專利名稱：遠(yuǎn)端射頻單元系統(tǒng)功放過功率保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遠(yuǎn)端射頻單元系統(tǒng)，尤其涉及一種遠(yuǎn)端射頻單元系統(tǒng)功放過功率 保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
遠(yuǎn)端射頻單元(RRU)是3G通信系統(tǒng)中重要的組成部分，為附屬于基站(NODE B)的 一個(gè)通信模塊。RRU主要功能是完成盲區(qū)覆蓋，減少基站數(shù)量，該模塊可以將數(shù)據(jù)通過光纖 送到所依附的上級(jí)基站。RRU具有射頻發(fā)射和接收功能，發(fā)射功能的實(shí)現(xiàn)依賴于功放模塊，功放模塊的優(yōu)劣 決定著RRU的射頻指標(biāo)好壞以及覆蓋能力。同時(shí)RRU對(duì)整機(jī)功耗指標(biāo)有著很高的要求，而 RRU的功耗又在很大程度上取決于功放模塊的效率，因此在設(shè)計(jì)中都會(huì)盡可能提高功放的 效率，讓功放工作于其極限的范圍。這樣帶來的弊端就是功放很脆弱，瞬時(shí)稍大的信號(hào)輸入 就有可能把功放燒掉。而大信號(hào)的產(chǎn)生在RRU的工作過程中由于鏈路的異常是有可能出現(xiàn) 的。因此如何對(duì)功放進(jìn)行有效保護(hù)是RRU系統(tǒng)中一個(gè)重要問題。傳統(tǒng)方法是在功放中 加入模擬保護(hù)電路，這種方法一方面提高了功放的制造成本，增大了功放的體積；另一方面 它對(duì)大信號(hào)輸入的保護(hù)也是有限的，超過一定功率范圍的大信號(hào)同樣會(huì)使功放燒掉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述傳統(tǒng)方法存在的缺陷，提供一種遠(yuǎn)端射頻單元系統(tǒng) 功放過功率保護(hù)方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明區(qū)別于只能保護(hù)一定范圍大信號(hào)的傳統(tǒng)方法，提供了一種可以完全抑制大信號(hào) 輸入的方法，該方法是在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)，其對(duì)所需抑制的大信號(hào)可以靈活定義，例如功率和時(shí) 長(zhǎng)，這可以使其對(duì)不同特性的功放進(jìn)行不同的保護(hù)策略，對(duì)于規(guī)定門限之上的大信號(hào)可以 達(dá)到完全屏蔽的效果，而且該方法無需增加額外的器件電路，只需作為一個(gè)功能模塊在RRU 中的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件集成即可。具體地說，本方法是在遠(yuǎn)端射頻單元系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的尾端設(shè) 置有功放過功率保護(hù)模塊；
功放過功率保護(hù)模塊包括可配延時(shí)模塊、可配功率計(jì)模塊和門控開關(guān)模塊； 其交互關(guān)系是
可配延時(shí)模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出，延時(shí)值可以配置，其作用在于對(duì)規(guī)定時(shí)長(zhǎng)的 信號(hào)進(jìn)行緩存，為功率統(tǒng)計(jì)提供時(shí)間，保證大信號(hào)在功率統(tǒng)計(jì)過程中不會(huì)實(shí)際發(fā)射出去；
可配功率計(jì)模塊對(duì)規(guī)定時(shí)長(zhǎng)的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)功率統(tǒng)計(jì)，時(shí)長(zhǎng)可以任意配置，數(shù)值通常 與可配延時(shí)模塊的延時(shí)值設(shè)置相同；
門控開關(guān)模塊受控于單根控制線，有兩種狀態(tài)，直通和輸出零；當(dāng)可配功率計(jì)模塊輸出統(tǒng)計(jì)功率大于指定門限時(shí)，也就是代表輸入信號(hào)功率過大，會(huì)把輸出關(guān)斷，輸出為零；當(dāng)輸 入功率小于指定門限時(shí)，門控開關(guān)模塊的輸出與輸入連通。本發(fā)明的工作原理是在RRU系統(tǒng)中，少量的數(shù)微秒延時(shí)是可以接受的，本發(fā)明根 據(jù)這個(gè)特性，對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)延時(shí)，并在這段延時(shí)過程中對(duì)延時(shí)信號(hào)實(shí)時(shí)功率統(tǒng)計(jì)，一 旦發(fā)現(xiàn)功率過大的情況，門控開關(guān)就會(huì)進(jìn)行關(guān)斷，只有當(dāng)輸入信號(hào)的功率正常后，門控開關(guān) 才重新打開。本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果
①實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，無需增加額外器件及電路，是一種純軟件實(shí)現(xiàn)方法；
②用戶靈活定義大信號(hào)特性，對(duì)其定義下的大信號(hào)實(shí)現(xiàn)完全精確阻隔；
