CDMA移動(dòng)臺(tái)的射頻電路存在大量的模擬器件。眾所周知，模擬器件具有很大的器件離散性，為了保證每一個(gè)CDMA移動(dòng)臺(tái)的射頻指標(biāo)都滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（3GPP2）的要求，保證CDMA網(wǎng)絡(luò)的性能，必須對(duì)每部移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行射頻校準(zhǔn)。在進(jìn)行射頻校準(zhǔn)算法論述之前，首先對(duì)CDMA移動(dòng)臺(tái)功率控制算法原理進(jìn)行說(shuō)明。

RASRAM線性控制原理

基帶移動(dòng)臺(tái)功率控制算法采用RASRAM線性控制原理。由于中頻（IF）AGC放大器線性度不好，增益衰減量與增益控制電壓大小不成正比。換句話說(shuō)，衰減的變化與控制電壓的變化不成正比，衰減與增益控制電壓函數(shù)非線性化。RAS （Rf Analog System）RAM linearizer產(chǎn)生可變的增益放大控制電壓， 使Pulse Density Modulation（以下簡(jiǎn)稱PDM） 驅(qū)動(dòng)電路補(bǔ)償上述非線性特性。RAS RAM linearizer是一個(gè)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換函數(shù)，它通過(guò)一個(gè)可編程的分段線性函數(shù)，使校準(zhǔn)后的RAS RAM linearizer輸入和衰減線性化。

CDMA移動(dòng)臺(tái)射頻校準(zhǔn)算法

基準(zhǔn)信道（功率控制的參考信道）的功率校準(zhǔn)部份是整個(gè)CDMA移動(dòng)臺(tái)校準(zhǔn)系統(tǒng)最基本最重要的部分，它的準(zhǔn)確程度關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的功率準(zhǔn)確度。在各種功率校準(zhǔn)算法中，業(yè)界普遍應(yīng)用的算法主要有兩種：功率迭代測(cè)量算法和線性擬合算法。下面分別介紹這兩種算法的原理和在CDMA移動(dòng)臺(tái)功率校準(zhǔn)中的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

1 線性擬合基本算法

線性擬合算法分為最優(yōu)差補(bǔ)與外延兩種算法，兩種算法的計(jì)算數(shù)學(xué)模型都是一樣的。下面以最優(yōu)差補(bǔ)算法為例來(lái)介紹。

假定移動(dòng)臺(tái)理想輸出功率數(shù)組為：

Table［i］=-66.8;-63.6;-60.4;-57.2;-54;-50.8;-47.6;-44.4;-41.2;-38;-34.8;-31.6;-28.4;-25.2;-22;-18.8;-15.6;-12.4;-9.2;-6;-2.8;0.4;3.6;6.8;10;13.2;16.4;18;19.6;21.2;22.8;24.4;26;27.6;29.2;30.8;32.4;34;35.6;37.2;38.8;40.4;42;45.2;48.4；單位：dBm。

對(duì)于每一個(gè)理想輸出功率測(cè)試點(diǎn)來(lái)說(shuō)，理想輸出功率Table［i］確定后，即可通過(guò)其他最近相鄰功率測(cè)試點(diǎn)插值求出PDM的補(bǔ)償值。

圖1 線性差補(bǔ)法

由圖1可知，

Yi-y0=K （xi-x0）=（y1-y0）/（x1-x0）*（xi-x0） （1）

將y0移到右邊得，

Yi=K （xi-x0）=（ y1-y0）/（x1-x0）*（xi-x0）+y0 （2）

已知Yi=Table［i］， y1、y0為最近相鄰測(cè)試功率值，x0、x1為最近相鄰測(cè)試點(diǎn)的測(cè)試功率對(duì)應(yīng)PDM值，xi即為所求理想輸出功率的對(duì)應(yīng)PDM值。

圖2 線性外延法

如果所求理想輸出功率電平落在測(cè)試功率電平的范圍之外，那么需要用如圖2所示外延方法計(jì)算，原理同上，不再贅述。

2 線性擬合實(shí)現(xiàn)過(guò)程

首先把CDMA輸出功率等級(jí)分為高功率等級(jí)和低功率等級(jí)兩組。在每一組中按照功率控制的動(dòng)態(tài)范圍分為若干個(gè)測(cè)試點(diǎn)，測(cè)試過(guò)程中測(cè)試各個(gè)點(diǎn)得出對(duì)應(yīng)的功率控制管腳的電壓（對(duì)應(yīng)PDM值）和功率放大器輸出功率的數(shù)值，然后通過(guò)線性擬合得出在該功率等級(jí)上的功率控制管腳的電壓和功率放大器輸出功率之間的近似線性關(guān)系。

