CN101908994B - 无线传输装置及其自检的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种无线传输装置及其自检的方法。无线传输装置包括业务处理单元、双工器、射频接收单元、频率合成器和控制器。控制器启动自检功能，减小TR间隔到预设范围内，根据减小后的TR间隔控制频率合成器调整其输出给射频接收单元的本振信号的频率。业务处理单元继续发送业务信号作为自检信号，所述自检信号被调制成射频信号后，部分所述自检信号会通过双工器泄漏到射频接收单元。射频接收单元将接收到的信号与所述本振信号混频后，输出信号中所包含的所述自检信号的频率落入中频接收单元的通带范围内，保证所述自检信号能够环回到业务处理单元，从而确定自身的传输通道是否发生故障。

Description

无线传输装置及其自检的方法
技术领域
本发明涉及通信传输领域，尤其涉及一种无线传输装置及其自检的方法。
背景技术
由于应用场景需求，无线传输装置需要安装在屋顶或高塔上，而且需要采取防水等处理，安装和拆卸非常复杂。当无线传输装置发生系统故障时，为了减少拆卸和安装无线传输装置的操作，无线传输装置通常需要在内部搭建独立的环回通道或者外接环回设备进行自检。然而，在无线传输装置内部搭建独立的环回通道需要增加额外成本和设计复杂度，外接环回设备需要工程人员到达现场进行作业，可操作性较差。
发明内容
本发明实施例中提供了一种无线传输装置及其自检的方法，无线传输装置通过环回业务信号定位故障。
一种无线传输装置，包括业务处理单元、双工器、射频接收单元、频率合成器和控制器。控制器启动自检功能，减小TR间隔到预设范围内，根据减小后的TR间隔控制频率合成器调整其输出给射频接收单元的本振信号的频率。业务处理单元继续发送业务信号作为自检信号，所述自检信号被调制成射频信号后，部分所述自检信号会通过双工器泄漏到射频接收单元。射频接收单元将接收到的信号与所述本振信号混频后，输出信号中所包含的所述自检信号的频率落入中频接收单元的通带范围内。
一种无线传输装置自检的方法，包括：启动自检功能并减小TR间隔到预设范围内；根据减小后的TR间隔控制频率合成器调整其输出给射频接收单元的本振信号的频率；控制业务处理单元继续发送业务信号作为自检信号；调制所述自检信号成为射频信号，其中，部分所述自检信号会通过双工器泄漏到射频接收单元；控制射频接收单元将接收到的信号与所述本振信号混频，其中，输出信号中所包含的所述自检信号的频率落入中频接收单元的通带范围内。
无线传输装置通过减小收发信号的频率间隔，并根据减小后的频率间隔控制频率合成器调整其输出给射频接收单元的本振信号的频率，使得通过双工器泄漏的所述自检信号与所述本振信号混频后的频率落入中频接收单元的通带范围内，保证所述自检信号能够环回到业务处理单元，从而确定自身的传输通道是否发生故障。
附图说明
下面的附图用于理解本发明实施例，不构成对本发明的限定：
图1示出了本发明实施例1中无线传输装置的功能架构示意图，所述无线传输装置中的所有功能单元被整合在一起。
图2示出了本发明实施例2中无线传输装置的功能架构示意图，所述无线传输装置中的所有功能单元被切分到室外设备和室内设备两部分，室外设备与室内设备之间通过接口单元相互连接。
图3示出了本发明实施例3中无线传输装置自检的方法流程图。
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描述本发明的实施例。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，是本发明实施例1中无线传输装置100的功能架构示意图。无线传输装置100的所有功能单元被整合在一起，包括依次连接的业务处理单元11、调制解调器(MODEM)12、中频发射单元14、射频发射单元16、双工器20、射频接收单元22和中频接收单元25，中频接收单元25还耦合于调制解调器12。
