CN101741481B - 一种天馈系统性能检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及对天馈系统的性能进行检测的技术。一种天馈系统性能检测装置及方法，包括：获得所述移动终端接收信号的实际功率；将所述实际功率与所述移动终端的接收信号功率阈值进行比较，根据比较结果确定所述天馈系统的性能；所述接收信号功率阈值是根据信号的载波发射功率以及载波空间传输损耗确定的。由于根据信号载波生成的功率、信号增益以及载波传输过程中的损耗可以测算出移动终端接收信号的预期功率值，并将预期功率值与移动终端上报的接收信号实际功率值进行比较，确定天馈系统性能的过程中测试人员携带通常的移动终端即可完成天馈系统性能的检测，从而节约了人力、物力，提高了天馈系统性能检测效率。

Description

一种天馈系统性能检测方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及对天馈系统的性能进行检测的技术。

背景技术

如图1所示，移动基站的天馈系统通常包括：用于收发无线信号的天线、连接在天线与机房内接收设备之间的馈线，以及跳线、耦合器、功放、双工器、防雷保护器、信号处理设备、各种器件及线缆间的接头和各种器件及线缆的接地等。

天馈系统的性能直接影响了移动终端用户收发信号的质量，因此，需要定期检测天馈系统的性能，以确保天馈系统性能良好，避免对移动终端用户的使用造成重大影响。

在现有技术中，对天馈系统性能的检测都是采用人工方式，定期派遣专业检测人员到现场对天馈系统进行检测。在检测的过程中，需要中断网络信号，检测人员通过专用的仪器、仪表对天馈系统各部分进行检测，查看相关参数是否正常。如果相关参数异常，则表明天馈系统性能变差，需要检修，在检修正常后才能继续使用。

显然，这种方法要耗费较多人力、物力，并且需要专业的检测人员才能完成检测工作，因此检测效率低下；而且在检测过程中需要中断网络信号，对客户的正常使用会造成影响，导致客户感受度不佳。

发明内容

本发明实施例提供了一种天馈系统性能检测方法及装置，用于提高检测天馈系统性能的效率。

一种天馈系统性能检测方法，包括：

获得移动终端所接收的天馈系统发射天线发射的信号的实际功率；

将所述实际功率与所述移动终端的接收信号功率阈值进行比较，根据比较结果确定所述天馈系统的性能；所述接收信号功率阈值是根据所述信号的载波发射功率以及载波空间传输损耗确定的。

一种天馈系统性能检测装置，包括：

实际功率获得模块，用于根据移动终端上报的信息，获得所述移动终端接收信号的实际功率；

功率阈值存储模块，用于存储所述移动终端的接收信号功率阈值；所述测算的所述移动终端接收信号功率是根据所述信号的载波发射功率以及载波空间传输损耗确定的；

性能确定模块，用于将所述实际功率与所述接收信号功率阈值进行比较，根据比较结果确定所述天馈系统的性能。

本发明实施例由于根据信号载波生成的功率、信号增益以及载波传输过程中的损耗可以测算出移动终端接收信号的预期功率值，并将预期功率值与移动终端上报的接收信号实际功率值进行比较，从而确定天馈系统性能，在天馈系统性能检测的过程中测试人员携带通常的移动终端即可完成天馈系统性能的检测，而不必如现有技术需要专业人员携带多种检测仪器和仪表来完成天馈系统性能的检测，从而节约了人力、物力，提高了天馈系统性能检测效率；并且本发明实施例在检测天馈系统性能的过程中不需要中断网络信号，用户可以通过基站天线正常收发信号，从而提高用户的感知度。

附图说明

图1为现有技术的天馈系统示意图；

图2为本发明实施例的天馈系统性能检测方法流程图；

图3为本发明实施例的计算发射天线的垂直增益下倾角度的示意图；

图4为本发明实施例的天馈系统性能检测装置内部结构示意图；

图5为本发明实施例的功率阈值确定模块结构示意图；

图6为本发明实施例的载波发射功率确定子模块结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例是根据天线发送无线信号的载波发射功率、以及无线信号在空间传输过程中的损耗，测算出移动终端接收信号的功率；通过比较测算出的移动终端接收的信号功率与移动终端接收信号的实际功率，从而评估出天馈系统性能的优劣。而载波发射功率可以是通过载波生成功率、载波线路传输损耗以及发射所述信号的发射天线的天线增益确定的。由于该检测过程主要是通过统计、计算、比较数据完成的，不需要工作人员到现场去，从而提高了天馈系统性能的检测效率；并且在检测过程中也不需要中断网络信号，从而改善用户体验。

