CN102307363B - 驻波检测方法、装置及基站系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驻波检测方法，包括步骤：预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数；根据系统实际下行信号，从存储的反射系数和传输系数中提取与实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数；根据所述提取的反射系数和传输系数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比。本发明还提供一种驻波检测装置及基站系统，通过本发明的技术，提高了驻波检测的精度。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信网络技术，尤其涉及一种驻波检测方法、装置及基站系统。
背景技术
在移动通信领域中，随着无线通信业务运营商对无线网络设备可维护性的需求日益增高，不论无线设备，还是基站设备，都要求能够及时检测到天线驻波比超过正常范围（通常由于各种原因造成的物理连接不良引起）并告警，同时要求做到很低的误告警和漏告警概率。
驻波比告警是指基站的天馈连接或天馈本身存在故障，如天馈与基站出现断接、虚接及天馈系统本身故障等问题的一种重要告警。由于一旦天馈单元出现不匹配现象，便会出现一个较高的反射功率，导致驻波比很差，进一步会使信号传输效果变差，通道增益下降，导致下行输出功率变低，上行接收灵敏度下降的问题，其中有一部分信号被反射至功放，甚至会导致功放烧毁等问题。所以，为了保证信号质量及设备，有必要对基站的VSWR（Voltage Standing Wave Ratio，电压驻波比）加以检测，以及时地调整基站的天馈连接或天馈系统本身存在的故障。
对于在双工器前实现驻波检测功能的系统，在进行驻波检测时，由于双工器以及其他链路器件不是理想器件，对从天线反射回来的反射信号造成了干扰，会存在的波动、插损或反射等影响，从而使得最后用来计算驻波比的反射信号产生了误差，这极大地影响了驻波检测的精度，导致驻波检测不准，产生驻波误告警等现象。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种驻波检测方法、装置及基站系统，解决了驻波检测中由于器件的影响导致检测精度低的问题。
一种驻波检测方法，包括步骤：
预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数；
根据系统实际下行信号，从所述存储的反射系数和传输系数中提取与所述实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数；
根据所述提取的反射系数和传输系数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比。
与现有技术相比，本发明的驻波检测方法，预先存储双工器端口的反射系数和传输系数，在计算实际下行信号的驻波检测值中，从存储的参数中提取出相应频点的参数，然后根据提取的参数对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，从而抵消双工器对检测过程的干扰影响，再进行计算驻波比，提高了驻波检测的检测精度。
一种驻波检测装置，包括：
预存模块，用于预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数；
参数提取模块，用于根据系统实际下行信号，从所述存储的反射系数和传输系数中提取与所述实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数；
驻波计算模块，用于根据所述提取的反射系数和传输系数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比。
与现有技术相比，本发明的驻波检测装置，通过预存模块预先存储双工器端口的反射系数和传输系数，在计算实际下行信号的驻波检测值中，参数提取模块从存储的参数中提取出相应频点的参数，驻波计算模块根据提取的参数对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，从而抵消双工器对检测过程的干扰影响，再进行计算驻波比，提高了驻波检测的检测精度。
一种基站系统，包括上述的驻波检测装置。
与现有技术相比，本发明的基站系统，通过上述的驻波检测装置，抵消双工器对检测过程的干扰影响，提高了驻波检测的检测精度。
附图说明
图1是在双工器前进行驻波检测的电路结构示意图；
图2是本发明驻波检测方法的流程图；
图3是本发明的驻波检测方法的另一种实施方式的流程图；
图4是本发明的驻波检测方法的又一种实施方式的流程图；
图5是本发明驻波检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做详细解析。
在对系统进行驻波检测时，真正需要的正向信号和由天线反射回来的反射信号，在双工器进行驻波检测时，由于双工器不是理想器件，会存在一定的波动、插损和反射系数，如图1所示，图1是在双工器前进行驻波检测的电路结构示意图，由于双工器的不理想性，在双工器下行信号的输入口（1端口），会存在反射；同理，在双工器下行信号的输出口（2端口），也会存在反射；另外，当信号从1端口输入，2端口输出时，在经过双工器过程中存在损耗，当信号从2端口输入，1端口输出时，在经过双工器过程中也存在损耗。
