專利名稱：射頻接收通道增益校正系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)中的增益校正系統(tǒng)及其方法，特別涉及射頻通信中上行部件的接收通道的增益校正系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
如圖1所示，在無線通信接收系統(tǒng)中，射頻接收通道接收天線感應(yīng)的電磁信號并進(jìn)行處理，處理后的信號輸出到數(shù)字處理設(shè)備進(jìn)行數(shù)字處理。
一些蜂窩系統(tǒng)，如全球移動通信系統(tǒng)(Global System fbr MobileCommunication，簡稱“GSM”)、寬帶碼分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access，簡稱“WCDMA”)系統(tǒng)中，一般需要計算射頻接收到的信號大小即接收信號場強(qiáng)(Receive Signal Strength Indicator，簡稱“RSSI”)，將RSSI送入接收系統(tǒng)的邏輯電路，為網(wǎng)絡(luò)切換和功率控制提供依據(jù)。這些系統(tǒng)中一般計算RSSI的方法如下由數(shù)字信號處理部分計算出射頻接收通道輸出的接收信號大小，然后推算出射頻通道接收到的信號大小RSSI，如下式，RSSI＝Power(射頻接收通道輸出信號功率)-Gain(射頻接收通道增益)其中的Gain為射頻接收通道增益，一般系統(tǒng)在運行初期就設(shè)置好，為一個常量。需要說明的是RSSI和Power均為功率電平，單位一般為dBm，Gain也為dB表示的增益。
射頻接收處理部分往往是采用模擬器件，射頻模擬器件存在批次一致性的問題，所以射頻接收通道增益會存在比較大的波動，一般可以達(dá)到6～8dB。這給系統(tǒng)計算RSSI帶來了比較大的誤差，所以在生產(chǎn)或開局初始一般需要校正射頻通道增益(Gain)。通過校正，減小射頻接收通道的增益誤差，使得誤差能夠滿足系統(tǒng)的要求。
現(xiàn)在比較通用的射頻通道增益校正方案的系統(tǒng)組成如圖2，下面結(jié)合圖2說明該系統(tǒng)包括以下組成部分部件10是功率計，用于測量輸入功率計的功率；部件20為射頻接收通道，該射頻接收通道支持增益校正，設(shè)計有增益可調(diào)器件，可以是電壓可控增益放大器，也可以是電壓可控衰減器；部件30為信號源，用來輸出一定大小的信號。
功率計10的輸入端和射頻接收通道20的輸出端連接，射頻接收通道20的輸入端和信號源30的輸出端相連。
假設(shè)系統(tǒng)要求通道增益為Gain。
該方法的步驟如下步驟1、用信號源輸入射頻接收通道能夠接收的單音信號，輸入信號功率固定為P1，單位為dBm；步驟2、用功率計測量射頻接收通道輸出信號的功率P2，單位為dBm；步驟3、可以計算出射頻接收通道校正前實際通道增益為Gain1＝P2-P1；步驟4、計算出增益后，根據(jù)系統(tǒng)需求，調(diào)節(jié)射頻接收通道的增益；反復(fù)執(zhí)行步驟2、步驟3、步驟4，直至Gain1＝Gain。
在實際應(yīng)用中，上述方案存在以下問題同時采用信號源和功率計進(jìn)行射頻接收通道的增益校正，系統(tǒng)的成本高，校正方法比較復(fù)雜。
造成這種情況的一個主要原因在于，無論是生產(chǎn)校正還是現(xiàn)場校正，都需要需要增加儀表配置一臺信號源和一臺功率計或頻譜儀，成本將會增加；如果射頻接收通道是由多個模塊在機(jī)架上連接而成，那么就不適合在生產(chǎn)時候進(jìn)行校正，需要在開局時候進(jìn)行現(xiàn)場校正，現(xiàn)場攜帶儀表非常不方便，系統(tǒng)的可維護(hù)性會大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種射頻接收通道增益校正系統(tǒng)及其方法，使得射頻上行通道增益校正方案相對簡單，成本降低，系統(tǒng)的可維護(hù)性大大提高。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種射頻接收通道增益校正系統(tǒng)，包含射頻接收通道，用于接收射頻信號，對所述射頻信號進(jìn)行處理后輸出；功率測量部件，用于測量所述射頻接收通道的輸出功率；其中，所述射頻接收通道的輸入端開路或匹配負(fù)載，所述射頻接收通道的輸出端和所述功率測量部件的輸入端相連。
