CN102957485B - 多发基站功率校准装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多发基站功率校准装置及方法，所述装置及方法采用将与待校准基站RX/TX口相对应的双工器的两个TX口连接起来，从而利用该待校准基站其中一个RX/TX口所发射的校准信号来对另一个RX/TX口进行REV校准，采用本发明，其多发基站功率校准装置将不再使用额外的功放、电源、环路器以及负载，同时对于功分器也只需要一个即可达到功率校准的目的，由此大大的降低了多发基站进行功率校准的成本。

Description

多发基站功率校准装置及方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，更为具体地，尤其涉及一种多发基站功率校准装置及方法。
背景技术
移动通信基站需要不间断的检测其发射、反馈和接收的功率。而这些功率的检测是以基站的发射通道、反馈通道和接收通道各自的标准增益而定。由于不同的基站的发射通道、反馈通道和接收通道的增益并非准确的等于其标准增益，而是随着频率的变化而在标准增益附近波动，因此实际的功率检测会随着这种波动而出现误差。为了解决这种误差就需要对每一台基站在生产时进行功率校准。
移动通信基站的功率校准通常包括以下几点：TxGain校准(发射功率校准)、FWD校准(前向功率读取校准)、REV校准(反向功率读取校准)、RTWP校准(接收功率读取校准)。其中，TxGain校准是为了使基站天线口实际输出功率与数字功率一致；FWD校准是为了使得基站检测的天线口输出功率与实际天线口输出功率一致；REV校准是为了使基站检测的天线口反射功率与实际天线口反射功率一致；RTWP校准是为了使基站检测到的天线口接收功率和实际天线口接收功率一致。
为了在基站的生产过程中提高功率校准的效率，目前采用的功率校准装置一般是自动功率校准装置，采用该装置，只需要在校准前将所有线缆正确连接完毕后，对于基站的所有校准工作(包括TxGain、FWD、REV、RTWP)全都自动进行。
例如，如图1所示，其为传统的单发基站的功率校准装置。该功率校准装置主要包括：功率计，用以在校准TXGain和FWD时获取基站发射功率，校准REV时获取基站反向输入功率；环路器，用以在校准TXGain和FWD时将发射功率引到负载，校准RTWP时将上行信号从双工器引到功率计再到基站输入；负载，用以在校准TXGain和FWD时吸收基站发射的功率；双工器，用以将上下行信号分离；功放，用以在校准REV时将信号源发送的下行信号放大；电源，用以给功放供电；功分器，用以将信号源发送的上行信号1分为2分别给接收端口1(RX1口)和接收端口2(RX2口)；电子开关，用以在校准RTWP时将信号源的信号切换到功分器，校准REV时将信号源的信号切换到功放；信号源用以在校准RTWP时发送上行信号，校准REV时发送下行信号；PC机，用以装载并运行功率校准后台软件，进行自动化校准。
采用该传统的单发基站的功率校准装置进行功率校准的具体步骤包括：
第一步，同时进行TxGain校准和FWD校准。
具体操作步骤为：由基站发射标准功率，发射的功率经过功率计、环路器，最后被送到大功率的负载吸收。该过程中，所述天线口的功率计检测到第一实际发射功率，同时该基站也检测到第二实际发射功率，并由预存储的标准功率减去所述由天线口的功率计检测到的实际发射功率得到TxGain校准值，所述第一实际发射功率减去基站检测到的第二实际发射功率得到FWD校准值。
第二步，进行REV校准。
具体操作步骤为：电子开关切到功放上，信号源发送基站下行信号，所述信号经过功放放大后，再经过双工器到环路器，再到功率计，最后输入到基站的反馈通道被基站检测。其中，所述功率计检测输入到基站天线口的功率，基站检测到天线口的反向功率。由功率计检测到的输入到基站天线口的功率减去基站检测的反向功率得到REV校准值。
第三步，进行RTWP校准。
具体操作步骤为：电子开关切到功分器上，信号源发送基站上行信号，经过电子开关到功分器，再经过双工器到功率计，最后输入到基站的接收通道被基站检测。基站的标准功率减去基站检测到的天线口输入功率得到RTWP校准值。
可以看出，采用上述传统的功率校准装置进行单发基站REV校准时，需要大功率下行信号进入基站，但是所述信号源发出的信号属于小信号，因此需要外加功放对所述信号进行放大处理后进入基站。不难得知，对于多发基站而言，由于其具有多个发射口，如果也采用和单发基站类似的校准装置以及校准方法，例如采用该传统的功率校准装置对如图2所示的双发基站进行功率校准时，其整个系统比较复杂，同时增加了生产线校准工位的硬件成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多发基站功率校准装置及方法，以解决采用传统的功率校准装置对基站进行功率校准时，其功率校准装置过于复杂，以及硬件成本过高的问题。
为了达到本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种多发基站功率校准装置，包括：N个功率计、N/2个双工器、功分器、信号源以及服务器，所述N为偶数，其中，
功率计，分别连接至待校准基站的RXN/TXN口，用于在校准TXGain时读取待校准基站实际发出的功率，校准FWD时读取待校准基站的前向输出功率，校准REV时读取待校准基站的反向输入功率；
