CN102624471A - 一种有源天线通道异常检测和修复的方法及装置 - Google Patents

一种有源天线通道异常检测和修复的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有源天线通道异常检测和修复的方法，包括：通过实时分析反馈耦合通道的数据/接收通道的数据来判断发射通道/接收通道的工作状态，如果工作状态异常，则进行异常保护并上报告警；判断告警级别及产生原因，如果收发通道的数据异常进行保护时，则存储当前的天线波束成形参数，并将天线波束成形参数置为零，告警消除后将存储的有效天线波束成形参数置为有效值；如果收发模拟通道工作异常进行保护时，则重新获取天线波束成形参数，并将获取的有效的天线波束成形参数进行配置。本发明还同时公开了一种与所述方法对应的装置，运用该方法和装置不需设置额外的校准通道即可检测有源天线多收发通道的工作状态，降低了系统的设计成本。

Description

一种有源天线通道异常检测和修复的方法及装置
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种有源天线通道异常检测和修复的方法及装置。
背景技术
随着移动通信技术的发展，基站构架形式从第一代、第二代一直演化到现有的以有源天线为代表的新的基站构架形式。所述第一代基站构架中，基站收发台(BTS)集成了基带和射频收发信单元，通过射频线缆将射频信号传输给天线，此种架构中射频线缆的传输插损很大，传输功率损失严重；所述第二代基站构架，即目前主流的基带处理单元(BBU)+射频拉远单元(RRU)构架，其下行方向BBU将基带信号通过光纤送给RRU，RRU完成数字中频处理，转变为射频信号经过射频跳线送给天线；上行方向，天线通过射频跳线将射频信号送给RRU，经过RRU处理之后变为基带信号再通过光纤送给BBU。此种构架射频收发信单元距离天线很近，减小了RRU到天线的射频跳线造成的信号插损、提高了效率。
在移动通信系统中，为了尽可能减小因塔下基站与塔上天线间电缆过长而造成的馈线损耗，逐渐有将基站向塔上移动的趋势，相应的产品形态也逐渐出现。有源天线作为新的基站架构形态，BBU同样地将基带信号送给有源天线单元，区别于BBU+RRU架构形式，有源天线将收发通道划分到天线振子级别，颗粒度更细致。通过对有源天线振子的不同配置，以实现实际通信组网的波束灵活控制和多入多出(MIMO)等功能，实现更加灵活的资源动态配置和共享，以达到全网性能最优和较低的全网组网成本的目标。
有源天线系统为多收发通道系统。在有源天线产品中，多路收发通道通常对应设置有多路天线阵列，各路天线阵列为并列工作状态，每路天线阵列均对应收发通道和相应的数字基带处理部分。其中，所述收发通道包含很多模拟电路，由大量高电压、大功率、高电流的中射频元器件组成。这些元器件的工作环境温度很高，长时间运行容易产生老化现象，从而导致部分器件失效，影响系统的可靠性。因此，需要对收发通道的状态进行实时检测，使得系统能正常运行。
目前，可通过专用校准通道对收发通道的状态进行实时检测，方法实现流程可为：实时检测多路收发通道各自的波束成形系数，以检测各路收发通道是否发生了失效；当检测到多路收发通道的任意一路发生失效时，获取当前与所有收发通道对应的当前组波束成形系数，以及与当前失效的收发通道对应的失效模式信息；采用预设的优化算法，对当前的一组波束成形系数进行优化处理，以计算得到相对于当前的一组波束成形系数，即更适配于失效模式信息的第一组波束成形系数；根据第一组波束成形系数，对应地对各路收发通道的波束成形系数进行更新。
图1为上述现有收发通道状态检测方法对应的装置结构图，如图1所示，需要设置专用的校准通道进行数据采集，也就是需要设置额外的模拟和数字电路，因而造成额外成本的耗费和功率消耗。现有检测方法在实施过程中需对校准通道的数字信号进行实时采数计算，因而增加了开关控制阵列设计的复杂度，给基带数字器件的选型造成了一定的压力，从而增加了数字器件的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种有源天线通道异常检测和修复的方法及装置，不需额外的校准通道即可检测有源天线多收发通道的状态，降低了系统的设计成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种有源天线通道异常检测和修复的方法，该方法包括：
通过实时分析反馈耦合通道的数据/接收通道的数据来判断发射通道/接收通道的工作状态，如果工作状态异常，则进行异常保护并上报告警；