无线传输装置100还包括增益控制器18、频率合成器(frequency synthesizer)26、控制器28、存储器30和反馈单元32。频率合成器26连接于中频发射单元14、射频发射单元16、射频接收单元22和中频接收单元25。调制解调器12、中频发射单元14和射频发射单元16构成无线传输装置100的发射通道；射频接收单元22、中频接收单元25和调制解调器12构成无线传输装置100的接收通道。
存储器30连接于控制器28，存储有无线传输装置100的各种参数值。所述参数值包括收发信号的频率间隔(下称TR间隔)、调制解调器12的调制模式、射频发射单元16输出的射频信号的额定最大发射功率等。
频率合成器26用于产生本振信号，中频发射单元14、射频发射单元16、射频接收单元22和中频接收单元25将收发信号与所述本振信号进行混频处理。为了区分不同的本振信号，将频率合成器26提供给中频发射单元14和中频接收单元25的本振信号称为第一本振信号，将频率合成器26提供给射频发射单元16的本振信号成为第二本振信号，而将频率合成器26提供给射频接收单元22的本振信号称为第三本振信号。其中，第一本振信号和第二本振信号的频率在设计时已经被固定下来，频率合成器26不能够根据TR间隔的改变而调整。然而，频率合成器26可以根据TR间隔的改变调整第三本振信号的频率。
调制解调器12根据预设的调制模式将业务处理单元11发送的业务信号调制成第一中频信号，或者将接收到的第二中频信号解调成业务信号并传送给业务处理单元11。
中频发射单元14将接收到的第一中频信号与第一本振信号混频后输出第一中高频信号。
射频发射单元16将接收到的第一中高频信号与第二本振信号混频后输出射频信号，并调整所述射频信号的功率，然后经过双工器20和天线34将所述射频信号发射出去。
双工器20由两组不同频率的滤波器组成，用于隔离发射信号和接收信号，避免发射信号传输到本端的接收通道，保证信号收发工作能正常进行。双工器20还耦合一个天线32。
射频接收单元22将接收到的信号与第三本振信号混频，并输出第二中高频信号。射频接收单元22接收到的信号中包括通过双工器20泄漏的所述射频信号和对端发送的信号。
中频接收单元25具有以某一频率为中心的通带范围，用于过滤射频接收单元22输出的第二中高频信号，滤除掉落入所述通带范围外的噪声信号，减小噪声信号产生的干扰；并将过滤后的第二中高频信号与第一本振信号混频后输出第二中频信号。
控制器28用于控制调制解调器12、增益控制器18和频率合成器26进行工作。例如，控制器28控制调制解调器12设置调制模式，根据TR间隔控制频率合成器26调整第三本振信号的频率，以及通过增益控制器18控制射频发射单元16输出的射频信号的功率。
反馈单元32连接于射频发射单元16与控制器28之间，将射频信号反馈给控制器28，控制器28将反馈的射频信号的功率与预设功率比较，确定是否需要进一步通过增益控制器18控制射频发射单元16调整所述射频信号的功率。
本发明的技术方案中，在测试无线传输装置100内部是否发生故障时，控制器28启动自检功能并减小TR间隔到预设范围内，根据减小后的TR间隔控制频率合成器26调整第三本振信号的频率。优选地，上述预设范围是0Hz到10KHz。业务处理单元11继续发送业务信号作为自检信号。
值得说明的是，控制器28无法根据减小后的TR间隔控制频率合成器26调整第一本振信号和第二本振信号的频率。
控制器28控制调制解调器12、中频发射单元14和射频发射单元16对所述自检信号进行调制；其中，所述自检信号经过射频发射单元16调制成射频信号后，其中一部分所述自检信号会通过双工器20泄漏到射频接收单元22。
射频接收单元22将接收到的信号与第三本振信号混频，并输出第二中高频信号；其中，第二中高频信号中所包含的所述自检信号的频率落入中频接收单元25的通带范围内，从而所述自检信号可以通过中频接收单元25传送到调制解调器12。
值得说明的是，即使接收到的信号中包含有对端发送的信号，射频接收单元22将接收到的信号与第三本振信号混频后，所述对端发送的信号的频率落入中频接收单元25的通带范围外，从而被中频接收单元25过滤掉，避免所述对端发送的信号干扰所述自检信号。
中频接收单元25对射频接收单元22输出的第二中高频信号进行过滤和调制，输出第二中频信号。
调制解调器12将中频接收单元22输出的第二中频信号解调成业务信号。