其中，所述功率測量部件為功率計。
所述的功率測量部件為數(shù)字信號處理器。
本發(fā)明還提供了一種射頻接收通道增益校正方法，包含以下步驟A測量射頻接收通道的噪聲輸出功率；B根據(jù)測得的所述噪聲輸出功率計算所述射頻接收通道的增益；C判斷所述射頻接收通道的增益是否符合要求，如果不符合要求，則調(diào)節(jié)所述射頻接收通道的增益，進(jìn)入步驟A。
在一個方案中，所述射頻接收通道輸入端開路。
所述步驟B中，根據(jù)以下公式計算射頻接收通道的增益GG＝P/(K*T*Bd*(F-1))其中，P為所述射頻接收通道的噪聲輸出功率，K為波爾茲曼參數(shù)，T為系統(tǒng)工作溫度，Bd為所述射頻接收通道的帶寬，F(xiàn)為所述射頻接收通道的通道噪聲系數(shù)。
在另一個方案中，所述射頻接收通道輸入端接匹配負(fù)載。
所述步驟B中，根據(jù)以下公式計算射頻接收通道的增益GG＝P/(K*T*Bd*F)其中，P為所述射頻接收通道的噪聲輸出功率，K為波爾茲曼參數(shù)，T為系統(tǒng)工作溫度，Bd為所述射頻接收通道的帶寬，F(xiàn)為所述射頻接收通道的通道噪聲系數(shù)。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，本方案利用了射頻通道的噪聲系數(shù)相對比較穩(wěn)定的原理，利用射頻通道噪聲輸出功率計算通道的增益，不需要信號源輸入信號即可進(jìn)行測試。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來了較為明顯的有益效果，即該方案測試簡單，只需要測試射頻接收通道的輸出噪聲功率；測試成本下降，節(jié)約了測試信號源的成本；在系統(tǒng)開局維護(hù)時，不需要攜帶信號源就可以校正射頻通道增益，大大提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性；實際測量中，在開路方式下，系統(tǒng)噪聲系數(shù)的波動一般可以控制在1dB以內(nèi)，增益計算的誤差一般在±1dB左右，在匹配方式下，系統(tǒng)噪聲系數(shù)的波動一般可以控制在1dB以內(nèi)，增益計算的誤差一般小于±0.5dB，這些校正結(jié)果可以滿足一般工程應(yīng)用需要。


圖1是無線接收通道系統(tǒng)示意圖；圖2是傳統(tǒng)的射頻接收通道增益校正系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的射頻接收通道增益校正系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的射頻接收通道增益校方法流程圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本方案利用射頻接收通道的噪聲系數(shù)相對比較穩(wěn)定的事實，利用射頻接收通道噪聲輸出功率計算通道的增益。
該方案有兩種不同的校正系統(tǒng)和方法第一種為開路方式開路射頻接收通道噪聲輸出功率(Pnoise-out)可以由下面的公式得出Pnoise-out＝K*T0*B*(F-1)*Gain其中，K為波爾茲曼參數(shù)1.38*10-23；T0為系統(tǒng)工作溫度可以取300K(K為溫度單位開爾文)；B為接收通道的帶寬，單位為Hz(赫茲)，可以直接根據(jù)設(shè)計得出；F為通道噪聲系數(shù)，可以直接根據(jù)設(shè)計得出，而且F比較穩(wěn)定。
所以Gain＝Pnoise-out/(K*T0*B*(F-1))通過分析可以得出在小范圍變化內(nèi)ΔG/G＝(ΔF/F)*(F/(F-1))2其中，ΔF為噪聲系數(shù)的變化，ΔG為增益變化，G為增益Gain的縮寫。
這種方式因為射頻通道輸入口開路，射頻通道屏蔽不好，在外界存在較大干擾的時候，會使得測試不正確。所以這種方式，適合外界干擾小的場合使用。
下面結(jié)合一個具體實施例來說明該方案，該實施例系統(tǒng)組成如圖3，射頻接收通道增益校正系統(tǒng)由相互連接的功率測量部件40和射頻接收通道20組成，射頻接收通道20還包含射頻接收通道的輸入端21。
功率測量部件40用于測量射頻接收通道的輸出功率。在本實施例中為功率計。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，用數(shù)字信號處理器替代功率計同樣可以實現(xiàn)功率的測量。