判断告警级别及产生原因，如果收发通道的数据异常进行保护时，则存储当前的天线波束成形参数，并将天线波束成形参数置为零，告警消除后将存储的有效天线波束成形参数置为有效值；如果收发模拟通道工作异常进行保护时，则重新获取天线波束成形参数，并将获取的有效的天线波束成形参数进行配置。
该方法还包括：
实时检测已配置的天线波束成形参数是否发生变化，如果变化，则对天线波束成形参数的变化过程进行判断，如为非正常配置参数过程，则认为所述天线波束成形参数无效，进行丢弃。
其中，所述对接收通道的工作状态异常判断方法，为：
实时采集各接收通道的上行数字数据，并实时计算所采集的各接收通道上行数字数据的功率，根据上行数字数据的功率实时对模拟通道的增益进行配置；
实时检测和记录已配置的模拟增益值，根据所述模拟增益值计算各接收通道上行空口模拟功率和各接收通道间的上行空口模拟功率差；
实时判断所记录的增益值是否正常，并实时判断上行数字数据的功率值是否随模拟通道的增益值正确变化，实时判断各接收通道之间的上行接收空口模拟功率差是否正常；
如果所述增益值、功率值或功率差异常，则表明接收通道的工作状态异常。
其中，所述对发射通道的工作状态异常判断方法，为：
先后依次检测时钟、光口、下行基带数据功率、下行基带数据增益、下行前向合路数据功率、下行前向合路数据增益、前向模拟数据功率、反向通道数据功率、反向通道数据增益、反向通道数据相位、反向通道数据时延、通道耦合功率以及驻波比是否异常，如果任一检测结果异常，则表明发射通道的工作状态异常。
本发明还提供了一种有源天线通道异常检测和修复的装置，包括：波束成形参数检测模块、波束成形参数配置模块、波束成形参数获取模块和波束成形参数保存模块；其中，
所述波束成形参数检测模块，用于通过实时分析反馈耦合通道的数据/接收通道的数据来判断发射通道/接收通道的工作状态，确定工作状态异常时，进行异常保护并上报告警；
判断告警级别及产生原因，确定收发通道的数据异常进行保护时，通知波束成形参数保存模块执行存储操作；将天线波束成形参数配置模块已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将波束成形参数保存模块存储的有效天线波束成形参数置为有效值；确定收发模拟通道工作异常进行保护时，通知波束成形参数获取模块；
所述波束成形参数配置模块，用于对波束成形参数获取模块所发的有效的天线波束成形参数进行配置；
所述波束成形参数获取模块，用于收到波束成形参数检测模块的通知后，重新获取天线波束成形参数，并将获取的天线波束成形参数发送给波束成形参数配置模块；
所述波束成形参数保存模块，用于收到波束成形参数检测模块的通知后，存储当前的天线波束成形参数值。
其中，所述波束成形参数配置模块，进一步用于实时检测自身已配置的天线波束成形参数是否发生变化，确定变化时，对天线波束成形参数的变化过程进行判断，如为非正常配置参数过程，则认为所述天线波束成形参数无效，进行丢弃。
所述对接收通道工作状态进行检测时，
所述波束成形参数检测模块，用于实时采集各接收通道的上行数字数据，并实时计算所采集的各接收通道上行数字数据的功率，根据上行数字数据的功率实时对模拟通道的增益进行配置；实时检测和记录已配置的模拟增益值，根据所述模拟增益值和数字功率值计算各接收通道上行空口模拟功率和各接收通道间的上行空口模拟功率差；
实时判断所记录的增益值是否正常，并实时判断上行数字数据的功率值是否随模拟通道的增益值正确变化，实时判断各接收通道之间的上行空口模拟功率差是否正常，并在上述任一判断结果为异常时，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
所述波束成形参数检测模块包括：数据采集模块、增益控制模块、增益检测模块、功率计算模块、异常判断模块和保护模块；其中，
所述数据采集模块，用于实时采集各接收通道的上行数字数据；
所述增益控制模块，用于根据上行数字数据的功率实时对模拟通道的增益进行配置；
所述增益检测模块，用于实时检测和记录增益控制模块已配置的增益值；
所述功率计算模块，用于实时计算数据采集模块已采集的各接收通道上行数字数据的功率，根据所述增益检测模块所记录的模拟增益值，计算各接收通道上行空口模拟功率以及各通道上行空口模拟功率差；
所述异常判断模块，用于实时判断增益检测模块所记录的增益值是否正常，并实时判断功率计算模块所计算的，上行数字数据的功率值是否随增益检测模块所记录的模拟通道的增益值正确变化，实时判断功率计算模块所计算的，各接收通道之间的上行空口模拟功率的功率差值是否正常，并在上述任一判断结果为异常时，通知保护模块；
所示保护模块，用于收到异常判断模块的通知后，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
