无线通信中的基站功率测量

国外电子侧t技术

1999

年第 3期

通信侧试.

护

无线通信中的基站功率测盆徐军东方通信科技发展有限公司摘要:

在无践通信系统中准确地侧全基站发射功率对使系统客童最大化和提高通信的质全是非常t要的,

。

本丈首先讨论了功率的基本概念功率的定义功率的不同术语及功率的单位、

:

。

然后论述了在无线系

眺中功率侧 t的 t要性

。

最后 t点讨论了功率侧女的几种方法,

。

关.询

:

基站

功率洲全

CD MA

功率的甚本概念功率定义为能 t传抽的速率即在单位时间 (秒 ),

图 1是一个有三个 C D M A基站的系统,

。

实线表示

每个基站计划砚盖的区城点划线表示当发射功率低于或高于预定功率时砚盖的实际区城.

内传 .,

的能 t (焦耳 )X I。

。

X对于 I二来说功率是电压乘以,

电流即 P山= Vs。

.

州卜

功率的单位为瓦特 (W )也可以表示为焦耳每秒,

J (/ )它还可以表示为对数形式常用的单位为分贝毫,

瓦 ( Bm )定义如下 d,

:

’ . .……. . . . .

”

…….

.

“ p、一‘, gd

,

尹声

瓷P。

又,,、

l了

,、 .,,

/

丁、,、/

不能通活区城‘区),

丫

. . .. .. -

:蔫站

.

式中 P为以奄瓦为单位的功率值,,

为 l m w的参考

功率

。

基站l、_,

▲

▲

功率侧 .的,要性 .

才.

-

.

一个羞站安装后它将砚盖一个指定的区城盆的范日同羞站发射的信号功率有关。

,

。

而砚.

……

;

二

.

……

为了使定义的,

扭盖范圈内的荃站和移动台能正常通信基站豁要发射一个最小的功率电平,.

—绷小班盆区城_ _..

顶定.盆区城

:

二~又交

_

磊\扁荞。

当发射的信号功率小于这个。

二

扩大砚盆区城

.小电平时基站扭益范围收编,

而基站发射的信号功图 1C D M A系统图例说明,

率越高在同一孩率上和邻近基站的发射信号产生的交调越大。

J

在码分多址 (C D M A )中同一蜂窝中的所有,

信道工作在同一报率上发射功率增加将增大同一蜂离中徽活信道之间的交调t下降和系统容 t减小,。

,

从图

1可以,

看出如果基站发射的实际功率小于

。

而大的交调会导致通信质

预定的功率实际的班盖区城收缩 (如图 1中的内部点划线圆)导致出现一个盲区,,。

在

盲区里的移动台将不

如上所述准确地侧t功率电平对最大限度地发

能发送或接收一个呼叫进人盲区的正在通话的移动台也将掉线,.

挥系统的性能是非常重要的理解准确侧t功率的宜要性

。

下面的例子将帮助我们

另外如果基站发射的功率大于预定的功。

,

。

从下式可以看出.

,

ld B

的

率将是另一种情况,

正常情况下移动台接收两个导预。

功率侧 t误差等于发射的功率变化的 2 0功率的不准确度, 1 0 19

5

%

。

信号现在会接收三个导频信号,

这种导狱污染的情。

“

”

实际发射功率需要的功率0.

况增加了系统的交调并使系统容 t减少

从上面的讨论可以看出准确侧 t基站发射功率的7 95

2实际发射功率= 1 0盈虹架以幽二 1 0错=播要的功率

重要性

。

下面将讨论功率侧 t的不同方法包括峰值功,

率侧 t,

、

平均功率侧 t

、

信道功率侧 t和码城功率测。

而基站砚益的距离同发射功率的平方根成正比

t

。

主要涉及荃站到移动台 (前向链路 )的功率侧 t

所以发射功率减少 2 0 5%将导致彼益半径减少约 1 1,.

.

8%

。

最终砚益的区城大约减少 20 5%..

