专利名称：功率放大器的异常保护方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字信号处理领域，尤其涉及一种功率放大器的异常保护方法和装置。
背景技术：
功率放大器作为发射机的重要组成部分，广泛应用于全球移动通讯系统(GSM)、个人手持式电话系统(PHS)、码分多址(CDMA)和宽带码分多址(WCDMA)等各种制式的现代无线通信系统中，无论是基站还是直放站，功率放大器都是不可或缺且极其重要的。功率放大器的作用是将基站收发信机的发射信号进行功率放大，然后把放大的射频信号输出到基站的天馈单元，通过基站天线辐射到空中，为移动用户终端提供可靠的无线通信信号。在无线基站系统中，为了提高设备的覆盖范围和功率放大器的效率，减少基站设备的热耗，功率放大器往往工作在高功率下，且实际设备的工作环境非常复杂。当由于某种突发原因，功率放大器的输入出现异常时(例如大功率信号或宽谱信号)，很容易导致功率放大器出现性能永久下降，甚至导致烧毁。功率放大器的性能异常或烧毁，一方面会增加基站设备提供商的设备维修成本，另一方面会影响设备的正常通信，从而影响移动运营商给用户提供正常业务的能力。因此，有必要采用一种技术来提高功率放大器对异常信号的应对能力。传统上，经常在功率放大器内部或外部增加一些电流/电压检测电路来提高功率放大器的防烧毁能力，但是，这不仅会增加发射机/功率放大器的成本和体积，而且在模拟域进行信号处理往往比较复杂。
发明内容
本发明实施例提供了一种功率放大器的异常保护方法和装置，以解决在不增加放大器的成本和体积的情况下，防止功率放大器出现性能异常或烧毁的问题。本发明实施例提供了一种功率放大器的异常保护装置，包括依次连接的信号产生器、数模转换(DAC)模块、调制模块和功率放大器(PA)，该装置还包括位于所述信号产生器和所述DAC模块之间的信号保护器和位于所述信号产生器和所述信号保护器之间的信号监控器，其中:所述信号监控器，用于对所述信号产生器输出的数字信号进行实时监测，当监测到所述数字信号出现异常时，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指示信号；所述信号保护器，用于根据所述信号监控器发送的所述信号异常指示信号，对所述数字信号进行处理，并向所述DAC模块输出加权处理后的结果。优选地，所述信号监控器包括功率计算模块、滤波处理模块、功率谱估计模块、误差计算模块和判决模块，其中:所述功率计算模块，用于计算所述数字信号的瞬时功率后输出；所述滤波处理模块，用于对所述功率计算模块输出的瞬时功率进行滤波处理得到所述数字信号的平均功率后输出；所述功率谱估计模块，用于估计所述数字信号的功率谱后输出；所述误差计算模块，用于根据所述功率谱估计模块输出的功率谱与预设的基准谱计算出频域误差后输出；所述判决模块，用于分别将所述功率计算模块、所述滤波处理模块和所述误差计算模块的输出与预配置的判决门限进行比较，确定所述数字信号在时域或频域出现异常后，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指示信号。优选地，所述判决模块，具体用于根据所述误差计算模块的输出和频域判决门限确定出所述数字信号存在频域误差后，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指示信号；或者根据所述功率计算模块的输出和时域瞬时判决门限确定出所述数字信号存在时域误差后，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指示信号；或者根据所述滤波处理模块的输出的和时域长时判决门限确定出所述数字信号存在时域误差后，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指示信号。优选地，所述误差计算模块，具体用于采用如下公式计算频域误差:
权利要求
1.一种功率放大器的异常保护装置，包括依次连接的信号产生器、数模转换(DAC)模块、调制模块和功率放大器(PA)，其特征在于，该装置还包括位于所述信号产生器和所述DAC模块之间的信号保护器和位于所述信号产生器和所述信号保护器之间的信号监控器，其中: 所述信号监控器，用于对所述信号产生器输出的数字信号进行实时监测，当监测到所述数字信号出现异常时，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指不信号； 所述信号保护器，用于根据所述信号监控器发送的所述信号异常指示信号，对所述数字信号进行处理，并向所述DAC模块输出加权处理后的结果。