下面结合附图详细说明本发明实施例的具体技术方案。

在本发明实施例中需要利用移动终端来完成天馈系统性能检测工作。此处将用于检测天馈系统性能的移动终端简称为测试终端，该测试终端具有与普通移动终端一样的结构和功能。本发明实施例提供的天馈系统性能检测方法，流程图如图2所示，具体包括如下步骤：

S201、获得测试终端接收天馈系统天线发射信号的实际功率P_r。

获得测试终端接收天馈系统天线发射信号的实际功率P_r可以有多种方法：比如，移动终端在通话状态下每隔设定时间通过上行信道SACCH信息向BSC(基站控制器)报告自己所接收到的服务小区和相邻小区信号电平强度值。这样，若以该被测天馈系统天线所在小区作为服务小区，则可以根据测试终端上报的上行信道SACCH信息确定测试终端接收的服务小区信号的实际功率P_r。

或者，在测试终端上安装一个小的显示程序，以该被测天馈系统天线所在小区作为服务小区，将测试终端在IDLE(空闲模式)下接收到的服务小区的信号电平强度值显示在测试终端屏幕上，由测试人员读取后输入到检测系统。

较佳的，可以通过测试终端对服务小区BCCH(广播控制信道)频点锁频，测试该频点的接收信号的实际功率P_r。

S202、确定天馈系统中信号处理设备产生的载波的功率P₀。

天馈系统中的信号处理设备中的载波发生器可以产生一定频率、功率的载波。载波发生器在设计完成后，其产生的载波的功率由该载波发生器的功率元件所决定。也就是说，投入使用的载波发生器产生的载波的功率是固定的、可知的，一般为其设定的标称值。

S203、确定载波在传输到天线过程中的线路传输损耗LOSS₀。

产生的载波在信号处理设备中进行调制、放大等处理后，形成要发送的无线信号，再经由馈线到达天线，由天线发送该无线信号。载波从载波发生器输出后，需要经过信号处理设备中的许多元器件、线路以及馈线后，才能到达天线，而这些元器件、线路以及馈线会造成载波的传输损耗。这里将载波在信号处理设备的元器件、线路中传输的损耗，以及载波在馈线中传输的损耗统称为载波的线路传输损耗。载波的线路传输损耗可以经过多次的实际测试来获得。比如，对载波经过单位长度的线路、馈线的损耗进行统计，对载波经过的元器件造成的功率损耗进行统计，从而得到载波从载波发生器到达天线的过程中的传输损耗LOSS₀。

例如，在某个实际的天馈系统中，载波从载波发生器到达馈线之前，主要是载波经过的合路器和跳线造成损耗；而载波在馈线中传输时，主要是馈线、馈线接头、馈线跳线以及避雷器造成损耗。由此，可以计算载波的线路传输损耗LOSS₀：LOSS₀＝LOSS₀₁+LOSS₀₂+LOSS₀₃+LOSS₀₄+LOSS₀₅+LOSS₀₆；

其中，LOSS₀₁为载波经过的合路器的损耗，LOSS₀₂为载波经过跳线的损耗；对于载波在馈线中传输时，LOSS₀₃、LOSS₀₄、LOSS₀₅、LOSS₀₆分别为载波经过馈线、馈线接头、馈线跳线以及避雷器造成的损耗。

S204、确定载波的发射功率P₁。

发送的无线信号中虽然包括载波信号部分和调制信号部分，但无线信号的能量主体为载波信号的能量。因此，载波的发射功率可以近似等于无线信号的发射功率。载波的发射功率P₁可以通过如下公式1计算：

P₁＝P₀-LOSS₀+T             (1)

其中，T为信号增益值。载波从天线口经过天线增益放大得到基站实际发射功率。信号增益值可以是根据天线标称的增益值确定，即T等于信号发射天线标称的增益值。

进一步，为了减小增益误差、更精确的计算载波的发射功率，信号增益值T可以进一步优化：由于目前天线标称的增益通常指得是最大增益，但在实际情况中，根据测试点的方向和位置以及基站发射天线的高度和下倾角的不同，增益值也会有所不同。为了进一步减少增益误差，通过对天线在水平方向不变的情况下360度垂直方向空间增益变化矩阵的研究，在得到天线垂直增益下倾角度的前提下，可以准确得出每个空间点的天线增益值。也就是说，在发射天线的高度和下倾角确定的前提下，在不同空间点的增益也会有所差别。如图3所示，假设上述步骤S201中提到的测试终端相对于信号发射天线的水平直线距离为D，信号发射天线离地面高度为H，信号发射天线的下倾角为α，则信号发射天线的垂直增益下倾角度θ为：