请参阅图2，图2是驻波检测方法的流程示意图，包括步骤：
S1、预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数；
S2、根据系统实际下行信号的频带中的频点，从存储的反射系数和传输系数中提取与该实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数；
S3、根据所述提取的反射系数和传输系数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比。
其中，系统驻波检测的反射系数测量值为系统根据校准前进行测量的正向信号和反向信号所计算的反射系数。
对于双工器端口的反射系数和传输系数，具体地，反射系数包括双工器输入端口的反射系数和输出端口的反射系数； 传输系数包括输入端口至输出端口的传输系数和输出端口至输入端口的传输系数。
请参阅图3，图3是本发明的驻波检测方法的一种实施方式的流程示意图，包括以下步骤：
预先存储下行信号各个频点对应的双工器的S11、S21、S12、S22参数，其中， S11、S21、S12、S22参数，如图1所示，S11是双工器下行信号的输入口（1端口）的反射系数；同理，S22是双工器下行信号的输出口（2端口）的反射系数；S21为信号从1端口输入、2端口输出的传输系数，S12为信号从2端口输入、1端口输出的传输系数。
根据实际下行信号从存储的参数中，提取出实际下行信号各个频点对应的双工器的S11、S21、S12、S22参数。
根据提取出的S11、S21、S12、S22参数，利用上述参数对系统检测的反射系数测量值进行校准，将双工器及双工器与天线间来回多次反射的叠加对系统驻波检测的影响抵消，然后根据校准的结果计算实际下行信号各个频点对应的实际驻波比，其计算公式如下：
其中，“”为卷积符， 为反射信号与正向信号的矢量比，即系统驻波检测的对应频点的天线反射系数测量值，S43为信号从3端口输入、4端口输出的传输系数，为对应频点的天线的实际反射系数。
作为一个实施例，通过上述计算各个频点的实际驻波比，再将求得的各个频点对应的实际驻波比求平均值，得到精确的驻波比。
考虑到在上述计算所有下行信号对应频点的驻波检测值会耗费较多芯片资源与时间，在符合误差要求范围内，可以只提取一个下行信号频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数对反射系数进行校准。
作为一个实施例，如图4所示，本发明的驻波检测方法的，包括以下步骤：
预先存储下行信号各个频点对应的双工器的S11、S21、S12、S22参数。
根据实际下行信号，在该下行信号通带内滤出一个载波。
根据该滤出的载波对应的频点，从存储的参数中提取出该载波对应频点双工器的S11、S21、S12、S22参数。
根据提取出的S11、S21、S12、S22参数对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准的结果计算得到驻波检测值。
优选地，所述滤出的载波为系统实际下行信号的通带内输出功率最大的载波。
在驻波检测中，需要通过正向信号提取单元提取正向信号和反射信号提取单元提取反射信号来进行检测计算，正向信号提取单元和反射信号提取单元对信号也存在影响，从而影响到检测的精度。
为了进一步提高驻波检测的精度，本发明的驻波检测方法，可以进一步地利用正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数来对反射系数测量值进行校准。
根据本发明的驻波检测方法的另一种实施方式，包括如下步骤：
预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数以及正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数。
根据系统实际下行信号，从存储的参数中提取与实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数以及正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数。
根据该提取的双工器反射系数和传输系数以及正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比。
具体地，根据存储提取模块提供的相应频点的双工器、正向信号提取单元及反射信号提取单元的S参数计算驻波比，计算公式可以表示如下：
其中，Leak为从功放输出口泄漏至反射信号提取单元的信号，Loss为主信号经过反射信号提取单元的损耗，为测量的天线反射系数，即S43参数，为实际天线的反射系数。通过上式可将双工器、双工器与天线间来回多次反射、正向信号提取单元及反射信号提取单元对系统驻波检测的影响抵消，然后由驻波计算公式：
计算得到各个频点的驻波检测值；最后对求得的各个频点的驻波比取平均值，得到精确的驻波比。
考虑到在上述计算所有下行信号对应频点的驻波检测值会耗费较多芯片资源与时间，在符合误差要求范围内，可以只提取一个下行信号频点对应的反射系数进行校准。
