专利名称：射频接收通道增益校正系统及其方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中的增益校正系统及其方法，特别涉及射频通信中上行部件的接收通道的增益校正系统及其方法。
背景技术：
如图1所示，在无线通信接收系统中，射频接收通道接收天线感应的电磁信号并进行处理，处理后的信号输出到数字处理设备进行数字处理。
一些蜂窝系统，如全球移动通信系统(Global System fbr MobileCommunication，简称“GSM”)、宽带码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access，简称“WCDMA”)系统中，一般需要计算射频接收到的信号大小即接收信号场强(Receive Signal Strength Indicator，简称“RSSI”)，将RSSI送入接收系统的逻辑电路，为网络切换和功率控制提供依据。这些系统中一般计算RSSI的方法如下由数字信号处理部分计算出射频接收通道输出的接收信号大小，然后推算出射频通道接收到的信号大小RSSI，如下式，RSSI＝Power(射频接收通道输出信号功率)-Gain(射频接收通道增益)其中的Gain为射频接收通道增益，一般系统在运行初期就设置好，为一个常量。需要说明的是RSSI和Power均为功率电平，单位一般为dBm，Gain也为dB表示的增益。
射频接收处理部分往往是采用模拟器件，射频模拟器件存在批次一致性的问题，所以射频接收通道增益会存在比较大的波动，一般可以达到6～8dB。这给系统计算RSSI带来了比较大的误差，所以在生产或开局初始一般需要校正射频通道增益(Gain)。通过校正，减小射频接收通道的增益误差，使得误差能够满足系统的要求。
现在比较通用的射频通道增益校正方案的系统组成如图2，下面结合图2说明该系统包括以下组成部分部件10是功率计，用于测量输入功率计的功率；部件20为射频接收通道，该射频接收通道支持增益校正，设计有增益可调器件，可以是电压可控增益放大器，也可以是电压可控衰减器；部件30为信号源，用来输出一定大小的信号。
功率计10的输入端和射频接收通道20的输出端连接，射频接收通道20的输入端和信号源30的输出端相连。
假设系统要求通道增益为Gain。
该方法的步骤如下步骤1、用信号源输入射频接收通道能够接收的单音信号，输入信号功率固定为P1，单位为dBm；步骤2、用功率计测量射频接收通道输出信号的功率P2，单位为dBm；步骤3、可以计算出射频接收通道校正前实际通道增益为Gain1＝P2-P1；步骤4、计算出增益后，根据系统需求，调节射频接收通道的增益；反复执行步骤2、步骤3、步骤4，直至Gain1＝Gain。
在实际应用中，上述方案存在以下问题同时采用信号源和功率计进行射频接收通道的增益校正，系统的成本高，校正方法比较复杂。
造成这种情况的一个主要原因在于，无论是生产校正还是现场校正，都需要需要增加仪表配置一台信号源和一台功率计或频谱仪，成本将会增加；如果射频接收通道是由多个模块在机架上连接而成，那么就不适合在生产时候进行校正，需要在开局时候进行现场校正，现场携带仪表非常不方便，系统的可维护性会大大降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种射频接收通道增益校正系统及其方法，使得射频上行通道增益校正方案相对简单，成本降低，系统的可维护性大大提高。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种射频接收通道增益校正系统，包含射频接收通道，用于接收射频信号，对所述射频信号进行处理后输出；功率测量部件，用于测量所述射频接收通道的输出功率；其中，所述射频接收通道的输入端开路或匹配负载，所述射频接收通道的输出端和所述功率测量部件的输入端相连。
其中，所述功率测量部件为功率计。
所述的功率测量部件为数字信号处理器。
本发明还提供了一种射频接收通道增益校正方法，包含以下步骤A测量射频接收通道的噪声输出功率；B根据测得的所述噪声输出功率计算所述射频接收通道的增益；C判断所述射频接收通道的增益是否符合要求，如果不符合要求，则调节所述射频接收通道的增益，进入步骤A。
在一个方案中，所述射频接收通道输入端开路。
所述步骤B中，根据以下公式计算射频接收通道的增益GG＝P/(K*T*Bd*(F-1))其中，P为所述射频接收通道的噪声输出功率，K为波尔兹曼参数，T为系统工作温度，Bd为所述射频接收通道的带宽，F为所述射频接收通道的通道噪声系数。
在另一个方案中，所述射频接收通道输入端接匹配负载。
