[发明专利]一种PA过功率保护方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种功率放大器（PA）过功率保护方法及装置。

背景技术

TD-SCDMA、TD-LTE是目前主流的3G、4G无线通信技术标准，在无线通信系统组网中，基站设备中使用的功率放大器（PA）是确保系统无缝覆盖及合理性价比的重要器件。如何最大限度的保护PA，延长PA使用寿命，是各个无线通信设备制造商、运营商重点关注的技术问题之一。

现有技术中，无线通信系统基站设备中使用的大功率放大器工作在GHZ频率左右，额定输出功率在40dbm以上，在额定输出功率下的增益特性也在40db以上，使用多级放大器结构实现，针对这种大功率放大器的自身设计保护要求主要是在异常情况下PA能在输出功率为满负荷+3dB下工作数分钟而不烧毁，异常恢复后，PA能稳定正常工作，性能无恶化。异常情况通常可分为输入侧异常和输出侧异常，输入侧异常通常有满负荷或过负荷输入导致的异常，输出侧异常通常有天线端口短路、开路导致的异常。针对异常情况即可以在模拟部分通过设计PA的电流监测和硬件过功率保护电路来应对，也可以通过在数字部分使用提前预防和相应后处理的设计来解决。

为了降低硬件设计复杂度和硬件成本，针对输入侧异常保护，现有的保护方案通常集中为使用数字部分实现的统计能量过功率保护。这种过功率保护方案的思想主要是当某段时间内基带下行传输给中频的数据过大(功率突变)时，下行链路可以自动关闭对应的天线，从而避免由于功率过大导致烧功放现象；反之，当传送过来的信号数据恢复到允许的正常范围，且在一定时间内不再出现功率异常时，这时下行链路能够自动开启此对应天线。同时，一旦再发生数据突变（能量异常），可以再次自动关闭对应的天线实施保护。

具体的，在下行每个时隙内统计一次经过数字上变频(Digital Up Converter,DUC)、峰值因数衰减(Crest Factor Reduction，CFR)和数字预失真(Digital Pre-Distortion，DPD)之后输出的相位和幅度信号的同相分量和正交分量（Inphase and Quadrature signals，I/Q）数据，即分别统计检测各自天线下行时隙内的能量值∑(i²+q²)（其中，i表示上述同相分量，q表示上述正交分量，二者的平方和对应1个或几分之一码片的功率，也就是能量值，多点累加得到一定时间内的能量和值），过功率保护中统计的时隙长度为256码片（chip）。然后，将此值与设定的功率保护门限值pwr_threshold相比较，当∑(i²+q²)＞pwr_threshold时，下行链路自动关闭对应的天线。反之，若后续检测到连续50次统计内∑(i²+q²)＜pwr_threshold，即没有数据突变（能量异常）时，下行链路再自动开启对应天线，以此实现对PA的保护。

但是，该现有技术的主要缺点有：

一方面针对功放损毁的原因，只考虑了一段时间内统计功率过大导致的功率放大器（PA）损毁，没有考虑各种其他异常导致的瞬时功率过大对PA的影响；

另一方面随着PA带宽的增加，统计功率保护的统计间隔是否合适成为这种保护方案是否生效的一个重要考量；

最后，在考虑保护PA的同时，对系统性能的影响也不能忽略，二者必须均衡考虑，这是由于保护引入的对天线的频繁开关势必对正常的业务进行带来影响。也就是说，统计能量保护的统计时间和解除保护的间隔必须不能对系统性能造成影响，随着无线通信系统数据速率的提高也更成为一个需要特别关注的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种PA过功率保护方法及装置，用以实现对PA的更加完备的过功率保护。

本发明实施例提供的一种PA过功率保护方法包括：

针对每一天线的经过数字上变频DUC、峰值因数衰减CFR和数字预失真DPD处理后的相位和幅度信号的同相分量和正交分量数据，分别计算每个第一时间长度内的相位和幅度信号的同相分量数据的能量值和正交分量数据的能量值之和，得到第一和值，将第一和值与预设的第一功率保护门限值相比较，当任一天线的第一和值大于预设的第一功率保护门限值时，关闭该天线的下行链路；以及，