所述对发射通道工作状态进行检测时，
所述波束成形参数检测模块，用于先后判断时钟、光口、下行基带数据功率、下行基带数据增益、下行前向合路数据功率、下行前向合路数据增益、前向模拟数据功率、反向通道数据功率、反向通道数据增益、反向通道数据相位、反向通道数据时延、通道耦合功率以及驻波比是否异常，并在上述任一判断结果为异常时，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零，告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
其中，所述波束成形参数检测模块包括：时钟检测模块、光口检测模块、下行基带数据功率检测模块、下行基带数据增益检测模块、下行前向合路数据功率检测模块、下行前向合路数据增益检测模块、前向模拟数据功率检测模块、反向通道数据功率检测模块、反向通道数据增益检测模块、反向通道数据相位检测模块、反向通道数据时延检测模块、通道耦合检测模块、驻波比检测模块和异常检测模块；
所述各检测模块分别先后用于判断时钟、光口、下行基带数据功率、下行基带数据增益、下行前向合路数据功率、下行前向合路数据增益、前向模拟数据功率、反向通道数据功率、反向通道数据增益、反向通道数据相位、反向通道数据时延、通道耦合功率以及驻波比是否异常，并在任一判断结果为异常时，通知异常检测模块；
所述异常检测模块，用于收到各检测模块的通知后，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
本发明提供的有源天线通道异常检测和修复的方法及装置，通过实时分析反馈耦合通道的数据/接收通道的数据来判断发射通道/接收通道的工作状态，如果工作状态异常，则进行异常保护并上报告警；判断告警级别及产生原因，如果收发通道的数据异常进行保护时，则存储当前的天线波束成形参数，并将天线波束成形参数置为零，告警消除后将存储的有效天线波束成形参数置为有效值；如果收发模拟通道工作异常进行保护时，则重新获取天线波束成形参数，并将获取的有效的天线波束成形参数进行配置。本发明不需要设置现有的校准通道，通过对数据业务传送通道的数据进行检测，即可完成对收发通道的状态检测，与现有技术相比较，本发明的设计电路结构简单，设计成本低，消耗的功率也相对减少。
附图说明
图1为现有收发通道状态检测方法对应的装置结构图；
图2为本发明收发通道状态检测方法对应的装置结构图；
图3为本发明有源天线通道异常检测和修复的方法实现流程示意图；
图4为本发明有源天线通道异常检测和修复的装置结构示意图；
图5为对接收通道异常检测时波束成形参数检测模块的细化结构示意图；
图6为对发射通道异常检测时波束成形参数检测模块的细化结构示意图；
图7为本发明发射通道异常检测对应的装置结构示意图；
图8为本发明适用的一种无线接入网的基站架构示意图；
图9为本发明适用的另一种无线接入网的基站架构示意图；
图10为本发明适用的第三种无线接入网的基站架构示意图。
具体实施方式
本发明不需要额外设置专用校准通道，即不需要设置图1中所示的校准通道，仅利用图2中的结构，通过对数据业务传送通道的数据进行检测，即可完成对收发通道的状态检测。
本发明的基本思想是：通过实时分析反馈耦合通道的数据/接收通道的数据来判断发射通道/接收通道的工作状态，如果工作状态异常，则进行异常保护并上报告警；判断告警级别及产生原因，如果收发通道的数据异常进行保护时，则存储当前的天线波束成形参数，并将天线波束成形参数置为零，告警消除后将存储的有效天线波束成形参数置为有效值；如果收发模拟通道工作异常进行保护时，则重新获取天线波束成形参数，并将获取的有效的天线波束成形参数进行配置。
进一步地，本发明还实时检测已配置的天线波束成形参数是否发生变化，如果变化，则对天线波束成形参数的变化过程进行判断，如为非正常配置参数过程，则认为所述天线波束成形参数无效，进行丢弃。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图3为本发明有源天线通道异常检测和修复的方法实现流程示意图，如图3所示，该方法包括如下步骤：
步骤301：通过实时分析反馈耦合通道的数据/接收通道的数据来判断发射通道/接收通道的工作状态，如果工作状态异常，则执行步骤302；否则，天线波束成形参数不变；
这里，对收发通道工作状态的判断过程将在后续分别进行细化描述。
步骤302：对异常通道进行保护并上报告警；
其中，所述异常保护和告警的过程为已有技术，此处不再详述。