所述步骤B中，根据以下公式计算射频接收通道的增益GG＝P/(K*T*Bd*F)其中，P为所述射频接收通道的噪声输出功率，K为波尔兹曼参数，T为系统工作温度，Bd为所述射频接收通道的带宽，F为所述射频接收通道的通道噪声系数。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，本方案利用了射频通道的噪声系数相对比较稳定的原理，利用射频通道噪声输出功率计算通道的增益，不需要信号源输入信号即可进行测试。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即该方案测试简单，只需要测试射频接收通道的输出噪声功率；测试成本下降，节约了测试信号源的成本；在系统开局维护时，不需要携带信号源就可以校正射频通道增益，大大提高了系统的可维护性；实际测量中，在开路方式下，系统噪声系数的波动一般可以控制在1dB以内，增益计算的误差一般在±1dB左右，在匹配方式下，系统噪声系数的波动一般可以控制在1dB以内，增益计算的误差一般小于±0.5dB，这些校正结果可以满足一般工程应用需要。
图1是无线接收通道系统示意图；图2是传统的射频接收通道增益校正系统的结构图；图3是根据本发明的一个实施例的射频接收通道增益校正系统结构图；图4是根据本发明的一个实施例的射频接收通道增益校方法流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本方案利用射频接收通道的噪声系数相对比较稳定的事实，利用射频接收通道噪声输出功率计算通道的增益。
该方案有两种不同的校正系统和方法第一种为开路方式开路射频接收通道噪声输出功率(Pnoise-out)可以由下面的公式得出Pnoise-out＝K*T0*B*(F-1)*Gain其中，K为波尔兹曼参数1.38*10-23；T0为系统工作温度可以取300K(K为温度单位开尔文)；B为接收通道的带宽，单位为Hz(赫兹)，可以直接根据设计得出；F为通道噪声系数，可以直接根据设计得出，而且F比较稳定。
所以Gain＝Pnoise-out/(K*T0*B*(F-1))通过分析可以得出在小范围变化内ΔG/G＝(ΔF/F)*(F/(F-1))2其中，ΔF为噪声系数的变化，ΔG为增益变化，G为增益Gain的缩写。
这种方式因为射频通道输入口开路，射频通道屏蔽不好，在外界存在较大干扰的时候，会使得测试不正确。所以这种方式，适合外界干扰小的场合使用。
下面结合一个具体实施例来说明该方案，该实施例系统组成如图3，射频接收通道增益校正系统由相互连接的功率测量部件40和射频接收通道20组成，射频接收通道20还包含射频接收通道的输入端21。
功率测量部件40用于测量射频接收通道的输出功率。在本实施例中为功率计。熟悉本领域的技术人员可以理解，用数字信号处理器替代功率计同样可以实现功率的测量。
射频接收通道20用于接收射频信号，将信号进行处理并送入功率测量部件，该部件即为需要校正增益的射频接收通道，增益可以由电压可控增益放大器或者电压可控衰减器来调节，这取决于该部件的制造商。本实施例采用电压可控增益放大器调节。
射频接收通道的输入端21用于连接射频接收通道的负载，并且接收负载所传送的信号，本实施例中射频接收通道的输入端21为开路。
下面结合图4说明使用开路方式校正的方法步骤如图4所示，校正开始时进入步骤110，用户根据射频接收通道的设计指标得到射频接收通道的带宽B和通道噪声系数F。
接着进入步骤120，用户用功率测量部件测量射频接收通道的输出功率，该功率单位mW，在该实施例中测量部件是功率计。熟悉本领域的技术人员可以理解，用数字信号处理器替代功率计同样可以实现功率的测量。
接着进入步骤130，根据公式计算射频接收通道的增益，在本实施例中公式为Gain＝Pnoise-out/(K*T0*B*(F-1))。
接着进入步骤140，判断增益是否符合系统要求，如果符合则校正流程结束，如果不符合则进入步骤150。
在步骤150中，判断射频接收通道的增益比要求的是否偏大，如果是进入步骤170，否进入步骤160。例如增益比要求偏小就进入步骤步骤160。
在步骤160中，调节射频接收通道的增益控制，使射频接收通道增益增加，接着进入步骤120。例如，在该实施例中增益的调节由电压可控增益放大器来调节。
在步骤170中，调节射频接收通道的增益控制，使射频接收通道增益减少，接着进入步骤120。其方法和步骤160中的操作相反。
根据实际系统的测试情况看(实际系统通道增益约为60dB，典型噪声系数3dB)，系统噪声系数的波动一般可以控制在1dB以内，增益计算的误差一般达到±1dB，一般情况下这个精度能够比较好的满足系统要求。
第二种为匹配方式射频通道噪声输出功率可以由下面的公式得出Pnoise-out＝K*T0*B*F*Gain，其中K为波尔兹曼参数1.38*10-23；T0为系统工作温度可以取300K(K为温度单位开尔文)；B为接收通道的带宽，单位为Hz(赫兹)，可以直接根据设计得出；F为通道噪声系数，可以直接根据设计得出，而且F比较稳定。