作为一个实施例，具体地，根据实际下行信号在下行信号通带内滤出一个载波，计算该滤出的载波对应的频点的驻波比，该驻波比即为系统检测的驻波比。
优选地，上述滤出的载波为系统实际下行信号的通带内输出功率最大的载波。
为了进一步提高驻波检测的精度，考虑到正向信号传输链路和反射信号传输链路内部的差异对信号也存在影响，本发明的驻波检测方法，还可以进一步地利用正向信号传输链路的S参数和反射信号传输链路的S参数对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准。
其中，所述正向信号传输链路为正向信号提取单元输出口后传输正向信号所经过的链路，所述反射信号传输链路为反射信号提取单元输出口后传输反射信号所经过的链路
根据本发明的驻波检测方法的又一种实施方式，包括如下步骤：
预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数、正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数以及正向信号传输链路的S参数和反射信号传输链路的S参数。
根据系统实际下行信号，从存储的参数中提取与实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数、正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数以及正向信号传输链路的S参数和反射信号传输链路的S参数。
根据该提取的双工器反射系数和传输系数、正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数以及正向信号传输链路的S参数和反射信号传输链路的S参数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比。
作为一个实施例，通过上述计算各个频点的实际驻波比，再将求得的各个频点对应的实际驻波比求平均值，得到精确的驻波比。
考虑到在上述计算所有下行信号对应频点的驻波检测值会耗费较多芯片资源与时间，在符合误差要求范围内，可以只提取一个下行信号频点对应的反射系数进行校准。
作为一个实施例，具体地，根据实际下行信号，在下行信号通带内滤出一个载波，计算该滤出的载波对应的频点的驻波比，该驻波比即为系统检测的驻波比。
优选地，上述滤出的载波为系统实际下行信号的通带内输出功率最大的载波。
下面结合附图和实施例对本发明的驻波检测装置作详细描述。
如图5所示，本发明的驻波检测装置，具体包括：
预存模块，用于预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数。
参数提取模块，用于根据系统实际下行信号，从存储的反射系数和传输系数中提取与实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数。
驻波计算模块，用于根据所述提取的反射系数和传输系数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比。
作为一个实施例，所述驻波计算模块进一步用于对实际下行信号各个频点对应的系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，得到天线的实际反射系数，然后根据所述实际反射系数计算实际下行信号各个载波频点的驻波比，再求所述计算得到的驻波比的平均值得到系统的驻波比。
作为一个实施例，所述参数提取模块还用于从系统实际下行信号的通带内滤出一个载波，从所述存储的参数中提取与所述滤出载波的频点对应的参数；
所述驻波计算模块进一步用于根据所述滤出载波的频点对应的参数对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据所述实际反射系数计算所述滤出载波频点的驻波比得到系统的驻波比。
优选地，所滤出的载波为系统实际下行信号的通带内输出功率最大的载波。
根据本发明的驻波检测装置的另一种实施方式：
所述预存模块，用于预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数，正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数。
所述参数提取模块，还用于根据系统实际下行信号，从存储的反射系数和传输系数中提取与所述实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数，正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数。
所述驻波计算模块，用于根据该提取的双工器端口的反射系数和传输系数、正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准的结果计算实际下行信号的频点驻波检测值。
作为一个实施例，所述驻波计算模块进一步用于对实际下行信号各个频点对应的系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，得到天线的实际反射系数，然后根据所述实际反射系数计算实际下行信号各个载波频点的驻波比，再求所述计算得到的驻波比的平均值得到系统的驻波比。
