頻發(fā)送處理單元耦合的一個反饋信號進行數字預失真運算，得到預失真信號。前向均值功率檢測比較單元，對預失真信號在一段時間內進行功率統計并計算出均值功率，然后和預先設定的前向均值功率門限值進行比較，若均值功率大于預先設定的前向均值功率門限值，則發(fā)送告警電平給基帶信號開關單元；若均值功率小于預先設定的前向均值功率門限值則不發(fā)送告警電平。電平門限控制單元，判斷接收到的預失真信號的瞬間信號功率電平是否低于預先設定的門限電平值，若是則輸出瞬間信號功率電平；否則降低輸入的瞬間信號功率電平值使其等于預先設定的門限電平值，并輸出該預先設定的門限電平值。本單元通過對基帶信號瞬時功率電平的限制，防止了瞬間的高功率電平對功放的沖擊。需要說明的是，基帶信號的傳輸是從DPD運算單元到電平門限控制單元，再到基帶信號開關單元，在前向均值功率檢測比較單元中是不會傳輸基帶信號的，該單元的作用僅在于對基帶信號進行一個檢測，以及當檢測的結果數據大于某規(guī)則時發(fā)送告警報告。這種信號在裝置中以串行方式傳輸的做法，能確保裝置的安全和可靠性，其中任意一個設備發(fā)生故障，整個裝置的傳輸就會被迫中止，避免并行傳輸時其中一條線路發(fā)生故障不能傳輸，而導致其他線路上的功率突然增大，從而燒壞整個功放設備的情況?；鶐盘栭_關單元，接收電平門限控制單元中的基帶信號，當接收到告警電平后關斷基帶信號；無告警信號則基帶信號正常通過。射頻發(fā)送處理單元，接收基帶信號開關單元中的基帶信號后，轉換成模擬信號，并將模擬信號進行濾波，進行射頻上變頻處理后將射頻信號發(fā)送給功率放大單元。功率放大單元，對射頻信號進行功率放大后輸出；
反饋單元，從功率放大單元的輸出信號中耦合一個反饋信號，發(fā)送給DPD運算單元，并獲取該反饋信號的均值功率和瞬間信號功率電平值，然后分別與預先設定的反饋均值功率門限值以及預先設定的反饋門限電平值進行比較，并根據比較結果判斷是否發(fā)送告警電平給基帶信號開關單元。由于反饋單元耦合的反饋信號是射頻信號，因此反饋單元中可以包括一個反饋轉換單元，將從功率放大單元的輸出信號中耦合的射頻信號轉換成基帶信號，如圖3所示。作為一個優(yōu)選的實施例，反饋單元還可以包括反饋均值功率檢測比較單元以及反饋峰值功率檢測比較單元
反饋均值功率檢測比較單元，接收反饋轉換單元中轉換后的基帶信號，在一段時間內進行功率統計并計算出轉換后的基帶信號的均值功率，然后和預先設定的反饋均值功率門限值進行比較，若轉換后的基帶信號的均值功率大于預先設定的反饋均值功率門限值，則發(fā)送告警電平給基帶信號開關單元；否則不發(fā)送告警電平；
反饋峰值功率檢測比較單元，接收反饋轉換單元中轉換后的基帶信號，實時檢測該轉換后的基帶信號的瞬間信號功率電平，判斷轉換后的基帶信號的瞬間信號功率電平值是否低于預先設定的反饋門限電平值，若是則發(fā)送告警電平給基帶信號開關單元；否則不發(fā)送告警電平。另外，本發(fā)明的DPD系統中保護功放的裝置，還可以包括一個邏輯或運算器，該邏輯或運算器接收前向均值功率檢測比較單元、反饋均值功率檢測比較單元以及反饋峰值功率檢測比較單元中的告警電平，進行邏輯或運算后送出一個運算結果電平給基帶信號開關單元，即其中任何一部分告警，則向基帶信號開關送告警信號，基帶信號開關關閉；如果三部分都不告警，則基帶信號開關打開，信號正常進入功放。
本發(fā)明的DPD系統中保護功放的方法及裝置，不僅對均值功率進行檢測，而且可以對瞬間出現的超高電平進行及時的控制，從而避免瞬間的大雜散燒毀功放，增加了系統的可靠性；而且本發(fā)明的方法及裝置，能夠對進入功放以及由功放輸出的均值、峰值功率都進行檢測保護，這種四重保護的方式極大地提高了移動通信系統的競爭力。以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。
權利要求
1.一種DPD系統中保護功放的方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟Si，對基帶信號和反饋信號進行數字預失真運算，得到預失真信號； 步驟S2，對所述預失真信號進行檢測，包括如下a)在一段時間內對所述預失真信號進行功率統計并計算出均值功率，然后和預先設定的前向均值功率門限值進行比較，若所述均值功率大于所述前向均值功率門限值，則發(fā)送告警電平；b)實時統計所述預失真信號的瞬間信號功率，判斷所述瞬間信號功率電平是否低于預先設定的門限電平值，若是則輸出所述瞬間信號功率電平；若否則輸出所述預先設定的門限電平值；步驟S3，判斷是否接收到所述告警電平，若是則關斷基帶信號，若否則基帶信號正常通過；步驟S4,將基帶信號轉換成模擬信號，對所述模擬信號進行濾波，射頻上變頻處理后將射頻信號進行發(fā)送；步驟S5，對所述射頻信號進行功率放大后輸出；步驟S6，從輸出信號中耦合一個反饋信號，采用與步驟S2中相同的方法檢測所述反饋信號的均值功率和瞬間信號功率電平，然后分別與預先設定的反饋均值功率門限值以及預先設定的反饋門限電平值進行比較，并根據比較結果判斷是否發(fā)送所述告警電平。