③適用于信號(hào)允許有適當(dāng)延時(shí)，功放需要保護(hù)的信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)。


圖1是本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是RRU下行鏈路的結(jié)構(gòu)框圖3是設(shè)置有功放過功率保護(hù)模塊的RRU下行鏈路的結(jié)構(gòu)框圖； 圖4是功放過功率保護(hù)模塊的結(jié)構(gòu)框圖。其中
100—遠(yuǎn)端射頻單元，
110—高速串并轉(zhuǎn)換模塊；120——數(shù)字上變頻模塊； 130—削峰模塊；140—數(shù)字預(yù)失真模塊；
150—功放過功率保護(hù)模塊， 151—可配延時(shí)模塊，152—可配功率計(jì)模塊，153—門控開關(guān)模塊。160—數(shù)摸轉(zhuǎn)換器；170——模擬變頻器； 180—功率放大器。200—基站。300—手機(jī)。X—現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明 一、傳統(tǒng)系統(tǒng)
如圖1，傳統(tǒng)系統(tǒng)包括依次連通的基站200、遠(yuǎn)端射頻單元100和手機(jī)200。如圖2，現(xiàn)有遠(yuǎn)端射頻單元100的下行鏈路包括依次連接的現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列 X、數(shù)摸轉(zhuǎn)換器160、模擬變頻器170和功率放大器180?，F(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列X為硬件可編程芯片，通過硬件描述語言可對(duì)其進(jìn)行編程實(shí) 現(xiàn)各種用戶定制的功能，在遠(yuǎn)端射頻單元100中，其實(shí)現(xiàn)的軟件功能包括依次連通的高速 串并轉(zhuǎn)換模塊110、數(shù)字上變頻模塊120、削峰模塊(CFR) 130、數(shù)字預(yù)失真模塊(DPD) 140。二、本系統(tǒng)
如圖3，本系統(tǒng)是在傳統(tǒng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在數(shù)字預(yù)失真模塊140后設(shè)置有功放過功率保護(hù)模塊150。為了提高功放效率以及射頻指標(biāo)性能，削峰(CFR)和數(shù)字預(yù)失真(DPD)等技術(shù)的 采用都已經(jīng)成為主流。而且作為系統(tǒng)的高度集成以及設(shè)計(jì)靈活性，這些功能都已經(jīng)作為模 塊集成到FPGA中。本系統(tǒng)也是基于這種主流的RRU設(shè)計(jì)平臺(tái)而實(shí)現(xiàn)，就是加入了攻防過功 率保護(hù)功能的RRU下行鏈路系統(tǒng)。功放過功率保護(hù)模塊150是區(qū)別于傳統(tǒng)系統(tǒng)而新增的功 能模塊，它位于所有數(shù)字信號(hào)處理的最末端，在數(shù)模轉(zhuǎn)換器之前，可以抑制數(shù)字域的異常大 信號(hào)。如圖4，功放過功率保護(hù)模塊150包括可配延時(shí)模塊151、可配功率計(jì)模塊152和 門控開關(guān)模塊153。三、功放過功率保護(hù)模塊150的工作流程 功放過功率保護(hù)模塊150的工作流程包括下列步驟
①數(shù)據(jù)進(jìn)入可配延時(shí)模塊151，經(jīng)過規(guī)定的延時(shí)數(shù)據(jù)才會(huì)輸出；
②同時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)入可配功率計(jì)模塊152，功率計(jì)會(huì)實(shí)時(shí)計(jì)算緩存在可配延時(shí)模塊151中 的信號(hào)功率；
③當(dāng)步驟②中的信號(hào)功率大于過功率門限時(shí)，門控開關(guān)模塊153對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行關(guān)斷 處理，此時(shí)緩存于可配延時(shí)模塊151中的過功率危險(xiǎn)信號(hào)不對(duì)外輸出；
④當(dāng)步驟②中的信號(hào)功率小于過功率門限時(shí)，門控開關(guān)模塊153讓可配延時(shí)模塊151 的輸出信號(hào)正常通過。本發(fā)明的關(guān)鍵點(diǎn)是對(duì)末級(jí)輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行緩存處理，緩存的深度可根據(jù)實(shí)際 系統(tǒng)進(jìn)行配置，對(duì)于過功率信號(hào)的定義在該模塊中通過“信號(hào)時(shí)長(zhǎng)”和“過功率門限”兩個(gè) 參數(shù)進(jìn)行描述，“信號(hào)時(shí)長(zhǎng)”在模塊中體現(xiàn)為“可配延時(shí)模塊”和“可配功率計(jì)”的時(shí)延，“過 功率門限”在模塊中體現(xiàn)為“門控開關(guān)”中的開關(guān)切換依據(jù)。實(shí)際系統(tǒng)中，不同的功放特性及不同的大信號(hào)，都可以通過上面的兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行 描述，具體數(shù)值也會(huì)因系統(tǒng)不同而有差異。只要系統(tǒng)中存在這種數(shù)字化處理過程，而且允許有適當(dāng)延時(shí)的情況下，該模塊都 可以適用。另外為了采用該模塊進(jìn)行功放過功率保護(hù)而特別采用的模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行 數(shù)模轉(zhuǎn)換也是該模塊使用的一種特例。