步骤303：判断告警的级别及告警产生原因，如果收发通道的数据异常进行保护时，则存储当前的天线波束成形参数，并将天线波束成形参数置为零，告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值；如果收发模拟通道工作异常进行保护时，则重新获取天线波束成形参数，并将获取的有效的天线波束成形参数进行配置；
具体为：如果收发通道的数据异常进行保护时，则保存当前的天线波束成形参数值，相当于是当前的天线波束成形参数的复本，并将天线波束成形参数置为零，告警消除后，将之前保存的有效天线波束成形参数置为有效值，即之前所述已保存的天线波束成形参数的复本置为有效值，也就是说，之前存储的天线波束成形参数此时可用；
如果收发模拟通道工作异常，则通过检测当前配置的天线波束和倾角信息读表来获取当前模式下的天线波束成形参数，并对获取的有效的天线波束成形参数进行配置。
其中，所述告警如何以及何时消除不在本发明的保护范围内。
进一步地，本发明还包括：实时检测已配置的天线波束成形参数是否发生变化，如果变化，则对天线波束成形参数的变化过程进行判断，如为非正常配置参数过程，则认为所述天线波束成形参数无效，进行丢弃；如果没变化，则不执行配置操作。
下面分别对步骤301中所述对收发通道工作状态的检测过程进行详细描述。
本发明对接收通道异常检测的流程如下：
步骤一：实时采集各接收通道的上行数字数据，并实时计算所采集的各接收通道上行数字数据的功率，根据上行数字数据的功率实时对模拟通道的增益进行配置；
步骤二：实时检测和记录已配置的模拟增益值，根据所述模拟增益值计算各接收通道上行空口模拟功率和各接收通道间的上行空口模拟功率差；
这里，计算功率时可选用已有的计算方法进行。
步骤三：实时判断所记录的增益值是否正常，并实时判断上行数字数据的功率值是否随模拟通道的增益值正确变化，实时判断各接收通道之间的上行空口模拟功率的功率差是否正常；
步骤四：如果所述增益值、功率值或功率差异常，则表明接收通道的工作状态异常。
本发明对发射通道异常检测的流程如下：
步骤一：判断时钟是否异常：
具体为：通过实时检测单板各时钟的频率精度和相位精度来判断单板时钟是否正常，将频率精度或相位精度与预设值进行比较，判断是否在有效范围之内，如果失败次数超过门限值，判定为时钟异常。
其中，所述预设值和门限值可以通过应用场景实时变换。
步骤二：判断光口是否异常：
具体为：通过实时监测光模块在位信号、光口8B/10B编码校验错误指示信号和光口超帧检测信号来判断光口工作是否正常，如果所述三个信号中任何一个信号发生异常，则认为光口异常。
步骤三：判断下行基带数据功率是否异常：
具体为：实时将下行基带数据功率与小区配置功率进行比较，多次判断下行基带数据功率是否在有效范围内，如果失效次数超过门限值，则表明BBU到有源天线的数据为异常数据，即认为下行基带数据功率异常。
这里，确定下行基带数据功率异常后，上报基带数据功率告警，存储当前天线波束成形配置参数，将配置的天线波束成形参数置为零，开启下行功率保护，对基带数据进行重新配置，告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数值置为有效值。
其中，所述门限值可以通过应用场景实时变换。
步骤四：判断下行基带数据增益是否异常：
具体为：实时将配置的基带数据增益与预设值进行比较，判断增益是否在有效范围内，如果失效次数超过门限值，则表明下行基带数据增益失效。
这里，确定下行基带数据增益异常后，上报告警同时存储当前天线波束成形配置参数，开启下行功率保护，将配置的天线波数成形参数置为零，直到告警消除，将存储的有效天线波束配置参数置为有效值。
其中，所述预设值和门限值可以通过应用场景实时变换。
步骤五：判断下行前向合路数据功率是否异常：
具体为：实时将下行合载波功率与配置的合载波功率值进行比较，判断功率波动是否在有效范围内，如果失败次数超过门限值，则表明下行合载波功率异常，也就是下行前向合路数据功率异常。
其中，所述门限值可以通过应用场景实时变换。
步骤六：判断下行前向合路数据增益是否异常：
具体为：实时将下行合载波增益与配置的合载波增益值进行比较，判断增益波动是否在有效范围内，如果失败次数超过门限值，则表明下行合载波增益异常，也就是下行前向合路数据增益异常。
其中，所述门限值可以通过应用场景实时变换。
步骤七：判断前向模拟数据功率是否异常：
具体为：通过前向耦合网络将前向数据经反馈通道耦合到数字侧，然后计算采集数据的功率并与预设前向功率值进行比较，判断是否在有效范围之内，如果失败次数超过门限值，则表明前向模拟数据功率异常。
其中，所述门限值可以通过应用场景实时变换；所述算法可采用已有算法。
步骤八：判断反向通道数据功率是否异常：