业务处理单元11确定其接收到的业务信号中是否包含所述自检信号；如果业务处理单元11确定其接收到的业务信号中没有包含所述自检信号，则表示无线传输装置100内部的传输通道不通畅，从而提醒网管人员进一步排查发生故障的具体原因；如果业务处理单元11确定其接收到的业务信号中包含有所述自检信号，则表示无线传输装置100内部的传输通道通畅，从而提醒网管人员进一步测试对端的传输通道和通信链路是否通畅。
进一步，业务处理单元11还可以确定其接收到的所述自检信号的误码率是否超出正常范围；如果业务处理单元11确定其接收到的所述自检信号的误码率超出正常范围，则表示无线传输装置100内部的传输通道虽然通畅，但是存在故障，从而提醒网管人员进一步排查发生故障的具体原因；如果业务处理单元11确定其接收到的所述自检信号的误码率处于正常范围内，则表示无线传输装置100内部的传输通道既通畅，也不存在故障，从而提醒网管人员进一步测试对端的传输通道和通信链路是否存在故障。
再者，控制器28还可以控制调制解调器12设置为调制阶数不高于7的调制模式，例如QPSK、16QAM、64QAM等，从而减小调制解调器12的灵敏度，保证调制解调器12能够正确解调所述自检信号。
再进一步，控制器28还可以通过增益控制器18控制射频发射单元16增大其输出的所述自检信号的功率，例如增大所述自检信号的功率到额定最大发射功率，从而增大通过双工器20泄漏的所述自检信号的信噪比，满足调制解调器12对解调信号的信噪比的要求。
下面举例说明，本发明实施例1中通过设定无线传输装置100的相关参数实现业务处理单元11发送的所述自检信号能够环回的技术方案。
本实施例1中，无线传输装置100设定如下参数值：射频发射单元16输出的所述自检信号的发射功率是12dBm，TR间隔是196MHz，双工器的隔离度是70dB，中频接收单元25的通带范围是2.14GHz±50MHz，业务带宽是28MHz，系统噪声系数(NFsys)是5dB，调制解调器12的调制模式设定为256QAM；另外，调制解调器12调制后的所述自检信号的频率是0.35GHz，频率合成器26提供给中频发射单元14的第一本振信号的频率是2GHz，提供给射频发射单元16的第二本振信号的频率是5GHz，提供给射频接收单元22的第三本振信号的频率是5.406GHz。通过计算可以得到如下结果：
中频发射单元14将调制解调器12调制后的所述自检信号(频率是0.35GHz)与第一本振信号(频率是2GHz)混频后的频率是2.35GHz；
射频发射单元16将中频发射单元14调制后的自检信号(频率是2.35GHz)与第二本振信号(频率是5GHz)混频后的频率是7.35GHz；
射频接收单元22将通过双工器20泄漏的所述自检信号(频率是7.35GHz)与第三本振信号(频率是5.406GHz)混频后的频率是1.944GHz；
射频接收单元22从对端接收到的信号的频率是7.546GHz，等于本端的射频信号的频率(7.35GHz)加上一个TR间隔(0.196GHz)；
射频接收单元22将从对端接收到的信号(频率是7.546GHz)与第三本振信号(频率是5.406GHz)混频后的频率是2.14GHz。
由此可知，无线传输装置100正常工作时，所述从对端接收到的信号经过射频接收单元22混频后(频率是2.14GHz)落入中频接收单元25的通带范围(2.14GHz±50MHz)内，因此，不会被中频接收单元25滤除掉。然而，所述自检信号经过射频接收单元22混频后(频率是1.944GHz)落入中频接收单元25的通带范围(2.14GHz±50MHz)外，因此，会被中频接收单元25滤除掉，无法环回到业务处理单元11。
当业务处理单元11接收不到业务信号或者接收到的业务信号的误码率超出正常范围时，控制器28启动自检功能并减小TR间隔为0。相应地，控制器28根据减小后的TR间隔控制频率合成器26调整第三本振信号的频率，第三本振信号(下称第四本振信号)的频率为5.21GHz。
基于此，射频接收单元22将通过双工器20泄漏的所述自检信号(频率是7.35GHz)与第四本振信号(频率是5.21GHz)混频后的频率是2.14GHz，落入中频接收单元25的通带范围(2.14GHz±50MHz)内，因此，不会被中频接收单元25滤除掉，能够环回到业务处理单元11。