其中，所述正向信号提取单元包括具有一定方向性的、用于正向发射信号提取的器件，包括耦合器、功分器等；所述反射信号提取单元包括具有一定方向性的、用于反射信号提取的器件，包括耦合器、功分器、环形器、隔离器等
作为一个实施例，所述参数提取模块还用于从系统实际下行信号的通带内滤出一个载波，从所述存储的参数中提取与所述滤出载波的频点对应的参数；
所述驻波计算模块进一步用于根据所述滤出载波的频点对应的参数对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据所述实际反射系数计算所述滤出载波频点的驻波比得到系统的驻波比。
优选地，所滤出的载波为系统实际下行信号的通带内输出功率最大的载波。
根据本发明的驻波检测装置的又一种实施方式：
所述预存模块，用于预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数、正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数，以及正向信号传输链路的S参数和反射信号传输链路的S参数。
所述参数提取模块，还用于根据系统实际下行信号，从存储的反射系数和传输系数中提取与实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数、正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数，以及正向信号传输链路的S参数和反射信号传输链路的S参数。
所述驻波计算模块，还用于根据该提取的双工器端口的反射系数和传输系数、正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数，以及正向信号传输链路的S参数和反射信号传输链路的S参数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准的结果计算实际下行信号的频点驻波检测值。
作为一个实施例，所述驻波计算模块进一步用于对实际下行信号各个频点对应的系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，得到天线的实际反射系数，然后根据所述实际反射系数计算实际下行信号各个载波频点的驻波比，再求所述计算得到的驻波比的平均值得到系统的驻波比。
作为一个实施例，所述参数提取模块还用于从系统实际下行信号的通带内滤出一个载波，从所述存储的参数中提取与所述滤出载波的频点对应的参数；
所述驻波计算模块进一步用于根据所述滤出载波的频点对应的参数对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据所述实际反射系数计算所述滤出载波频点的驻波比得到系统的驻波比。
优选地，所滤出的载波为系统实际下行信号的通带内输出功率最大的载波。
本发明提出的一种新型的驻波检测方法及装置，在双工器前进行驻波检测，同时提高了驻波检测的精度。
本发明提出的驻波检测技术通过预先存储器件的校准参数，配合驻波计算模块在双工器前实现精确的驻波检测，降低了系统的噪声系数，提高了系统的接收灵敏度， 同时也降低了系统的成本，减小了系统的体积，提高了产品的竞争力。对于TDD系统，可以与其它链路进行复用；对于FDD系统，也可以复用已有的链路，如DPD链路。
本发明提出的驻波检测技术可以推广到现有的所有RRU、Repeater、GRRU等系统中，具有很好的市场开发应用前景。
一种基站系统，包括上述的驻波检测装置。通过上述的驻波检测装置，抵消双工器对检测过程的干扰影响，提高了基站系统驻波检测的检测精度。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (13)
1.一种驻波检测方法，其特征在于，包括步骤：
S1、预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数；其中，所述反射系数包括双工器输入端口的反射系数和输出端口的反射系数，所述传输系数包括双工器输入端口至输出端口的传输系数和双工器输出端口至输入端口的传输系数；
S2、根据系统实际下行信号，从所述存储的反射系数和传输系数中提取与所述实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数；
S3、根据所述提取的反射系数和传输系数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比；其中，所述系统驻波检测的反射系数测量值为系统根据校准前进行测量的正向信号和反向信号所计算的反射系数。
2.根据权利要求1所述的驻波检测方法，其特征在于，
所述步骤S1进一步包括：预先存储下行信号各个频点对应的正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数；
所述步骤S2进一步包括：根据系统实际下行信号，从所述存储的参数中提取与所述实际下行信号的频点对应的正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数；
所述步骤S3进一步包括：根据所述提取的正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准。
3.根据权利要求2所述的驻波检测方法，其特征在于，
所述步骤S1进一步包括：预先存储下行信号各个频点对应的正向信号传输链路和反射信号传输链路的S参数；