具体为：通过反向耦合网络将前向数据经反馈通道耦合到数字侧，然后计算所采集数据的功率并与预设反向功率值进行比较，判断是否在有效范围之内，如果失败次数超过门限值，则表明反向通道数据功率异常。
其中，所述门限值可以通过应用场景实时变换；所述算法可采用已有算法。
步骤九：判断反向通道数据增益是否异常：
具体为：通过反向耦合网络将前向数据经反馈通道耦合到数字侧，然后通过相关算法计算出所采集数据的功率和前向数据功率的增益差，并与预设增益差值进行比较，判断是否在有效范围之内，如果失败次数超过门限值，则表明反向通道数据增益异常。
其中，所述门限值可以通过应用场景实时变换；所述算法可采用已有算法。
步骤十：判断反向通道数据相位是否异常：
具体为：通过反向耦合网络将前向数据经反馈通道耦合到数字侧，然后通过相关算法计算出所采集反向数据和前向数据的相位差，并与预设相位差值进行比较，判断是否在有效范围之内，如果失败次数超过门限值，则表明反向通道数据相位异常。
其中，所述门限值可以通过应用场景实时变换；所述算法可采用已有算法。
步骤十一：判断反向通道数据时延是否异常：
具体为：通过反向耦合网络将前向数据经反馈通道耦合到数字侧，然后通过相关算法计算出所采集反向数据和前向数据的时延差，并与预设时延差值进行比较，判断是否在有效范围之内，如果失败次数超过门限值，则表明反向通道数据时延异常。
其中，所述门限值可以通过应用场景实时变换；所述算法可采用已有算法。
步骤十二：判断通道耦合功率是否异常：
具体为：通过比较发送数据功率与耦合数据功率，计算出两者的功率差，并将功率差与设定的门限值进行比较，如果超过门限值的次数超出设定范围，则表明通道耦合功率异常。
这里，确定通道耦合功率异常后，对通道发送数据功率进行保护，并上报告警，将配置的天线波束成形参数置为零，直到告警消除，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
其中，所述门限值可以通过应用场景实时变换；所述算法可采用已有算法。
步骤十三：判断驻波比是否异常：
具体为：检测工程天馈连接的质量问题，当接口发生故障时，进行告警和功放保护的相应措施，将配置的天线波束成形参数置为零，直到告警消除，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
需要说明的是，上述任一判断过程的结果为异常时，则认为发射通道的工作状态异常。
图4为本发明有源天线通道异常检测和修复的装置结构示意图，如图4所示，该装置包括：波束成形参数检测模块、波束成形参数配置模块、波束成形参数获取模块和波束成形参数保存模块；其中，
所述波束成形参数检测模块，用于通过实时分析反馈耦合通道的数据/接收通道的数据来判断发射通道/接收通道的工作状态，确定工作状态异常时，进行异常保护并上报告警；
判断告警级别及产生原因，确定收发通道的数据异常进行保护时，通知波束成形参数保存模块执行存储操作；将天线波束成形参数配置模块已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将波束成形参数保存模块存储的有效天线波束成形参数置为有效值；确定收发模拟通道工作异常进行保护时，通知波束成形参数获取模块；
所述波束成形参数配置模块，用于对波束成形参数获取模块所发的有效的天线波束成形参数进行配置；
所述波束成形参数获取模块，用于收到波束成形参数检测模块的通知后，重新获取天线波束成形参数，并将获取的天线波束成形参数发送给波束成形参数配置模块；
所述波束成形参数保存模块，用于收到波束成形参数检测模块的通知后，存储当前的天线波束成形参数值。
进一步地，所述波束成形参数配置模块，还用于实时检测自身已配置的天线波束成形参数是否发生变化，确定变化时，对天线波束成形参数的变化过程进行判断，如为非正常配置参数过程，则认为所述天线波束成形参数无效，进行丢弃。
下面分别针对收发通道对所述波束成形参数检测模块的结构进行细化描述。
本发明对接收通道工作状态进行检测时，所述波束成形参数检测模块，用于实时采集各接收通道的上行数字数据，并实时计算所采集的各接收通道上行数字数据的功率，根据上行数字数据的功率实时对模拟通道的增益进行配置；实时检测和记录已配置的模拟增益值，根据所述模拟增益值和数字功率值计算各接收通道上行空口模拟功率和各接收通道间的上行空口模拟功率差；
实时判断所记录的增益值是否正常，并实时判断上行数字数据的功率值是否随模拟通道的增益值正确变化，实时判断各接收通道之间的上行空口模拟功率的功率差是否正常，并在上述任一判断结果为异常时，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