。

峰值功率侧 .峰值功率侧 t是用来侧 t=u

实际扭盖区城10

二

开 1厄硕’森下丽夏盛百弃=下百瓦丽 r画1不

X (

实际砚盖半径 )

.

:

X (0 8 9 2广.

R F

信号包络的峰值功

‘””

率

。

首先利用 R F二极管检波器检侧 R F载波的包络,,

一

国外电子测 t技术勺‘,

199 9

年第

3

期放电开关对调制峰值检波器充电,。

通信侧试在一段时间后通。

然后用一个调制峰值检波器捕捉包络的峰值偏移并X转化为 I二电压值 .最后每个直流电压值依次转化为,

,

D过一个内工电压表侧 t C P上的电压,

侧得的电压再通

功率并显示

。

过一组算法对通度和绷率进行补偿并计算出峰值功率。

,

图 2为一个简单的幅度调制信号的峰值功率侧 t

最后显示出峰值功率值

,

。

框图所用仪器为 E 6 3 8 OA或 H P 8 9 2 1 A这两种蜂窝基,

峰值功率侧 t法是用于侧 t R F信号峰值功率的例如 A M调制信号就孺要侧 t峰值发射功率,.

。

站侧试仪

。

在图中第一个检波器 (包络检波器 )把 R F,

对于值。

信号包络变换到墓带而第二个检波器 (调制

峰值检波,

定包络的信号峰值功率等同于信号的平均功率么,

,

那

器 )用来检侧包络的峰值电压,

。

第二个检波器工作时,

,

对于具

有恒定包络的 FM和 G SM调制。

信号可通

,

首先合上放电开关对调制峰值检波器放电然后打开

过侧 t峰值功率来侧t信号的平均功率峰住位目

卜门 .

,

娜撰‘功’,

二,

,_

{,

润创 .位位故 .叫 .

.

.

.

. .

. .

. .

.

.

.

.

二

‘ .

-

副.

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故大.电压襄

!

0

.

~

j

.

t度和翻率补.功率什葬

T

功率且示截 l”

x

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尸

旅电”

子

~

~

一

_

图2

使用 E

6 3 8 OA

和 H P8 9 2 A洲试仪进行峰值功率测 t 1

平均功率侧,平均功率浏量是用于测 t信号的平均功率来侧 t有可变调制包络的信号如 15 9 5,。

使用第一种方法时二极管方程可用来说明流过它用二极管的电流和所加电压之间的关系如下所示,

,

:

一

标准中的 C压:

i= x (e.

N

一 l )= I (e,

击

N

一1),,

M A信号通常可用两种方法来测 t信号的平均功率.

,

其中 1代表饱和电流 i代表二极管电流 V代农,.

L

第一种方法是使用平方律检波二极管;第二种方法是使用热敏检波器件如热电偶或热敏电阻徽安‘ .、

加于二极管上的电压 K是波耳兹里常数 T是绝对沮,,

,

。

度

,

q

是一个电子的电荷

,

n

是适应实验数据的修正常.

数 (对于所用的传感功率器件,

n

近似于 1 1).

。

使用函

数的幕级数展开式二极管的公式可表示如下 、

:

,的

土.=”,. ..

, O

-

‘、,.:子研…的

..

s

‘

一

拍匆

,。

{声

.。

二”

1

热

兰一有

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l

夕 .安

~

l八。 V

’

十一二二乙 !

(a V ) 2-

.

十

- -二二一一

(a V ) 3J !

.

十

,‘ .

)。

幕级数的偶次项提供了整流作用,,

对于小信号来。

说仅第二项是有惫义的因此在二极管中使用小信号时认为它工作在平方律区域 (如图,

3

己

所示)

I

R

:

= 50 0

叼

5

n 0

匹.

电.

功串计

图

4

使用二极管的平均功率测 t,

图3

二极管平方律区域

当二极管工作于平方律区城时流过二极管的电流正比于加在二极管上的电压的平方。

换句话说流过

,

一

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年第。

3

期,,

通信侧试率值必须考虑平方律区城的二极管曲线的伯差,,。

二极管的电流正比于二极

管消耗的功卒,

那么侧出流。

.