θ＝DEGREES(ATAN(H/D))-α  (2)

其中，DEGREES表示将其后括号内的值转换为以“度”为单位的角度值，ATAN表示将其后括号内的值取反正切。

垂直增益下倾角度θ与垂直增益偏差值具有对应关系，该对应关系可以通过多次测试来获得一个对应关系表，表中列有对于不同垂直增益下倾角度θ对应的各垂直增益偏差值。测试获得该对应关系表的方法为本领域技术人员所熟知，此处不再赘述。

则距离信号发射天线D的测试终端所在位置处的增益为(即空间增益值)：空间增益值＝天线最大增益值-垂直增益偏差值。

测试终端的位置可以是事先指定的，由持测试终端的测试人员到达指定位置后，再根据步骤S201的方法获得测试终端的接收信号实际功率。当然，为了获得较为准确的检测结果，避免地面因素，如楼房、坡地等干扰，通常可以将指定位置设置在正对发射天线的空旷地带。

S205、确定载波空间传输损耗LOSS₁。

无线信号从天线发射出来后、到达测试终端前，在空间进行传输的过程中也会产生损耗。载波的空间传输损耗LOSS₁通常可以根据如下公式计算：

LOSS₁＝20LOG₁₀((4πf)/(A/D))    (3)

其中，A为设定常数，例如可以取值300000，f为载波的频率。

S206、确定测试终端接收信号的测算功率P_r′。

根据上述步骤确定的发射功率P₁、载波空间传输损耗LOSS₁可以测算出测试终端接收信号的功率应该是多少，即测试终端接收信号的测算功率P_r′为：

P_r′＝P₁-LOSS₁    (4)

S207、比较测算功率P_r′与实际功率P_r，根据比较结果确定天馈系统的性能。

将测算功率P_r′与实际功率P_r进行比较，若两者差值较大，说明测试终端接收的信号出现较大衰减，天馈系统的性能出现异常；若两者差值在设定范围内，则可以认为天馈系统的性能正常。当然，具体还可以设置测算功率Pr′与实际功率P_r差值与天馈系统性能的对照表，从而不同差值反映天馈系统性能等级。

显然，在根据上述步骤S202-S206确定出测算功率P_r′后，可以将该计算出的测算功率P_r′进行保存，作为与实际功率P_r进行比较的阈值，而不必在每次进行天馈系统性能检测的时候重新计算。也就是说，不必在每次进行天馈系统性能检测时都执行上述步骤S202-S206。在实际检测过程中，可以选取BCCH(Broadcast Control Channel，广播控制信道)载频进行检测。由于BCCH载频是满功率发射，因此，BCCH载频的发射功率更接近于上述步骤计算的发射功率。BCCH载频的频点为200KHz，可以统计该频点测试终端上报的接收信号的实际功率值，计算平均值作为实际功率P_r。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

本发明实施例提供的一种天馈系统性能检测装置，如图4所示，包括：实际功率获得模块401、功率阈值存储模块402、性能确定模块403。

实际功率获得模块401用于获得移动终端接收所述天馈系统天线发射信号的实际功率(装置中所述的移动终端即为方法步骤中所指的测试终端)。具体获得方法前面已经详述，此处不再赘述。

功率阈值存储模块402用于存储所述移动终端的接收信号功率阈值；所述移动终端的接收信号功率阈值是根据所述信号的载波发射功率以及载波空间传输损耗确定的。

性能确定模块403用于将实际功率获得模块401获得的实际功率与功率阈值存储模块402存储的所述移动终端的接收信号功率阈值进行比较，根据比较结果确定所述天馈系统的性能。

此外，所述装置进一步还可以包括：

功率阈值确定模块404用于根据所述信号的载波发射功率以及载波空间传输损耗确定所述移动终端的接收信号功率阈值，并将确定的接收信号功率阈值存储到功率阈值存储模块402中。