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于: 所述信号监控器包括功率计算模块、滤波处理模块、功率谱估计模块、误差计算模块和判决模块，其中: 所述功率计算模块，用于计算所述数字信号的瞬时功率后输出； 所述滤波处理模块，用于对所述功率计算模块输出的瞬时功率进行滤波处理得到所述数字信号的平均功率后输出； 所述功率谱估计模块，用于估计所述数字信号的功率谱后输出； 所述误差计算模块，用于根据所述功率谱估计模块输出的功率谱与预设的基准谱计算出频域误差后输出； 所述判决模块，用于分别将所述功率计算模块、所述滤波处理模块和所述误差计算模块的输出与预配置的判决门限进行比较，确定所述数字信号在时域或频域出现异常后，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指示信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于: 所述判决模块，具体用于根据所述误差计算模块的输出和频域判决门限确定出所述数字信号存在频域误差后，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指示信号；或者 根据所述功率计算模块的输出和时域瞬时判决门限确定出所述数字信号存在时域误差后，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指示信号；或者 根据所述滤波处理模块的输出的和时域长时判决门限确定出所述数字信号存在时域误差后，产生信号异常指示信号，并向所述信号保护器发送该信号异常指示信号。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于: 所述误差计算模块，具体用于采用如下公式计算频域误差:
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的装置，其特征在于: 所述信号保护器包括延时模块、权窗模块、平滑模块和选择模块，其中: 所述延时模块，用于对所述信号产生器输出的所述数字信号进行延时处理后输出；所述权窗模块，用于根据所述信号监控器发送的信号异常指示信号产生加权窗序列；所述平滑模块，用于根据所述信号监控器发送的信号异常指示信号和所述权窗模块产生的加权窗序列，对所述数字信号进行平滑处理后输出； 所述选择模块，用于根据所述信号监控器发送的信号异常指示信号在所述延时模块的输出和所述平滑模块的输出之间进行选择，并向所述DAC模块输出选择结果。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于: 所述平滑模块，具体用于:当所述信号异常指示信号为低电平时，不对所述数字信号进行处理，当所述信号异常指示信号为上升沿时，对所述数字信号进行正加权，或者，当所述信号异常指示信号为下降沿时，对所述数字信号进行反加权。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于: 所述平滑模块，具体用于采用如下公式对所述数字信号进行处理:
8.—种功率放大器的异常保护方法，其特征在于，该方法包括: 对欲输入功率放大器的数字信号进行延时处理； 对欲输入功率放大器的数字信号进行实时监测，当监测到所述数字信号出现异常时，产生信号异常指示信号；根据所述信号异常指示信号，对所述数字信号进行平滑处理；根据所述信号异常指示信号，对进行平滑处理后的信号和延时处理后的信号进行选择后输出。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于: 所述对欲输入功率放大器的数字信号进行实时监测，当监测到所述数字信号出现异常时，产生信号异常指示信号，包括: 计算出所述数字信号的瞬时功率； 对计算出的瞬时功率进行滤波处理得到所述数字信号的平均功率； 估计所述数字信号的功率谱，根据所述功率谱与预设的基准谱计算出频域误差；分别将所述瞬时功率、所述平均功率和所述频域误差与预配置的判决门限进行比较，确定所述数字信号在时域或频域出现异常后，产生信号异常指示信号。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于: 所述根据所述信号异常指示信号，对所述数字信号进行平滑处理，包括: 根据所述信号异常指示信号，产生加权窗序列；当所述信号异常指示信号为低电平时，不对所述数字信号进行处理；当所述信号异常指示信号为上升沿时，对所述数字信号进行正加权；当所述信号异常指示信号为下降沿时，对所述数字信号进行反加权。·
全文摘要
本发明提供了一种功率放大器的异常保护方法和装置，该功率放大器的异常保护装置包括依次连接的信号产生器、DAC模块、调制模块和PA，还包括位于信号产生器和DAC模块之间的信号保护器和位于信号产生器和信号保护器之间的信号监控器，其中信号监控器，用于对信号产生器输出的数字信号进行实时监测，当监测到数字信号出现异常时，产生信号异常指示信号，并向信号保护器发送该信号异常指示信号；信号保护器，用于根据信号监控器发送的信号异常指示信号，对数字信号进行处理，并向DAC模块输出加权处理后的结果。上述功率放大器的异常保护方法和装置，可有效防止功率放大器出现性能异常或烧毁。
文档编号H03F1/52GK103187936SQ20111045582
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者戴征坚, 宁东方 申请人:中兴通讯股份有限公司