甲

过二极管的电流就能得到二极管消耗的平均功率

为

在热敏检波方法中被侧功率会引起热偏或热教电阻沮度的上升。

了准确地侧 t平均功率要考愈二极管和功率耳之间的巨抗匹配。

随粉退度的上升 1〕C电压或阻值同.

这是因为典型的二极管具有商阻值匹配4

,

消耗的功率成比例地变化

一般来说热侧功率头能准。

,

网络可用来减小二极管的反射系数 (如图,

所示)

。

确地侧 t一 3 o B m和 4份B m之间的平均功率 d,

和二极

对于一个典型的二极管它的平方律区城从嗓声

管功率头一样热敏检波器和功率橄之间的阻抗匹配对于准确地侧 t平均功率也是l要的。

底部直到一 Zo B m d

。

为了准确侧 t一 Zo B m的平均功 d

绍 1个采禅

策

N个采样

人/ D

转执.

一度和井率补 .

.

OS PN

.

目,

孟 g

) n l

’

平均功率 t示’ j l. ., !

图5

使用 E 6 3 8 OA或

H P 8 9 2 A (选件 6 0 1

) 0测试仪进行平均功率测t

.。

一

平’

一

~

八}~

在传统的平均功率计如 H P,

43 7B

中使用这两

,

八

八

种平均功率侧 t方法

。

但在E

63 8OA

和 H P 8 9 2 A (选 1

件

6 00 )

这两种蜂窝荃站侧试仪中使用一种不同的方.

映烹旨一一’

品

法来准确地侧t平均功率

首先 R F信号通过一个包,,

络检波器检侧出 R F信号的包络棋数转换器采样基带的包络并把数字化的数据送到数字信号处理器(D S P )中。

,

J

平均功举

然后经过内t的温度和叔率补偿后由,,。

D SP处理采样的数据并计算出平均功率

图

6

一个信号的蜂位因子

.祖I F处,

人/ D

信班功率

幼换 .

吞

乡

.

!

,。

且示月.

.

}

肉图 7

使用

E 6 3 8 0 A和 H P 8 9 2 A (选件 6 0 0测试仪 1 ),

进行信道功率测 t

平均功率侧 t关心的只是信号的平均功率而不

度随时间改变的信号 (如 C D M A和 T D M A信号 )的理想方法。

管 R F调制的类型

。

因此它是一种侧 t调制的包络幅,

在 C D M A中信号的峰值因子 (峰值功率,

一

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一

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19 99

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3

期,

通信侧试在侧 t中 R F信号先被下变报到一个 IF信号然,

哈‘

和平均功率的比值 )较高因此测出的 C D M A信号的

峰值功率大大离于平均功率侧t,

。

.后 IF信号通过多级混报和谁波被下变奴到 3,,

平均功

率侧 t方法提供了对 R F信号功率的宽带。

68 64M H,

z

(3 X C H IP )

。

最后信号被放大并用棋数转换,。

,

例如如果被侧基站有一个激活的 CD M A信,。

器采样 D SP处理采样的数据并计算出信道功率,

对,

道那么能使用平均功率侧 t方法对此信道的 C D M A发射信号的平均功率进行准确的侧 t

于一个具有多个徽活 C D M A信道的系统来说信道功

假定在第一个CD MA

率侧 t法是侧 t单个

CD

M A信道功率的理想方法可.

信道,

1

.

: 5 2 M H频率偏移处的第二个,

信道被

用于侧 t C D M A指定信道 1 2 3M H

z

带宽内的功率.

。

傲活在这种情况下平均功率测量方法侧出的是两个 C D MA信道的全部发射功率的平均值,,。

由于侧t的信道功率受带宽限制所以信号中的

因为它的

嗓声功率也受限制因此信道功率侧 t的动态范白比,

宽带特性当多个信道激活时不能用平均功率法侧 t一个指定信道的平均功率,。

平均功率测 t范围大它能侧 t低电平 R F信号功率,

。

同时因为被侧嗓声电.