射頻接收通道20用于接收射頻信號，將信號進(jìn)行處理并送入功率測量部件，該部件即為需要校正增益的射頻接收通道，增益可以由電壓可控增益放大器或者電壓可控衰減器來調(diào)節(jié)，這取決于該部件的制造商。本實施例采用電壓可控增益放大器調(diào)節(jié)。
射頻接收通道的輸入端21用于連接射頻接收通道的負(fù)載，并且接收負(fù)載所傳送的信號，本實施例中射頻接收通道的輸入端21為開路。
下面結(jié)合圖4說明使用開路方式校正的方法步驟如圖4所示，校正開始時進(jìn)入步驟110，用戶根據(jù)射頻接收通道的設(shè)計指標(biāo)得到射頻接收通道的帶寬B和通道噪聲系數(shù)F。
接著進(jìn)入步驟120，用戶用功率測量部件測量射頻接收通道的輸出功率，該功率單位mW，在該實施例中測量部件是功率計。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，用數(shù)字信號處理器替代功率計同樣可以實現(xiàn)功率的測量。
接著進(jìn)入步驟130，根據(jù)公式計算射頻接收通道的增益，在本實施例中公式為Gain＝Pnoise-out/(K*T0*B*(F-1))。
接著進(jìn)入步驟140，判斷增益是否符合系統(tǒng)要求，如果符合則校正流程結(jié)束，如果不符合則進(jìn)入步驟150。
在步驟150中，判斷射頻接收通道的增益比要求的是否偏大，如果是進(jìn)入步驟170，否進(jìn)入步驟160。例如增益比要求偏小就進(jìn)入步驟步驟160。
在步驟160中，調(diào)節(jié)射頻接收通道的增益控制，使射頻接收通道增益增加，接著進(jìn)入步驟120。例如，在該實施例中增益的調(diào)節(jié)由電壓可控增益放大器來調(diào)節(jié)。
在步驟170中，調(diào)節(jié)射頻接收通道的增益控制，使射頻接收通道增益減少，接著進(jìn)入步驟120。其方法和步驟160中的操作相反。
根據(jù)實際系統(tǒng)的測試情況看(實際系統(tǒng)通道增益約為60dB，典型噪聲系數(shù)3dB)，系統(tǒng)噪聲系數(shù)的波動一般可以控制在1dB以內(nèi)，增益計算的誤差一般達(dá)到±1dB，一般情況下這個精度能夠比較好的滿足系統(tǒng)要求。
第二種為匹配方式射頻通道噪聲輸出功率可以由下面的公式得出Pnoise-out＝K*T0*B*F*Gain，其中K為波爾茲曼參數(shù)1.38*10-23；T0為系統(tǒng)工作溫度可以取300K(K為溫度單位開爾文)；B為接收通道的帶寬，單位為Hz(赫茲)，可以直接根據(jù)設(shè)計得出；F為通道噪聲系數(shù)，可以直接根據(jù)設(shè)計得出，而且F比較穩(wěn)定。
所以Gain＝Pnoise-out/(K*T0*B*F)通過分析可以得出在小范圍動態(tài)變化內(nèi)ΔG/G＝ΔF/F；其中，ΔF為噪聲系數(shù)的變化，ΔG為增益變化，G為增益Gain的縮寫。
下面結(jié)合一個具體的實施例來說明具體實施方式
，該實施例的系統(tǒng)組成和開路方式的實施例的系統(tǒng)組成只有一個唯一的區(qū)別如圖3中，射頻接收通道輸入端21另外連接一個匹配負(fù)載，例如使用一個帶有50歐姆電阻的金屬帽。因此在此省略匹配方式的系統(tǒng)組成圖。
它的校正方法同樣可以結(jié)合圖4說明如圖4所示，校正開始時進(jìn)入步驟110，用戶根據(jù)射頻接收通道的設(shè)計指標(biāo)得到接收通道的帶寬B和通道噪聲系數(shù)F。
接著進(jìn)入步驟120，用戶用功率測量部件測量射頻接收通道的輸出功率，該功率單位mW，在該實施例中測量部件是功率計。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，用數(shù)字信號處理器替代功率計同樣可以實現(xiàn)功率的測量。
接著進(jìn)入步驟130，根據(jù)公式計算射頻接收通道的增益，在本實施例中公式為Gain＝Pnoise-out/(K*T0*B*F)。
接著進(jìn)入步驟140，判斷增益是否符合系統(tǒng)要求，如果符合則校正流程結(jié)束，如果不符合則進(jìn)入步驟150。
在步驟150中，判斷射頻接收通道的增益比要求的是否偏大，如果是進(jìn)入步驟170，否進(jìn)入步驟160。例如增益比要求偏小就進(jìn)入步驟步驟160。