值得说明的是，即使射频接收单元22能够接收到对端发送的信号，所述对端发送的信号(频率是7.546GHz)与第四本振信号(频率是5.21GHz)混频后的频率是2.336GHz，落入中频接收单元25的通带范围(2.14GHz±50MHz)外，因此，会被中频接收单元25滤除掉，从而避免所述对端发送的信号干扰所述自检信号，保证所述自检信号能够环回到业务处理单元11。
进一步，只有当发送到调制解调器12的所述自检信号的信噪比不小于调制解调器12能正确解调的最小信噪比时，调制解调器12才能够正确解调所述自检信号。由于无线传输装置100的接收通道对所述自检信号的劣化程度是固定的，因此，通过双工器20泄漏的所述自检信号的信噪比便可以确定所述自检信号能否被调制解调器12正确解调。
另外，射频发射单元16输出的所述自检信号的功率越大，通过双工器20泄漏的所述自检信号的信噪比也越大，因此，可以利用通过双工器20泄漏的所述自检信号的功率与调制解调器12的灵敏度之间的差值大小来确定调制解调器12能否正确解调所述自检信号。
例如，调制模式设定为256QAM时，调制解调器12能正确解调的最小信噪比是17.7dB；另外，通过双工器20泄漏的所述自检信号的功率为：12dBm-70dBm＝-58dBm。
基于上述参数值，根据灵敏度的计算公式，计算得到调制解调器12的灵敏度是-65.5dBm。具体为：灵敏度(dBm)＝-174+10lg(B)+NFsys+S/N＝-174+10*lg(28*106)+5+17.7＝-174+86.8(省略值)+5+17.7＝-65.5dBm。由于所述自检信号的功率(-58dBm)与调制解调器的灵敏度(-65.5dBm)之间的差值小于10dBm，因此调制解调器12可能产生残留误码，从而导致无法正确解调所述自检信号。
本实施例1可以采取下面两种方式增大所述自检信号的功率与调制解调器12的灵敏度之间的差值：第一种方式是调低调制解调器12的灵敏度；第二种方式是调高所述自检信号的功率。下面举例说明上述两种方式：
第一种方式中，由于调制模式的调制阶数越低，调制解调器12能正确解调的最小信噪比也越低，因此，控制器28将调制解调器12的调制模式设定为调制阶数为2的QPSK，相应地，调制解调器12能正确解调的最小信噪比是-2.3dB。根据所述灵敏度的计算公式，计算得到调制解调器12的灵敏度是-85.5dBm。
第二种方式中，控制器28通过增益控制器18控制射频发射单元16增大其输出的所述自检信号的功率，例如增大射频发射单元16输出的所述自检信号的功率到额定最大发射功率(20dBm)，由此，通过双工器20泄漏的所述自检信号的功率为：20dBm-70dBm＝-50dBm。
由此可知，通过上述任一种方式，通过双工器20泄漏的所述自检信号的功率与调制解调器12的灵敏度之间的差值均大于10dBm，从而减小调制解调器12产生残留误码的可能性，保证调制解调器12能够正确解调所述自检信号，使得所述自检信号能够环回到业务处理单元11。
如图2所示，是本发明实施例2中无线传输装置200的功能架构示意图。为了方便安装，所述无线传输装置100中的所有功能单元通常被切分成两部分，即室外设备102和室内设备104。其中，室外设备102包括中频发射单元14、射频发射单元16、增益控制器18、双工器20、射频接收单元22、中频接收单元25、频率合成器26、反馈单元32。室内设备104包括业务处理单元11、调制解调器(MODEM)12。
本实施例2中，室外设备102和室内设备104通过接口单元13相连接，例如，接口单元13可以包括位于室外设备102的多路复用器132和位于室内设备104的合路接口单元134。另外，实施例1中的控制器28的功能由室外设备102中的第一控制器282和室内设备104中的第二控制器284共同执行。
第一控制器282用于控制增益控制器18和频率合成器26进行工作。例如，第一控制器282根据TR间隔控制频率合成器26调整第三本振信号的频率，以及通过增益控制器18控制射频发射单元16增大其输出信号的功率。