圖3 實(shí)際生產(chǎn)中采用的一種校準(zhǔn)算法

最后再根據(jù)該功率等級(jí)組中不同功率等級(jí)所需要的理想輸出功率計(jì)算出所對(duì)應(yīng)的功率控制管腳的電壓值。

這一校準(zhǔn)過(guò)程需要在高、低二個(gè)功率等級(jí)上分別進(jìn)行。最多時(shí)可以測(cè)試多達(dá)64個(gè)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)上述校準(zhǔn)以后的CDMA移動(dòng)臺(tái)，其發(fā)射功率的精度可以達(dá)到 ±0.4dB左右。

3 線性擬合特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)功率點(diǎn)校正僅進(jìn)行一次測(cè)量，校準(zhǔn)速度較快，生產(chǎn)節(jié)拍快，生產(chǎn)成本低。

缺點(diǎn)：如果測(cè)量的功率值沒(méi)有落在最優(yōu)差補(bǔ)的區(qū)間范圍內(nèi)，由于模擬射頻硬件的陰極特性，功率電壓曲線是非線性的，但是程序算法會(huì)按照線性外延算法計(jì)算，因而導(dǎo)致計(jì)算值與理想的功率值存在較大的精度差距，測(cè)試精度較低。

4 功率迭代測(cè)量基本算法

移動(dòng)臺(tái)功率電壓的特性曲線可以看作是一個(gè)非線性函數(shù)。一個(gè)非線性函數(shù)的功率電壓特性曲線可以通過(guò)劃分成36個(gè)小段的曲線來(lái)擬合，而每一段可以看作是一線性關(guān)系的函數(shù)。

針對(duì)不同的功率曲線線段的特性，為了提高收斂速度，增加收斂因子K的概念，將上述CDMA功率的功率迭代測(cè)量公式轉(zhuǎn)化為分段迭代公式，參數(shù)實(shí)例化如下：

X1（n+1）-X1（n）=（int）4*（Y1（n）-Ynd）

（Y1（n）-Y1d）《4， Y1（n）《17dbm， 0

初值Xd為物理特性為驅(qū)動(dòng)電壓值。

Xd［36］={100，120，140，170，……460，480}

Ynd為理想輸出功率為。

Ynd［36］={48.4，45.2；42，38.8，35.6，32.4，29.2，26，22.8，19.6，16.4，13.2，10，6.8，3.6，0.4，

-2.8，-6，-9.2，-12.4，-15.6，-18.8，-22，-25.2，-28.4，-31.6，-34.8，-38，-41.2，-44.4，-47.6，-50.8，-54，-57.2，-60.4}

其中，單位為dBm，收斂因子K=3、4、5、6。

迭代算法是用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的一種基本方法。它利用計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度快、適合做重復(fù)性操作的特點(diǎn)，讓計(jì)算機(jī)對(duì)一組指令（或一定步驟）進(jìn)行重復(fù)執(zhí)行，在每次執(zhí)行這組指令（或這些步驟）時(shí)，都從變量的原值推出它的一個(gè)新值。但利用迭代算法解決問(wèn)題，需要有以下三步。

確定迭代變量。在可以用迭代算法解決的問(wèn)題中，至少存在一個(gè)直接或間接地不斷由舊值遞推出新值的變量，這個(gè)變量就是迭代變量。

建立迭代關(guān)系式。所謂迭代關(guān)系式，指如何從變量的前一個(gè)值推出其下一個(gè)值的公式（或關(guān)系）。迭代關(guān)系式的建立是解決迭代問(wèn)題的關(guān)鍵，通常可以使用遞推或倒推的方法來(lái)完成。

對(duì)迭代過(guò)程進(jìn)行控制。在什么時(shí)候結(jié)束迭代過(guò)程？這是編寫(xiě)迭代程序必須考慮的問(wèn)題。不能讓迭代過(guò)程無(wú)休止地重復(fù)執(zhí)行下去。迭代過(guò)程的控制通常可分為兩種情況：一種是所需的迭代次數(shù)是個(gè)確定的值，可以計(jì)算出來(lái)；另一種是所需的迭代次數(shù)無(wú)法確定。對(duì)于前一種情況，可以構(gòu)建一個(gè)固定次數(shù)的循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)迭代過(guò)程的控制；對(duì)于后一種情況，需要進(jìn)一步分析出用來(lái)結(jié)束迭代過(guò)程的條件。對(duì)于要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)的功率校正功能算法來(lái)說(shuō)，屬于后一種情況，迭代中止規(guī)則通常采用fabs（Y（n）-Yd） 《ε（其中ε》0，是設(shè)定的相對(duì)誤差容限）。這里，根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差，我們?nèi)ˇ?0.2dB。

根據(jù)PA的電路驅(qū)動(dòng)原理，在某一段特性曲線內(nèi)，輸出功率對(duì)PA輸入電壓可以近似看作K倍的線性關(guān)系，因此可有△x=K△y+θ，也就是說(shuō)：X（i+1）-X（i）=K（Y（i）-Y（d））+θ，θ是一個(gè)固定的常數(shù)。我們可以將此作為迭代公式，運(yùn)用計(jì)算機(jī)求對(duì)應(yīng)某個(gè)功率的準(zhǔn)確電壓值（在一定的迭代精度ε前提條件下）。