在步驟160中，調(diào)節(jié)射頻接收通道的增益控制，使射頻接收通道增益增加，接著進(jìn)入步驟120。例如，在該實施例中增益的調(diào)節(jié)由電壓可控增益放大器來調(diào)節(jié)。
在步驟170中，調(diào)節(jié)射頻接收通道的增益控制，是射頻接收通道增益減少，接著進(jìn)入步驟120。其方法和步驟160中的操作相反。
匹配方式計算射頻接收通道增益的誤差來源主要是通道噪聲系數(shù)的批量一致性，根據(jù)實際系統(tǒng)的測試情況看(實際系統(tǒng)通道增益約為60dB，典型噪聲系數(shù)3dB)，系統(tǒng)噪聲系數(shù)的波動一般可以控制在1dB以內(nèi)，所以增益計算的誤差一般小于±0.5dB，這個誤差系統(tǒng)一般是可以承受的。
由理論分析和實際實施例的測量結(jié)果都可以得出結(jié)論使用匹配方式的射頻通道增益校正的方式校正誤差會比使用開路方式的射頻通道增益校正的方式小。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種射頻接收通道增益校正系統(tǒng)，其特征在于，包含射頻接收通道，用于接收射頻信號，對所述射頻信號進(jìn)行處理后輸出；功率測量部件，用于測量所述射頻接收通道的輸出功率；其中，所述射頻接收通道的輸入端開路或匹配負(fù)載，所述射頻接收通道的輸出端和所述功率測量部件的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻接收通道增益校正系統(tǒng)，其特征在于，所述功率測量部件為功率計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻接收通道增益校正系統(tǒng)，其特征在于，所述的功率測量部件為數(shù)字信號處理器。
4.一種射頻接收通道增益校正方法，其特征在于，包含以下步驟A測量射頻接收通道的噪聲輸出功率；B根據(jù)測得的所述噪聲輸出功率計算所述射頻接收通道的增益；C判斷所述射頻接收通道的增益是否符合要求，如果不符合要求，則調(diào)節(jié)所述射頻接收通道的增益，進(jìn)入步驟A。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻接收通道增益校正方法，其特征在于，所述射頻接收通道輸入端開路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻接收通道增益校正方法，其特征在于，所述步驟B中，根據(jù)以下公式計算射頻接收通道的增益GG＝P/(K*T*Bd*(F-1))其中，P為所述射頻接收通道的噪聲輸出功率，K為波爾茲曼參數(shù)，T為系統(tǒng)工作溫度，Bd為所述射頻接收通道的帶寬，F(xiàn)為所述射頻接收通道的通道噪聲系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻接收通道增益校正方法，其特征在于，所述射頻接收通道輸入端接匹配負(fù)載。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻接收通道增益校正方法，其特征在于，所述步驟B中，根據(jù)以下公式計算射頻接收通道的增益GG＝P/(K*T*Bd*F)其中，P為所述射頻接收通道的噪聲輸出功率，K為波爾茲曼參數(shù)，T為系統(tǒng)工作溫度，Bd為所述射頻接收通道的帶寬，F(xiàn)為所述射頻接收通道的通道噪聲系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)中的增益校正系統(tǒng)及其方法，公開了一種射頻接收通道增益校正系統(tǒng)及其方法，使得射頻上行通道增益校正方案相對簡單，成本降低，系統(tǒng)的可維護(hù)性大大提高。這種射頻接收通道增益校正系統(tǒng)及其方法包含射頻接收通道，用于用于接收射頻信號并對射頻信號進(jìn)行處理后輸出；功率測量部件，用于測量射頻接收通道的輸出功率；其中，射頻接收通道的輸入端開路或匹配負(fù)載，射頻接收通道的輸出端和功率測量部件的輸入端相連。
文檔編號H04B1/12GK1627650SQ200310123619
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者酈舟劍, 蒲濤 申請人:華為技術(shù)有限公司