功率阈值确定模块404的一种具体的内部结构，如图5所示，包括：

载波发射功率确定子模块501用于确定所述载波发射功率；

载波空间传输损耗确定子模块502用于根据所述移动终端到天馈系统的天线距离确定所述载波空间传输损耗；

功率阈值确定子模块503用于根据确定的载波发射功率和载波空间传输损耗计算所述接收信号功率阈值。

载波发射功率确定子模块501的一种具体结构可以如图6所示，包括：

载波生成功率确定单元601用于确定所述载波生成功率；

载波线路传输损耗确定单元602用于确定所述载波在经过元器件、传输线路、以及馈线时的载波线路传输损耗；

信号增益确定单元603用于确定信号增益值；确定信号增益的具体方法如步骤S204中所述，此处不再赘述。

载波发射功率确定单元604用于根据所述载波生成功率、载波线路传输损耗、信号增益值确定载波发射功率。

本发明实施例由于根据信号载波生成的功率、信号增益以及载波传输过程中的损耗可以测算出移动终端接收信号的预期功率值，并将预期功率值与移动终端上报的接收信号实际功率值进行比较，从而确定天馈系统性能的过程中测试人员携带通常的移动终端即可完成天馈系统性能的检测，而不必如现有技术需要专业人员携带多种检测仪器和仪表来完成天馈系统性能的检测，从而节约了人力、物力，提高了天馈系统性能检测效率；并且本发明实施例在检测天馈系统性能的过程中不需要中断网络信号，用户可以通过基站天线正常收发信号，从而提高用户的感知度。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种天馈系统性能检测方法，其特征在于，包括：

获得移动终端所接收的天馈系统发射天线发射的信号的实际功率；

将所述实际功率与所述移动终端的接收信号功率阈值进行比较，根据比较结果确定所述天馈系统的性能；其中，所述接收信号功率阈值根据所述信号的载波发射功率以及载波空间传输损耗确定，所述接收信号功率阈值为所述信号的载波发射功率与载波空间传输损耗之差。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号的载波发射功率是根据载波生成功率、载波线路传输损耗以及信号增益值确定的。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得移动终端所接收的天馈系统发射天线发射的信号的实际功率，具体包括：

通过所述移动终端上报的信息获得所述实际功率；或者，

通过读取所述移动终端显示的所接收的天馈系统发射天线发射的信号的实际功率，获得所述实际功率。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述载波线路传输损耗具体指的是所述载波在经过元器件、传输线路、以及馈线时的传输损耗。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号增益值根据所述天馈系统发射天线的标称增益值确定。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号增益值根据所述天馈系统的发射天线在所述移动终端所在位置处的增益值确定。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述移动终端所在位置处的增益值等于所述天馈系统发射天线的增益标称值减去垂直增益偏差值；

所述垂直增益偏差值根据所述发射天线的垂直增益下倾角度确定；所述垂直增益下倾角度θ，根据如下公式确定：

θ=DEGREES（ATAN（H/D））-α

其中，H为所述发射天线离地面的高度，D为所述移动终端相对于所述发射天线的水平直线距离，α为所述发射天线的下倾角，DEGREES表示将其后括号内的值转换为以“度”为单位的角度值，ATAN表示将其后括号内的值取反正切。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载波空间传输损耗根据所述移动终端到天馈系统的天线距离确定。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述载波空间传输损耗根据如下公式确定：

LOSS₁=20LOG₁₀（（4πf）/（A/D））

其中，LOSS₁为载波空间传输损耗，f为载波频率，D为所述移动终端到天馈系统的发射天线距离，A为设定常数。

10.一种天馈系统性能检测装置，其特征在于，包括：

实际功率获得模块，用于根据移动终端上报的信息，获得所述移动终端接收信号的实际功率；

功率阈值存储模块，用于存储所述移动终端的接收信号功率阈值；所述接收信号功率阈值是根据所述信号的载波发射功率以及载波空间传输损耗确定的，所述接收信号功率阈值为所述信号的载波发射功率与载波空间传输损耗之差；

性能确定模块，用于将所述实际功率与所述接收信号功率阈值进行比较，根据比较结果确定所述天馈系统的性能。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

功率阈值确定模块，用于根据所述信号的载波发射功率以及载波空间传输损耗确定所述移动终端的接收信号功率阈值，并将确定的测算值存储到所述功率阈值存储模块中。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述功率阈值确定模块包括：

载波发射功率确定子模块，用于确定所述载波发射功率；

载波空间传输损耗确定子模块，用于根据所述移动终端到天馈系统的天线距离确定所述载波空间传输损耗；

功率阈值确定子模块，用于根据确定的载波发射功率和载波空间传输损耗计算所述接收信号功率阈值。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述载波发射功率确定子模块包括：

载波生成功率确定单元，用于确定所述载波生成功率；

载波线路传输损耗确定单元，用于确定所述载波在经过元器件、传输线路、以及馈线时的载波线路传输损耗；

天线增益确定单元，用于确定信号增益值；

载波发射功率确定单元，用于根据所述载波生成功率、载波线路传输损耗、信号增益值确定载波发射功率。

Images