图5以两路接收通道为例，波束成形参数检测模块的内部细化结构示意图，如图5所示，包括：分别为每路接收通道对应设置的数据采集模块、增益控制模块、增益检测模块、功率计算模块和异常判断模块，以及一个保护模块；其中，
所述数据采集模块，用于实时采集各接收通道的上行数字数据；
所述增益控制模块，用于根据上行数字数据的功率实时对模拟通道的增益进行配置；
所述增益检测模块，用于实时检测和记录增益控制模块已配置的增益值；
所述功率计算模块，用于实时计算数据采集模块已采集的各接收通道上行数字数据的功率，根据所述增益检测模块所记录的模拟增益值，计算各接收通道上行空口模拟功率，以及各接收通道间的上行空口模拟功率功率差；
所述异常判断模块，用于实时判断增益检测模块所记录的增益值是否正常，并实时判断功率计算模块所计算的，上行数字数据的功率值是否随增益检测模块所记录的模拟通道的增益值正确变化，实时判断功率计算模块所计算的，各接收通道之间的上行空口模拟功率的功率差是否正常，并在上述任一判断结果为异常时，通知保护模块；
所示保护模块，用于收到异常判断模块的通知后，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
本发明对发射通道工作状态进行检测时，
所述波束成形参数检测模块，用于先后判断时钟、光口、下行基带数据功率、下行基带数据增益、下行前向合路数据功率、下行前向合路数据增益、前向模拟数据功率、反向通道数据功率、反向通道数据增益、反向通道数据相位、反向通道数据时延、通道耦合功率以及驻波比是否异常，并在上述任一判断结果为异常时，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零，告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
图6为对发射通道异常检测时波束成形参数检测模块的细化结构示意图，如图6所示，包括：时钟检测模块、光口检测模块、下行基带数据功率检测模块、下行基带数据增益检测模块、下行前向合路数据功率检测模块、下行前向合路数据增益检测模块、前向模拟数据功率检测模块、反向通道数据功率检测模块、反向通道数据增益检测模块、反向通道数据相位检测模块、反向通道数据时延检测模块、通道耦合检测模块、驻波比检测模块和异常检测模块；其中，
所述各检测模块分别先后用于判断时钟、光口、下行基带数据功率、下行基带数据增益、下行前向合路数据功率、下行前向合路数据增益、前向模拟数据功率、反向通道数据功率、反向通道数据增益、反向通道数据相位、反向通道数据时延、通道耦合功率以及驻波比是否异常，并在上述任一判断结果为异常时，通知异常检测模块；
所述异常检测模块，用于收到各检测模块的通知后，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
图7为本发明发射通道异常检测对应的装置结构示意图，如图7所示，所述异常检测模块即为图6中的异常检测模块，所述异常检测模块包括图6中的各检测模块。从图7中可以看出，算法数据源是从反馈通路耦合输出的，经过ADC变化之后送给数字处理部分进行异常判断，不需要独立的发射校准耦合通路进行数据采集。
本发明适用于所有多收发通道系统的实时检测，适用于现有以及以后可能出现的有源天线系统。下面结合附图给出本发明适合的无线接入网的基站架构的实施例。
图8为本发明适用的一种无线接入网的基站架构示意图，如图8所示，波束成形在自适应天线系统(AAS)进行，BBU与AAS之间通过光纤连接，BBU进行基带数据处理。光纤承载的数据为小区承载的载波数M(M为1～256中的任意数)。下行方向，有源天线通过光纤与BBU对接基带数据，经过数字滤波和插值处理之后，将多通道的数字信号，送给DAC进行数模转换，通过模拟发送通道和天线阵子变换为空口信号发送出去；上行方向，各天线阵子接收空口信号，通过射频模拟通路变化之后送给ADC做模数变换，然后再经过数字滤波和抽取处理之后送给BBU。空口的波束成形和通道异常检测在有源天线数字中频部分实现。
图9为本发明适用的另一种无线接入网的基站架构示意图，如图9所示，波束成形在BBU进行，BBU与AAS之间通过光纤连接，BBU进行基带数据处理。光纤承载的数据为小区承载的载波数M和有源天线模拟通路数目N(N为1～32中的任意数)的乘积。光纤速率需要满足的最低速率为图8所示架构的N倍。在目前的光口发展技术中，有源天线与BBU支持K个光口与BBU对接(K为1～128中的任意数)下行方向，有源天线通过光纤与BBU对接基带数据，经过数字滤波和插值处理之后，将多通道的数字信号，送给DAC进行数模转换，通过模拟发送通道和天线阵子变换为空口信号发送出去；上行方向，各天线阵子接收空口信号，通过射频模拟通路变化之后送给ADC做模数变换，然后再经过数字滤波和抽取处理之后送给BBU。空口的波束成形和通道异常检测在有源天线BBU侧实现。