2.根據權利要求1所述的DPD系統中保護功放的裝置，其特征在于，步驟S3具體為 對多個所述告警電平進行邏輯或運算，根據運算結果判斷是否接收到了所述告警電平，若是則關斷基帶信號，若否則基帶信號正常通過。
3.根據權利要求1所述的DPD系統中保護功放的方法，其特征在于，步驟S6檢測所述反饋信號的均值功率和瞬間信號功率電平之前還包括步驟S601 將耦合的射頻信號轉換成基帶信號。
4.一種DPD系統中保護功放的裝置，包括前向均值功率檢測比較單元、基帶信號開關單元、射頻發(fā)送處理單元、功率放大單元，其特征在于，還包括DPD運算單元、電平門限控制單元以及反饋單元；所述DPD運算單元，用于對基帶信號和反饋信號進行數字預失真運算，得到預失真信號；所述前向均值功率檢測比較單元，用于對所述預失真信號在一段時間內進行功率統計并計算出均值功率，然后和預先設定的前向均值功率門限值進行比較，若所述均值功率大于所述前向均值功率門限值，則發(fā)送告警電平給所述基帶信號開關單元；所述電平門限控制單元，用于實時統計所述預失真信號的瞬間信號功率，判斷所述瞬間信號功率電平是否低于預先設定的門限電平值，若是則輸出所述瞬間信號功率電平；若否則輸出所述預先設定的門限電平值；所述基帶信號開關單元，用于接收所述電平門限控制單元中的基帶信號，當接收到所述告警電平后關斷基帶信號；所述射頻發(fā)送處理單元，用于接收所述基帶信號開關單元中的基帶信號后，轉換成模擬信號，并將所述模擬信號進行濾波，進行射頻上變頻處理后將射頻信號發(fā)送給所述功率放大單元；所述功率放大單元，用于對所述射頻信號進行功率放大后輸出；所述反饋單元，用于從所述功率放大單元的輸出信號中耦合一個反饋信號，發(fā)送給所述DPD運算單元，并檢測所述反饋信號的均值功率和瞬間信號功率電平，然后分別與預先設定的反饋均值功率門限值以及預先設定的反饋門限電平值進行比較，并根據比較結果判斷是否發(fā)送所述告警電平給所述基帶信號開關單元。
5.根據權利要求4所述的DPD系統中保護功放的裝置，其特征在于，所述反饋單元包括反饋轉換單元，所述反饋轉換單元用于從所述功率放大單元的輸出信號中耦合一個射頻信號，并轉換成基帶信號。
6.根據權利要求5所述的DPD系統中保護功放的裝置，其特征在于，所述反饋單元還包括反饋均值功率檢測比較單元以及反饋峰值功率檢測比較單元；所述反饋均值功率檢測比較單元用于接收轉換后的基帶信號，在一段時間內進行功率統計并計算出所述轉換后的基帶信號的均值功率，然后和預先設定的反饋均值功率門限值進行比較，若所述轉換后的基帶信號的均值功率大于所述預先設定的反饋均值功率門限值，則發(fā)送所述告警電平給所述基帶信號開關單元；所述反饋峰值功率檢測比較單元用于接收所述轉換后的基帶信號，實時檢測該轉換后的基帶信號的瞬間信號功率電平，判斷所述轉換后的基帶信號的瞬間信號功率電平值是否低于預先設定的反饋門限電平值，若是則發(fā)送所述告警電平給所述基帶信號開關單元。
7.根據權利要求6所述的DPD系統中保護功放的裝置，其特征在于，所述裝置還包括邏輯或運算器，所述邏輯或運算器用于接收所述前向均值功率檢測比較單元、反饋均值功率檢測比較單元以及反饋峰值功率檢測比較單元中的告警電平，進行邏輯或運算后送出一個運算結果電平給所述基帶信號開關單元。
全文摘要
本發(fā)明提供一種DPD系統中保護功放的方法及裝置，解決現有技術中保護功放時只對均值功率進行檢測保護，有可能造成瞬間的大雜散燒毀功放的問題。本發(fā)明的裝置包括前向均值功率檢測比較單元、基帶信號開關單元、射頻發(fā)送處理單元、功率放大單元、DPD運算單元、電平門限控制單元以及反饋單元。本發(fā)明的方法及裝置，不僅對輸入的均值功率進行檢測，而且可以對輸入的瞬間超高電平進行及時的檢測控制，從而避免了瞬間的大雜散燒毀功放，增加了系統的可靠性；而且本發(fā)明的方法及裝置，還能夠對由功放輸出的均值、峰值功率進行檢測保護，這種四重保護的方式極大地提高了移動通信系統的競爭力。
文檔編號H04L25/49GK102202022SQ201110080098
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權日2011年3月31日
發(fā)明者劉志, 左延麟, 毛為勇, 錢玫 申請人:京信通信系統(中國)有限公司