權(quán)利要求
1.一種遠(yuǎn)端射頻單元系統(tǒng)功放過功率保護(hù)方法，其工作平臺(tái)是由依次連通的基站 (200)、遠(yuǎn)端射頻單元(100)和手機(jī)(200)組成的系統(tǒng)；遠(yuǎn)端射頻單元(100)包括依次連 接的基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(X)、數(shù)摸轉(zhuǎn)換器(160)、模擬變頻器(170)和功率放大器 (180);現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(X)包括依次連通的高速串并轉(zhuǎn)換模塊(110)、數(shù)字上變頻模塊 (120 )、削峰模塊(130 )、數(shù)字預(yù)失真模塊(140)；其特征在于在數(shù)字預(yù)失真模塊(140)后設(shè)置有功放過功率保護(hù)模塊(150)；功放過功率保護(hù)模塊(150)包括可配延時(shí)模塊(151)、可配功率計(jì)模塊(152)和門控開 關(guān)模塊(153);其交互關(guān)系是可配延時(shí)模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行延時(shí)輸出，延時(shí)值可以配置，其作用在于對(duì)規(guī)定時(shí)長(zhǎng)的 信號(hào)進(jìn)行緩存，為功率統(tǒng)計(jì)提供時(shí)間，保證大信號(hào)在功率統(tǒng)計(jì)過程中不會(huì)實(shí)際發(fā)射出去；可配功率計(jì)模塊對(duì)規(guī)定時(shí)長(zhǎng)的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)功率統(tǒng)計(jì)，時(shí)長(zhǎng)可以任意配置，數(shù)值通常 與可配延時(shí)模塊的延時(shí)值設(shè)置相同；門控開關(guān)模塊受控于單根控制線，有兩種狀態(tài)，直通和輸出零；當(dāng)可配功率計(jì)模塊輸出 統(tǒng)計(jì)功率大于指定門限時(shí)，也就是代表輸入信號(hào)功率過大，會(huì)把輸出關(guān)斷，輸出為零；當(dāng)輸 入功率小于指定門限時(shí)，門控開關(guān)模塊的輸出與輸入連通。
2.按權(quán)利要求所述的功放過功率保護(hù)方法，其特征在于功放過功率保護(hù)模塊(150)的 工作流程包括下列步驟①數(shù)據(jù)進(jìn)入可配延時(shí)模塊(151)，經(jīng)過規(guī)定的延時(shí)數(shù)據(jù)才會(huì)輸出；②同時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)入可配功率計(jì)模塊(152)，功率計(jì)會(huì)實(shí)時(shí)計(jì)算緩存在可配延時(shí)模塊 (151)中的信號(hào)功率；③當(dāng)步驟②中的信號(hào)功率大于過功率門限時(shí)，門控開關(guān)模塊(153)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行關(guān) 斷處理，此時(shí)緩存于可配延時(shí)模塊(151)中的過功率危險(xiǎn)信號(hào)不對(duì)外輸出；④當(dāng)步驟②中的信號(hào)功率小于過功率門限時(shí)，門控開關(guān)模塊(153)讓可配延時(shí)模塊 (151)的輸出信號(hào)正常通過。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種遠(yuǎn)端射頻單元系統(tǒng)功放過功率保護(hù)方法，涉及一種遠(yuǎn)端射頻單元系統(tǒng)。本發(fā)明區(qū)別于只能保護(hù)一定范圍大信號(hào)的傳統(tǒng)方法，提供了一種可以完全抑制大信號(hào)輸入的方法，該方法是在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)，其對(duì)所需抑制的大信號(hào)可以靈活定義，例如功率和時(shí)長(zhǎng)，這可以使其對(duì)不同特性的功放進(jìn)行不同的保護(hù)策略，對(duì)于規(guī)定門限之上的大信號(hào)可以達(dá)到完全屏蔽的效果，而且該方法無需增加額外的器件電路，只需作為一個(gè)功能模塊在RRU中的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)器件集成即可。本發(fā)明適用于信號(hào)允許有適當(dāng)延時(shí)，功放需要保護(hù)的信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04B7/005GK102111195SQ20101061151
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者周世軍, 曹雨, 杜仲, 江浩洋, 汪洋, 王冉, 邢凌燕, 陳付齊 申請(qǐng)人:武漢郵電科學(xué)研究院