图10为本发明适用的第三种无线接入网的基站架构示意图，如图10所示，BBU和AAS功能合并，AAS不仅具备波束成形功能，还具有现有BBU系统的所有功能，同时还实现现有射频拉远单元RRU的功能，可称为高集成有源天线。BBU的基带处理部分的功能合入到有源天线中进行处理，下行方向，基带数据经过数字滤波和插值处理之后，将多通道的数字信号送给DAC进行数模转换，通过模拟发送通道和天线阵子变换为空口信号发送出去；上行方向，各天线阵子接收空口信号，通过射频模拟通路变化之后送给ADC做模数变换，然后再经过数字滤波和抽取处理之后变换为基带数据。空口的波束成形和通道异常检测在有源天线侧实现。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种有源天线通道异常检测和修复的方法，其特征在于，该方法包括：
通过实时分析反馈耦合通道的数据/接收通道的数据来判断发射通道/接收通道的工作状态，如果工作状态异常，则进行异常保护并上报告警；
判断告警级别及产生原因，如果收发通道的数据异常进行保护时，则存储当前的天线波束成形参数，并将天线波束成形参数置为零，告警消除后将存储的有效天线波束成形参数置为有效值；如果收发模拟通道工作异常进行保护时，则重新获取天线波束成形参数，并将获取的有效的天线波束成形参数进行配置。
2.根据权利要求1所述的有源天线通道异常检测和修复的方法，其特征在于，该方法还包括：
实时检测已配置的天线波束成形参数是否发生变化，如果变化，则对天线波束成形参数的变化过程进行判断，如为非正常配置参数过程，则认为所述天线波束成形参数无效，进行丢弃。
3.根据权利要求1或2所述的有源天线通道异常检测和修复的方法，其特征在于，所述对接收通道的工作状态异常判断方法，为：
实时采集各接收通道的上行数字数据，并实时计算所采集的各接收通道上行数字数据的功率，根据上行数字数据的功率实时对模拟通道的增益进行配置；
实时检测和记录已配置的模拟增益值，根据所述模拟增益值计算各接收通道上行空口模拟功率和各接收通道间的上行空口模拟功率差；
实时判断所记录的增益值是否正常，并实时判断上行数字数据的功率值是否随模拟通道的增益值正确变化，实时判断各接收通道之间的上行接收空口模拟功率差是否正常；
如果所述增益值、功率值或功率差异常，则表明接收通道的工作状态异常。
4.根据权利要求1或2所述的有源天线通道异常检测和修复的方法，其特征在于，所述对发射通道的工作状态异常判断方法，为：
先后依次检测时钟、光口、下行基带数据功率、下行基带数据增益、下行前向合路数据功率、下行前向合路数据增益、前向模拟数据功率、反向通道数据功率、反向通道数据增益、反向通道数据相位、反向通道数据时延、通道耦合功率以及驻波比是否异常，如果任一检测结果异常，则表明发射通道的工作状态异常。
5.一种有源天线通道异常检测和修复的装置，其特征在于，包括：波束成形参数检测模块、波束成形参数配置模块、波束成形参数获取模块和波束成形参数保存模块；其中，
所述波束成形参数检测模块，用于通过实时分析反馈耦合通道的数据/接收通道的数据来判断发射通道/接收通道的工作状态，确定工作状态异常时，进行异常保护并上报告警；
判断告警级别及产生原因，确定收发通道的数据异常进行保护时，通知波束成形参数保存模块执行存储操作；将天线波束成形参数配置模块已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将波束成形参数保存模块存储的有效天线波束成形参数置为有效值；确定收发模拟通道工作异常进行保护时，通知波束成形参数获取模块；
所述波束成形参数配置模块，用于对波束成形参数获取模块所发的有效的天线波束成形参数进行配置；
所述波束成形参数获取模块，用于收到波束成形参数检测模块的通知后，重新获取天线波束成形参数，并将获取的天线波束成形参数发送给波束成形参数配置模块；
所述波束成形参数保存模块，用于收到波束成形参数检测模块的通知后，存储当前的天线波束成形参数值。
6.根据权利要求5所述的有源天线通道异常检测和修复的装置，其特征在于，所述波束成形参数配置模块，进一步用于实时检测自身已配置的天线波束成形参数是否发生变化，确定变化时，对天线波束成形参数的变化过程进行判断，如为非正常配置参数过程，则认为所述天线波束成形参数无效，进行丢弃。
7.根据权利要求5或6所述的有源天线通道异常检测和修复的装置，其特征在于，对接收通道工作状态进行检测时，
