CN102685039A - 一种驻波比检测方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明射频发射系统中的信号发射技术,特别是涉及一种驻波比的检测方法。
背景技术
在射频发射系统中,天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配,高频能量就会产生反射折回,并与前进的部分干扰汇合发生驻波。为了表征和测量天馈系统中的驻波特性,也就是天线中正向波与反射波的情况,建立了″驻波比″这一概念。驻波比的计算公式为:SWR=R/r=(1+K)/(1-K),其中K为反射系数,R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时,即达到完全匹配,反射系数K等于0,驻波比为1,这是一种理想的状况,实际上总存在反射,所以驻波比总是大于1的。驻波比是检验馈线传输效率的依据,电压驻波比过大,将缩短通信距离,反射功率将返回发射机功放部分,容易烧坏功放管,影响通信系统正常工作。
目前,频率反射计(FDR)方法是一种常用的驻波比检测方法。该方法以前向训练序列和反射序列之的信道估计计算驻波比。图1为该方法的检测功能框架示意图。如图1所示,在FDR的测量过程中,由现场可编程门阵列(FPGA)在数字域发射宽带OFDM基带信号,内插变速后经数字-模拟转换器(DAC)、混频器、增益调节器(PGC)、各级增益模块(GAIN_BLOCK)、功放(PA)、环形器、天线滤波器、射频(RF)线缆发射到天线口(或耦合盘),当信号在RF线缆或天线口遇到不匹配点时将会有一部分信号能量反射回来,通过环形器耦合到反馈支路,处理器通过发射信号和反射信号可以求得反射信号响应。FDR方法主要包括以下步骤:
步骤101、将预设的训练序列分别在两个相邻空闲子帧上发送,在所述相邻两个相邻空闲子帧上分别采集该训练序列的反馈信号Cback和反射信号Cre。
这里,预设的训练序列通常需要满足:带宽至少为30M。
这里,需要说明的是,从理论上讲Cre=Fw·Gw·Fecho·Fb·Gcir,Cback=Fw·Gw·Fb
其中,Fw为所述训练序列的频谱,Gw为射频系统前向链路的信道频响,Fecho为驻波点的反射系数,Fb为射频系统反馈链路的信道频响,Gcir为环形器增益,Gcir的值为系统所已知。
步骤103、利用Y中的峰点对X进行增益补偿,同时去除Gcir环形器增益的影响,得到有效反射信道响应,根据该有效反射信道响应确定出各峰点对应的驻波比。
这里,确定各峰点驻波比的方法为:将该有效反射信道响应的各峰点的幅值作为驻波比的反射系数K,根据各反射系数K,按照公式SWR=R/r=(1+K)/(1-K)得到对应峰点的驻波比SWR。
从上述步骤中可以看出,FDR方法中需要进行两次逆傅利叶运算,由于每次进行逆傅利叶运算时参加运算的序列较长,因此算法复杂度较高;另外,由于逆傅利叶运算不可避免地会对计算精度造成损失,因此,多次逆傅利叶运算后的结果在精度方面将会有较大的损失。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种驻波比的检测方法,该方法能有效降低检测复杂度,同时也能提高检测精度。
为了达到上述目的,本发明提出的技术方案为:
一种驻波比检测方法,该方法包括以下步骤:
a、将预设的训练序列分别在两个相邻空闲子帧上发送,在所述相邻两个相邻空闲子帧上分别采集所述训练序列的反馈序列Cback和反射序列Cre;
c、根据所述Z,确定出所述Z中各峰点对应的驻波比。
综上所述,本发明提出的驻波比检测方法,只需要一次逆傅利叶运算,这样,通过减少逆傅利叶运算次数,可以有效降低驻波比的检测复杂度,提高检测精度。
附图说明
图1为FDR方法的检测功能框架示意图;
图2为本发明实施例一的流程示意图;
图3为本发明的一仿真测试结果图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
本发明的核心思想是:考虑到逆傅利叶运算对算法复杂度及精度的影响,本发明将通过减少逆傅利叶运算的次数,提高驻波比的计算复杂度及精度。
图2为本发明实施例一的流程示意图,如图2所示,该实施例主要包括:
步骤201、将预设的训练序列分别在两个相邻空闲子帧上发送,在所述相邻两个相邻空闲子帧上分别采集所述训练序列的反馈序列Cback和反射序列Cre。
本步骤具体可采用现有方法实现,在此不再赘述。
这里,根据步骤101中关于Cback和Cre的分析可知,直接利用反射信号与反馈信号得到的中将仅与Fecho和Gcir相关,由于Gcir为系统所已知,因此在本步骤中从中去除该Gcir即可得到Fecho所对应的冲击响应Z,从而可以进一步基于此得到驻波比的反射系数。
步骤203、根据所述Z,确定出所述Z中各峰点对应的驻波比。
本步骤中确定各峰点对应的驻波比值,即:将Z中各峰点对应的幅值作为各峰点对应的驻波比的反射系数,根据所述反射系数即可得到各峰点对应的驻波比,具体实现方法已为本领域技术人员所掌握,在此不再赘述。
本步骤中计算驻波比的方法为本领域技术人员所掌握,在此不再赘述。
通过上述技术方案可知,上述实施例中仅在步骤202中进行了一次逆傅利叶运算,即可确定出相应的驻波比,可见与现有FDR方法相比较,本发明减少了逆傅利叶运算次数,如此,既能有效降低驻波比的检测复杂度,又能有效提高检测精度。下面结合本发明的一仿真实验,进一步说明本发明的上述技术效果。
本次仿真中,在RRU输出的N头接上1m射频线缆,线缆末端接上可调负载,线缆与可调负载之间的驻波比可以通过网络分析仪测得。
首先,下行发送训练序列,抓取反馈序列,在下一个帧,再次发送训练序列,抓取反射序列,计算信道估计,得到如图3所示的结果,经过折算,该驻波比与实际驻波比吻合。
综上所述,以上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。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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