單點(diǎn)功率三次迭代過(guò)程如圖4所示。

圖4 迭代算法原理

第一次迭代：X0=Xd，Y0-Yd》ε，不滿足|Y0-Yd|《ε迭代停止條件，繼續(xù)迭代；

第二次迭代：X1=X0，Y1-Yd》ε，不滿足|Y0-Yd|《ε迭代停止條件，繼續(xù)迭代；

第三次迭代：X2=X1，Y2-Yd《ε，滿足|Y0-Yd|《ε迭代停止條件，停止迭代；X2即為所求的PA輸入電壓值（迭代精度ε前提條件：ε=0.2dB）。

顯然，單點(diǎn)迭代次數(shù)受收斂因子K的影響很大，K越大，迭代次數(shù)越少，但是迭代精度越低；相反，K越小，迭代次數(shù)越多，但是迭代精度越高。

根據(jù)以上分析，對(duì)于每個(gè)功率點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)CDMA功率迭代測(cè)量公式可以用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述如下：

X（n+1）-X（n）=（int）K*（Y（n）-Yd）

K是收斂因子，Y（n） 是移動(dòng)臺(tái)發(fā)送X（n） PDM值時(shí)由測(cè)量?jī)x表測(cè)量獲得；Yd是移動(dòng)臺(tái)功率電壓曲線為線性時(shí)發(fā)送的理想輸出功率。

初始條件：X（0）=Xd Xd是移動(dòng)臺(tái)的迭代發(fā)送PDM初始值。

5 功率迭代測(cè)量實(shí)現(xiàn)過(guò)程

把CDMA輸出功率等級(jí)分為二組：高功率等級(jí)和低功率等級(jí)。在每一組中按照功率控制的動(dòng)態(tài)范圍分為若干個(gè)測(cè)試點(diǎn)。

測(cè)試過(guò)程中，首先根據(jù)該功率等級(jí)組中選定的不同功率測(cè)試點(diǎn)所需要的理想輸出功率，采用功率迭代測(cè)量算法逐步發(fā)送PDM，并測(cè)量發(fā)出的功率值，直到達(dá)到理想輸出功率為止，然后將得到的PDM寫(xiě)入計(jì)算鏈表。

根據(jù)計(jì)算鏈表，結(jié)合未選擇的不同功率等級(jí)所需要的理想輸出功率，通過(guò)插補(bǔ)與外延得出在該功率等級(jí)上的功率控制管腳的電壓和功率放大器理想輸出功率之間的對(duì)應(yīng)計(jì)算鏈表。

為了能夠滿足CDMA移動(dòng)臺(tái)功率控制精度要求。這一校準(zhǔn)過(guò)程需要在高、低二個(gè)功率等級(jí)上分別進(jìn)行。經(jīng)過(guò)上述校準(zhǔn)以后的CDMA移動(dòng)臺(tái)，其發(fā)射功率的精度可以控制在系統(tǒng)的測(cè)試誤差范圍之內(nèi)。

6 功率迭代測(cè)量特點(diǎn)

特點(diǎn)：校準(zhǔn)速度較慢，生產(chǎn)成本高，精度較高。

優(yōu)點(diǎn)：由于測(cè)量值與理想輸出功率之間的誤差可以通過(guò)調(diào)整相對(duì)誤差容限來(lái)控制，因此測(cè)試精度可以控制的比較高（最好情況下，控制在測(cè)試系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差內(nèi)），也可以控制比較低。

缺點(diǎn)：每個(gè)功率點(diǎn)測(cè)量因?yàn)檫x擇的迭代因子K不同，導(dǎo)致迭代次數(shù)或多或少，并且每個(gè)點(diǎn)至少進(jìn)行一次功率測(cè)量，因此校準(zhǔn)速度較慢，生產(chǎn)節(jié)拍慢，會(huì)占用較多的寶貴生產(chǎn)儀表測(cè)試資源，因此生產(chǎn)成本比較高。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，功率迭代測(cè)量算法和線性擬合算法各有利弊。鑒于CDMA系統(tǒng)功率控制精度按照1dB的步長(zhǎng)控制移動(dòng)臺(tái)的功率變化精度，同時(shí)考慮移動(dòng)臺(tái)測(cè)試校準(zhǔn)的生產(chǎn)成本，結(jié)合線性擬合算法速度快，并且校準(zhǔn)精度也滿足系統(tǒng)要求，因此，在生產(chǎn)和研發(fā)工程實(shí)踐中，一般選擇線性擬合算法實(shí)現(xiàn)CDMA移動(dòng)臺(tái)的生產(chǎn)功率校正算法。