所述波束成形参数检测模块，用于实时采集各接收通道的上行数字数据，并实时计算所采集的各接收通道上行数字数据的功率，根据上行数字数据的功率实时对模拟通道的增益进行配置；实时检测和记录已配置的模拟增益值，根据所述模拟增益值和数字功率值计算各接收通道上行空口模拟功率和各接收通道间的上行空口模拟功率差；
实时判断所记录的增益值是否正常，并实时判断上行数字数据的功率值是否随模拟通道的增益值正确变化，实时判断各接收通道之间的上行空口模拟功率差是否正常，并在上述任一判断结果为异常时，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
8.根据权利要求7所述的有源天线通道异常检测和修复的装置，其特征在于，所述波束成形参数检测模块包括：数据采集模块、增益控制模块、增益检测模块、功率计算模块、异常判断模块和保护模块；其中，
所述数据采集模块，用于实时采集各接收通道的上行数字数据；
所述增益控制模块，用于根据上行数字数据的功率实时对模拟通道的增益进行配置；
所述增益检测模块，用于实时检测和记录增益控制模块已配置的增益值；
所述功率计算模块，用于实时计算数据采集模块已采集的各接收通道上行数字数据的功率，根据所述增益检测模块所记录的模拟增益值，计算各接收通道上行空口模拟功率以及各通道上行空口模拟功率差；
所述异常判断模块，用于实时判断增益检测模块所记录的增益值是否正常，并实时判断功率计算模块所计算的，上行数字数据的功率值是否随增益检测模块所记录的模拟通道的增益值正确变化，实时判断功率计算模块所计算的，各接收通道之间的上行空口模拟功率的功率差值是否正常，并在上述任一判断结果为异常时，通知保护模块；
所示保护模块，用于收到异常判断模块的通知后，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
9.根据权利要求5或6所述的有源天线通道异常检测和修复的装置，其特征在于，对发射通道工作状态进行检测时，
所述波束成形参数检测模块，用于先后判断时钟、光口、下行基带数据功率、下行基带数据增益、下行前向合路数据功率、下行前向合路数据增益、前向模拟数据功率、反向通道数据功率、反向通道数据增益、反向通道数据相位、反向通道数据时延、通道耦合功率以及驻波比是否异常，并在上述任一判断结果为异常时，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零，告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
10.根据权利要求9所述的有源天线通道异常检测和修复的装置，其特征在于，所述波束成形参数检测模块包括：时钟检测模块、光口检测模块、下行基带数据功率检测模块、下行基带数据增益检测模块、下行前向合路数据功率检测模块、下行前向合路数据增益检测模块、前向模拟数据功率检测模块、反向通道数据功率检测模块、反向通道数据增益检测模块、反向通道数据相位检测模块、反向通道数据时延检测模块、通道耦合检测模块、驻波比检测模块和异常检测模块；
所述各检测模块分别先后用于判断时钟、光口、下行基带数据功率、下行基带数据增益、下行前向合路数据功率、下行前向合路数据增益、前向模拟数据功率、反向通道数据功率、反向通道数据增益、反向通道数据相位、反向通道数据时延、通道耦合功率以及驻波比是否异常，并在任一判断结果为异常时，通知异常检测模块；
所述异常检测模块，用于收到各检测模块的通知后，进行异常保护并上报告警，并将已配置的天线波束成形参数置为零；告警消除后，将存储的有效天线波束成形参数置为有效值。
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Application publication date: 20120801

Assignee: SHENZHEN ZTE MICROELECTRONICS TECHNOLOGY CO., LTD.

Assignor: ZTE Corporation

Contract record no.: 2015440020319

Denomination of invention: Method and device for detecting and repairing abnormity of active antenna channel

Granted publication date: 20140716

License type: Common License

Record date: 20151123

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