所述步骤S2进一步包括：根据系统实际下行信号，从所述存储的参数中提取与所述实际下行信号的频点对应的正向信号传输链路和反射信号传输链路的S参数；
所述步骤S3进一步包括：正向信号传输链路和反射信号传输链路的S参数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准；
其中，所述正向信号传输链路为正向信号提取单元输出口后传输正向信号所经过的链路，所述反射信号传输链路为反射信号提取单元输出口后传输反射信号所经过的链路。
4.根据权利要求1至3任一项所述的驻波检测方法，其特征在于，所述步骤S3中对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比包括：
对实际下行信号各个频点对应的系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，得到天线的实际反射系数，然后根据所述实际反射系数计算实际下行信号各个载波频点的驻波比，再求所述计算得到的驻波比的平均值得到系统的驻波比。
5.根据权利要求1至3任一项所述的驻波检测方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：从系统实际下行信号的通带内滤出一个载波，从存储的参数中提取与所述滤出载波的频点对应的参数；
所述步骤S3中对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比包括：
根据所述滤出载波的频点对应的参数对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据实际反射系数计算所述滤出载波频点的驻波比得到系统的驻波比。
6.根据权利要求5所述的驻波检测方法，其特征在于，
所述滤出的载波为输出功率最大的载波。
7.一种驻波检测装置，其特征在于，包括：
预存模块，用于预先存储下行信号各个频点对应的双工器端口的反射系数和传输系数；其中，所述反射系数包括双工器输入端口的反射系数和输出端口的反射系数，所述传输系数包括双工器输入端口至输出端口的传输系数和双工器输出端口至输入端口的传输系数；
参数提取模块，用于根据系统实际下行信号，从所述存储的反射系数和传输系数中提取与所述实际下行信号的频点对应的双工器反射系数和传输系数；
驻波计算模块，用于根据所述提取的反射系数和传输系数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据校准后的反射系数测量值计算实际下行信号频点的驻波比；其中，所述系统驻波检测的反射系数测量值为系统根据校准前进行测量的正向信号和反向信号所计算的反射系数。
8.根据权利要求7所述的驻波检测装置，其特征在于，
所述预存模块进一步用于预先存储下行信号各个频点对应的正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数；
所述参数提取模块进一步用于根据系统实际下行信号，从所述存储的参数中提取与所述实际下行信号的频点对应的正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数；
所述驻波计算模块进一步用于根据所述提取的正向信号提取单元的S参数和反射信号提取单元的S参数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准。
9.根据权利要求8所述的驻波检测装置，其特征在于，
所述预存模块进一步用于预先存储下行信号各个频点对应的正向信号传输链路和反射信号传输链路的S参数；
所述参数提取模块进一步用于根据系统实际下行信号，从所述存储的参数中提取与所述实际下行信号的频点对应的正向信号传输链路和反射信号传输链路的S参数；
所述驻波计算模块进一步用于正向信号传输链路和反射信号传输链路的S参数，对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准；
其中，所述正向信号传输链路为正向信号提取单元输出口后传输正向信号所经过的链路，所述反射信号传输链路为反射信号提取单元输出口后传输反射信号所经过的链路。
10.根据权利要求7至9任一项所述的驻波检测装置，其特征在于，所述驻波计算模块进一步用于对实际下行信号各个频点对应的系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，得到天线的实际反射系数，然后根据所述实际反射系数计算实际下行信号各个载波频点的驻波比，再求所述计算得到的驻波比的平均值得到系统的驻波比。
11.根据权利要求7至9任一项所述的驻波检测装置，其特征在于，所述参数提取模块还用于从系统实际下行信号的通带内滤出一个载波，从存储的参数中提取与所述滤出载波的频点对应的参数；
所述驻波计算模块进一步用于根据所述滤出载波的频点对应的参数对系统驻波检测的反射系数测量值进行校准，然后根据实际反射系数计算所述滤出载波频点的驻波比得到系统的驻波比。
12.根据权利要求11所述的驻波检测装置，其特征在于，所述滤出的载波为输出功率最大的载波。
13.一种基站系统，其特征在于，包括如权利要求7至9任一项所述的驻波检测装置。
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