第二控制器284用于控制调制解调器12进行工作，例如，第二控制器284控制调制解调器12调整其调制模式。
实施例1中的存储器30中存储的各种参数值，被分别存储于室外设备102中的第一存储器302和室内设备104中的第二存储器304。第一存储单元302存储有TR间隔、射频发射单元16输出信号的额定最大发射功率等。第二存储单元304存储有调制解调器12的调制模式等。第一存储单元302连接于第一控制器282，第二存储单元304连接于第二控制器284。
如图3所示，本发明实施例3还提供了一种无线传输装置自检的方法，该方法包括：
S502，启动自检功能并减小TR间隔到预设范围内；优选地，所述预设范围是0到10KHz。
S504，根据减小后的TR间隔控制频率合成器26调整其输出给射频接收单元的第三本振信号的频率；值得说明的是，控制器28无法根据减小后的TR间隔控制频率合成器26调整第一本振信号和第二本振信号的频率。
S506，控制业务处理单元11继续发送业务信号作为自检信号。
S508，控制调制解调器12、中频发射单元14和射频发射单元16对所述自检信号进行调制；其中，所述自检信号经过射频发射单元16调制成射频信号后，其中一部分所述自检信号会通过双工器20泄漏到射频接收单元22。
S510，控制射频接收单元22将接收到的信号与第三本振信号混频，并输出第二中高频信号；其中，第二中高频信号中所包含的所述自检信号的频率落入中频接收单元25的通带范围内，从而所述自检信号可以通过中频接收单元25传送到调制解调器12。
值得说明的是，即使射频接收单元22接收到的信号中包含有对端发送的信号，射频接收单元22将接收到的信号与所述第三本振信号混频后，所述对端发送的信号的频率落入中频接收单元25的通带范围外，从而被中频接收单元25过滤掉，避免所述对端发送的信号干扰所述自检信号。
S512，控制中频接收单元25对射频接收单元22输出的第二中高频信号进行过滤和调制，输出第二中频信号。
S514，控制调制解调器12将中频接收单元22输出的第二中频信号解调成业务信号。
S516，业务处理单元11确定其接收到的业务信号中是否包含所述自检信号；如果业务处理单元11确定其接收到的业务信号中没有包含所述自检信号，则表示无线传输装置100内部的传输通道不通畅，从而提醒网管人员进一步排查发生故障的具体原因；如果业务处理单元11确定其接收到的业务信号中包含有所述自检信号，则表示无线传输装置100内部的传输通道通畅，从而提醒网管人员进一步测试对端的传输通道和通信链路是否通畅。
进一步，业务处理单元11还可以确定其接收到的所述自检信号的误码率是否超出正常范围；如果业务处理单元11确定其接收到的所述自检信号的误码率超出正常范围，则表示无线传输装置100内部的传输通道虽然通畅，但是存在故障，从而提醒网管人员进一步排查发生故障的具体原因；如果业务处理单元11确定其接收到的所述自检信号的误码率处于正常范围内，则表示无线传输装置100内部的传输通道既通畅，也不存在故障，从而提醒网管人员进一步测试对端的传输通道和通信链路是否存在故障。
再者，控制器28还可以控制调制解调器12设置为调制阶数不高于7的调制模式，例如QPSK、16QAM、64QAM等，从而满足调制解调器12对解调信号的信噪比的要求。
再进一步，控制器28还可以通过增益控制器18控制射频发射单元16增大其输出的所述自检信号的功率，例如增大所述自检信号的功率到额定最大发射功率，从而增大调制解调器12接收到的所述自检信号的功率与其灵敏度之间的差值，减小产生残留误码的可能性，保证调制解调器12能够正确解调所述自检信号。
其他实施例中，为了保证所述自检信号能够环回到业务处理单元11，本领域技术人员还可以通过配置其他相关参数来实现，例如射频信号的频率、业务带宽等，上述变化仍属于本发明所要求保护的范围。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种无线传输装置，包括业务处理单元、双工器、射频接收单元、中频接收单元、射频发射单元、频率合成器和控制器；其特征在于：
控制器启动自检功能，减小收发信号的频率间隔到预设范围内，根据减小后的收发信号的频率间隔控制频率合成器调整其输出给射频接收单元的本振信号的频率；