所以Gain＝Pnoise-out/(K*T0*B*F)通过分析可以得出在小范围动态变化内ΔG/G＝ΔF/F；其中，ΔF为噪声系数的变化，ΔG为增益变化，G为增益Gain的缩写。
下面结合一个具体的实施例来说明具体实施方式
，该实施例的系统组成和开路方式的实施例的系统组成只有一个唯一的区别如图3中，射频接收通道输入端21另外连接一个匹配负载，例如使用一个带有50欧姆电阻的金属帽。因此在此省略匹配方式的系统组成图。
它的校正方法同样可以结合图4说明如图4所示，校正开始时进入步骤110，用户根据射频接收通道的设计指标得到接收通道的带宽B和通道噪声系数F。
接着进入步骤120，用户用功率测量部件测量射频接收通道的输出功率，该功率单位mW，在该实施例中测量部件是功率计。熟悉本领域的技术人员可以理解，用数字信号处理器替代功率计同样可以实现功率的测量。
接着进入步骤130，根据公式计算射频接收通道的增益，在本实施例中公式为Gain＝Pnoise-out/(K*T0*B*F)。
接着进入步骤140，判断增益是否符合系统要求，如果符合则校正流程结束，如果不符合则进入步骤150。
在步骤150中，判断射频接收通道的增益比要求的是否偏大，如果是进入步骤170，否进入步骤160。例如增益比要求偏小就进入步骤步骤160。
在步骤160中，调节射频接收通道的增益控制，使射频接收通道增益增加，接着进入步骤120。例如，在该实施例中增益的调节由电压可控增益放大器来调节。
在步骤170中，调节射频接收通道的增益控制，是射频接收通道增益减少，接着进入步骤120。其方法和步骤160中的操作相反。
匹配方式计算射频接收通道增益的误差来源主要是通道噪声系数的批量一致性，根据实际系统的测试情况看(实际系统通道增益约为60dB，典型噪声系数3dB)，系统噪声系数的波动一般可以控制在1dB以内，所以增益计算的误差一般小于±0.5dB，这个误差系统一般是可以承受的。
由理论分析和实际实施例的测量结果都可以得出结论使用匹配方式的射频通道增益校正的方式校正误差会比使用开路方式的射频通道增益校正的方式小。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种射频接收通道增益校正系统，其特征在于，包含射频接收通道，用于接收射频信号，对所述射频信号进行处理后输出；功率测量部件，用于测量所述射频接收通道的输出功率；其中，所述射频接收通道的输入端开路或匹配负载，所述射频接收通道的输出端和所述功率测量部件的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的射频接收通道增益校正系统，其特征在于，所述功率测量部件为功率计。
3.根据权利要求1所述的射频接收通道增益校正系统，其特征在于，所述的功率测量部件为数字信号处理器。
4.一种射频接收通道增益校正方法，其特征在于，包含以下步骤A测量射频接收通道的噪声输出功率；B根据测得的所述噪声输出功率计算所述射频接收通道的增益；C判断所述射频接收通道的增益是否符合要求，如果不符合要求，则调节所述射频接收通道的增益，进入步骤A。
5.根据权利要求4所述的射频接收通道增益校正方法，其特征在于，所述射频接收通道输入端开路。
6.根据权利要求5所述的射频接收通道增益校正方法，其特征在于，所述步骤B中，根据以下公式计算射频接收通道的增益GG＝P/(K*T*Bd*(F-1))其中，P为所述射频接收通道的噪声输出功率，K为波尔兹曼参数，T为系统工作温度，Bd为所述射频接收通道的带宽，F为所述射频接收通道的通道噪声系数。
7.根据权利要求4所述的射频接收通道增益校正方法，其特征在于，所述射频接收通道输入端接匹配负载。
8.根据权利要求7所述的射频接收通道增益校正方法，其特征在于，所述步骤B中，根据以下公式计算射频接收通道的增益GG＝P/(K*T*Bd*F)其中，P为所述射频接收通道的噪声输出功率，K为波尔兹曼参数，T为系统工作温度，Bd为所述射频接收通道的带宽，F为所述射频接收通道的通道噪声系数。
全文摘要
本发明涉及无线通信系统中的增益校正系统及其方法，公开了一种射频接收通道增益校正系统及其方法，使得射频上行通道增益校正方案相对简单，成本降低，系统的可维护性大大提高。这种射频接收通道增益校正系统及其方法包含射频接收通道，用于用于接收射频信号并对射频信号进行处理后输出；功率测量部件，用于测量射频接收通道的输出功率；其中，射频接收通道的输入端开路或匹配负载，射频接收通道的输出端和功率测量部件的输入端相连。
文档编号H04B1/12GK1627650SQ200310123619
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月12日 优先权日2003年12月12日
发明者郦舟剑, 蒲涛 申请人:华为技术有限公司