,

平相对比较高因而低电平的侧 t能力受限

码城功率侧在 CD MA

中同一羞站的所有用户都使用同一发。、

,

信道功率浏,月卜.

射孩率

。

通过使用 6 4个正交沃尔夫函数来划分信道.。

信道功率 (也称可调功率 )侧 t的目的是用来侧 t在可调报率的 R F信号中心颇率指定带宽内的 R F信号的功率。

所有沃尔夫编码信道相加侧制然后发射出去,

前面

已讨论了 CD M A信号功率的侧t方法但未提到单独

和平均功率的侧 t一样信道功率是用来侧,,。

的沃尔夫码分信道的侧 t方法.

。

码分信道的侧 t是一

t调侧包络幅度随时间改变的信号如 CD MA信号

种新的侧 t方法它提供对单独的沃尔夫码分信道的侧t。

信道功率的侧 t不使用二极管检波器* * * ** * * * * * *

。

码城功卒的侧 t方法比较复杂在此不作讨论,

。

*

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*,

*

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*

*

*

*

*

*。

(上接第 9页 )

形后紧跟粉相似模式的 O的波形在读操作时取代 1

选择正确的策略如果 R O M正在被利用数据链路将自动包含一个多翰人移位寄存器 (M l R )这正如一个大的移位寄 s。

从顶端地址到低端地址再从低端地址到顶端地址如此反复直到所有地址都

访间过结果可检侧倒一些 .,.

,

,

.

误如一个单元值的改变导致相邻单元值也同样改变好象所有单元被固定于一个值一样。

,

,

存器监视粉存取的每一个存储器单元的抽出单元被访问后将结果与核心码值比较,。

。

当所有,

实际上执行

‘

的是检验和与期望值的比较,

。

一切为了检侧一旦功能性得到证实就用一侧试板的算法侧试.

这种算法执行了两个过

程从第一个地址开始一步一步的直到最后一个地址然后反向直到顶部地址就设 t一错误标志,。

,

.

数据的保持能力

。

很简单安装一侧试板在 1和 O两,,,。

。

如果结果与核心码不符,

,

种模式中选择其中一个写人存储器块读出顶先设定的时间数据并与写人值比较程重复.

因为校验值被编码如果知道内容,

,

。

然后顺倒这种棋式过

,

已经改变由于安装的软件监侧器或功能校正外部比

较可能被执行

。

D R A M的特性

如果在设计中加人冗余装 t,

,

决定了两种算法的运用有关细“”,

,

数据集合可用于 .n

复毅坏的单元

.

M

e n to r

e s公司和 L o g i V i io,

节参照范

公司郁为

德古尔写的半导体存储器侧试一书和o rt

最初得到的 B l N e l

he r n R

e s e a re

h许可的研究它也,,

侧试外部存储器提供方案通过在 F PG A成 A s C中 I

包含 S cc i V

an

I B

ST方面的

内容

.

这种结果的算法在 Lo g,

执行 B IS T

。

s i

o n

公司和其合作伙伴们 (如 I M )的工作下得到 B。

测试 AS C II BST

了严格的保密

在 A s C领城中已经拥有自己的市场 I

.

设计

工程师达林

巴纳德说:

“

我们巳经成功地将

CI I B ST

MA R CH卜.

模式。

运用于包含许多混合逻辑门和有 l o k个门且有 1个 0这种算法的

存储器的功能性用确定的算法侧试

嵌人 R A M的 A s C中 I运行良好。

。

CI IB

ST

在我们的设计流程中,,

药础是 M A R CH棋式一位依次工逻辑 1。

。

并成功地将 R A M转换成自侧试结构形式.

有限状态设计使行地址全部里

O

,

然后地址中的每,

在没有豁要的侧试点的退辑电路自侧试部分中获得”了 9 7%的故障,益率

结果是一系列的 1通过行 1的波

(张迎 .

晓,

曲,生 )

一

13

一

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8ll1.html