[發明專利]一種快速響應的功率檢測方法

有效

• 申請號: 201310318278.9
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103475430A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 陳青松;李鑫;徐錫強
• 申請（專利權）人: 三維通信股份有限公司
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B7/005;H04W52/04
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本發明涉及數字信號的功率檢測領域，是一種快速響應的功率檢測方法。?

背景技術

移動通信設備如直放站、RRU，DAS（Distribute?Antenna?System）等系統中有很多功能都需要檢測輸入和輸出功率，如ALC（Auto?Level?Control，自動電平控制）、發射功率檢測、駐波比檢測等?，F有的功率檢測方法主要有模擬檢波和數字信號功率檢測兩種方法。?

采用模擬檢波電路實現功率檢測存在以下問題：需要耦合器、檢波器、A/D轉換器、CPU等硬件單元，電路結構復雜，成本高；檢測精度不高；需要CPU配合，響應比較慢等。?

專利【CN101184312A】提出了一種數字信號功率檢測的方法。該方法通過對信號進行A/D轉換，數字濾波后通過求平均得出數字功率（dBFs），然后根據電路參數對應到模擬信號功率dBm。但該方法通過對多個采樣點的信號功率取平均值，所得結果精度取決于所計算的采樣點數，點數越多，所得結果越精確，但運算量更大，計算時間更長。?

發明內容

本發明要解決上述現有技術的缺點，提供一種快速響應的功率檢測方法，并且大大減小了所需的計算量。?

本發明解決其技術問題采用的技術方案：這種快速響應的功率檢測方法，該方法的步驟如下：輸入信號經過下變頻，A/D轉換后進行數字功率檢測。數字功率檢測使用下述的一階差分方程：?

y(n)=a*x(n)+(1-a)*y(n-1)?

輸入信號x(n)與參數a相乘，再加上輸出信號y(n)延時一個采樣點y(n-1)與1-a的乘積，所得結果即為功率檢測輸出，其中a為可調參數，a的值越小，計算結果越精確，收斂速度越慢。?

所述的功率檢測方法的硬件實現，使用IIR濾波器的形式；為了提高收斂速率，對其進行改進。具體實現方式為增加一個硬件開關，在計算的前1/a個采樣點，開關斷開，輸出為：?

y(n)=a*x(n)+y(n-1)?

1/a個采樣點過后，開關閉合，輸出為權利要求書1所述的方程式：?

y(n)=a*x(n)+(1-a)*y(n-1)?

為了進一步提高收斂速率，在開關斷開的時候，使用比較大的a值；開關閉合后，使用比較小的a值，以提高計算精度。?

本發明的原理如下：對多個采樣點的信號功率取平均值，可以將其等效為一個FIR（Finite?Impulse?Response）濾波器，其抽頭數為計算的信號點數N，每個抽頭的權值為1/N。該濾波器的幅頻響應為一個低通濾波器，N越大，濾波器的帶寬越窄，所得的結果越精確。?

根據上文所述，數字功率檢測可以等效為一個帶寬很窄的低通濾波器。因為IIR（Infinite?Impulse?Response）濾波器比FIR有更高的效率，更少的計算量，所以考慮采用遞歸的IIR濾波器來實現等效的功率檢測功能。?

等式1所述的一階差分方程即可實現簡單的低通濾波功能：?

y(n)=a*x(n)+(1-a)*y(n-1)…………………(1)?

其中a為一可調參數（小于1），下文所述的數學分析表明，a越小，濾波器的帶寬越窄，計算的結果越精確，但收斂越慢。為了解決收斂速度慢的問題，本發明對等式1進行了改進，通過增加一個開關，大?大提高了收斂速率，同時保證了計算精度。?

本發明有益的效果是：使用本發明，可以實時的輸出當前信號的平均功率，僅需要兩次乘法運算和一次加法運算，計算量少，成本低。?

附圖說明

圖1是取N點平均等效的FIR濾波器結構；?

圖2是等效FIR濾波器的幅度-頻率響應；?

圖3是等式1所對應的硬件實現；?

圖4是等式1所對應IIR濾波器的幅度-頻率響應；?

圖5是等式1的單位階躍響應；?

圖6是對等式1的改進的實現方式。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：?

為使本發明的目的、技術方案以及優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。?

圖1是取N點平均等效的FIR濾波器結構。取N點平均運算可以等效為N抽頭的FIR濾波器，每抽頭的權值為1/N。?