业务处理单元继续发送业务信号作为自检信号，所述自检信号被调制成射频信号后，部分所述自检信号会通过双工器泄漏到射频接收单元；
射频接收单元将接收到的信号与所述本振信号混频后，输出信号中所包含的所述自检信号的频率落入中频接收单元的通带范围内，所述输出信号所包含的对端发送的信号的频率落入中频接收单元的通带范围外；
业务处理单元确定其接收到的业务信号中是否包含所述自检信号；如果业务处理单元确定其接收到的业务信号中没有包含所述自检信号，则表示无线传输装置内部的传输通道不通畅；如果业务处理单元确定其接收到的业务信号中包含有所述自检信号，则表示无线传输装置内部的传输通道通畅。
2.如权利要求1所述的无线传输装置，其特征在于，还包括调制解调器，控制器还控制调制解调器设置为调制阶数不高于7的调制模式，根据重新设置的调制模式将所述自检信号解调成业务信号，并将所述业务信号发送到业务处理单元。
3.如权利要求1所述的无线传输装置，其特征在于，还包括增益控制器，控制器还通过增益控制器控制射频发射单元增大其输出的所述自检信号的功率。
4.如权利要求3所述的无线传输装置，其特征在于，控制器通过增益控制器控制射频发射单元增大其输出的所述自检信号的功率到额定最大发射功率。
5.如权利要求1至4任意一项所述的无线传输装置，其特征在于，如果业务处理单元确定其接收到的业务信号中包含有所述自检信号，业务处理单元还进一步确定其接收到的所述自检信号的误码率是否超出正常范围；如果业务处理单元确定其接收到的所述自检信号的误码率超出正常范围，则表示无线传输装置内部的传输通道虽然通畅，但是存在故障；如果业务处理单元确定其接收到的所述自检信号的误码率处于正常范围内，则表示无线传输装置内部的传输通道既通畅，也不存在故障。
6.如权利要求1至4任意一项所述的无线传输装置，其特征在于，所述预设范围是0到10KHz。
7.一种无线传输装置自检的方法，其特征在于，该方法包括：
启动自检功能并减小收发信号的频率间隔到预设范围内；
根据减小后的收发信号的频率间隔控制频率合成器调整其输出给射频接收单元的本振信号的频率；
控制业务处理单元继续发送业务信号作为自检信号；
调制所述自检信号成为射频信号，其中，部分所述自检信号会通过双工器泄漏到射频接收单元；
控制射频接收单元将接收到的信号与所述本振信号混频，其中，输出信号中所包含的所述自检信号的频率落入中频接收单元的通带范围内，所述输出信号所包含的对端发送的信号的频率落入中频接收单元的通带范围外；
确定其接收到的业务信号中是否包含所述自检信号；如果确定其接收到的业务信号中没有包含所述自检信号，则表示无线传输装置内部的传输通道不通畅；如果确定其接收到的业务信号中包含有所述自检信号，则表示无线传输装置内部的传输通道通畅。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：控制调制解调器将设置为调制阶数不高于7的调制模式，根据重新设置的调制模式将所述自检信号解调成业务信号，将所述业务信号发送到业务处理单元。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：通过增益控制器控制射频发射单元增大其输出的所述自检信号的功率。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过增益控制器控制射频发射单元增大其输出的所述自检信号的功率到额定最大发射功率。
11.如权利要求7至10任意一项所述的方法，其特征在于，如果确定其接收到的业务信号中包含有所述自检信号，还进一步确定其接收到的所述自检信号的误码率是否超出正常范围；如果确定其接收到的所述自检信号的误码率超出正常范围，则表示无线传输装置内部的传输通道虽然通畅，但是存在故障；如果确定其接收到的所述自检信号的误码率处于正常范围内，则表示无线传输装置内部的传输通道既通畅，也不存在故障。
12.如权利要求7至10任意一项所述的方法，其特征在于，所述预设范围是0到10KHz。
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