双工器，其RXN/TXN口连接至功率计N，其TXN口与TX(N-1)口连接，RXN口与RX(N-1)口分别连接至功分器；
功分器，其输入端连接至信号源，输出端连接至多个双工器的RXN口与RX(N-1)口，用于在校准RTWP时将信号源发送的上行信号一分为N；
服务器，连接至待校准基站、N个功率计以及信号源，用于装载功率校准后台软件，配置待校准基站参数、配置N个功率计的参数、读取N个功率计的功率，以及控制信号源的信号输出。
优选地，所述待校准基站包括N个与RXN/TXN口对应的发射功率测量模块，以及N个与RXN/TXN口对应的反向功率测量模块。
优选地，所述待校准基站还包括N个与RXN/TXN口对应的功率吸收负载。
一种多发基站功率校准方法，包括REV校准步骤，其中，该步骤包括如下具体步骤：
A、待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口发射校准信号至功率计N-1；
B、第N/2双工器的RX(N-1)/TX(N-1)口接收所述校准信号，并通过其TX(N-1)口与TXN口的连接，将所述校准信号通过第N/2双工器的RXN/TXN口传送至功率计N；
C、待校准基站的RXN/TXN口从所述功率计N接收所述校准信号，并通过其对应的功率吸收负载吸收所述标准信号；
D、利用公式DN-RN，得到REV校准值，其中，服务器获取功率计N的反向功率DN，待校准基站与RXN/TXN口相对应的反向功率测量模块获取RXN/TXN口的反向功率RN。
优选地，还包括TXGain校准步骤，在所述步骤D中，利用公式P-P1，得到TXGain校准值，其中，待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口发射的校准信号对应数字功率P，服务器获取功率计N-1的前向功率P1。
优选地，还包括FWD校准步骤，在所述步骤D中，利用公式P1-F1，得到FWD校准值，其中，待校准基站与RX(N-1)/TX(N-1)口相对应的发射功率测量模块获取待校准基站RX(N-1)/TX(N-1)口的天线口功率F1，服务器获取功率计N-1的前向功率P1。
优选地，还包括RTWP校准步骤：
E、服务器控制信号源发送上行校准信号，所述上行校准信号依次经过功分器、双工器以及功率计到达待校准基站的RXN/TXN口；
F、服务器根据信号源的输出的上行校准信号的强度以及信号源到待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口线损计算得到待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口的输入功率R1，服务器根据信号源的输出的上行校准信号的强度以及信号源到待校准基站的RXN/TXN口线损计算得到待校准基站的RXN/TXN口的输入功率R2，同时待校准基站获取其RX(N-1)/TX(N-1)口的输入功率S1，以及待校准基站获取其RXN/TXN口的输入功率S2，采用公式R1-S1，得到待校准基站RX(N-1)/TX(N-1)口的RTWP校准值；采用公式R2-S2，得到待校准基站RXN/TXN口的RTWP校准值。
通过上述本发明的技术方案可以看出，本发明最大的特点是不再用信号源发射下行校准信号，并通过功放的放大作用来进行REV校准了，在本发明中，而是使用待校准基站自身发射的信号进行REV校准。以双发基站为例，TX1发射端口发射的信号作为TXGain1、FWD1和REV2的校准，TX2发射端口的发射信号作为TXGain2、FWD2和REV1的校准。对比现有技术来说，本发明可以省去一个功放，一个电源，一个功分器，两个环路器和两个负载，对于多发基站而言，可以省去更多的器件。通过本发明，可以大大的精简整个功率校准装置，从而减少进行基站功率校准的成本，提高功率校准的效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是现有的单发基站的功率校准装置结构示意图；
图2是按照现有的单发基站的功率校准装置升级得到的双发基站功率校准装置结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的双发基站功率校准装置结构示意图；
图4是本发明另一实施例提供的多发基站功率校准装置结构示意图；
图5是本发明一实施例提供的多发基站功率校准方法的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的目的在于提供一种多发基站功率校准装置及方法，以解决采用传统的功率校准装置对基站进行功率校准时，其功率校准装置过于复杂，以及硬件成本过高的问题。
依照本发明的一实施例，如图4所示，本发明提供的多发基站功率校准装置，包括：N个功率计、N/2个双工器、功分器、信号源以及服务器，所述N为偶数，其中，
功率计，分别连接至待校准基站的RXN/TXN口，用于在校准TXGain时读取待校准基站实际发出的功率，校准FWD时读取待校准基站的前向输出功率，校准REV时读取待校准基站的反向输入功率；
双工器，其RXN/TXN口连接至功率计N，其TXN口与TX(N-1)口连接，RXN口与RX(N-1)口分别连接至功分器；
功分器，其输入端连接至信号源，输出端连接至多个双工器的RXN口与RX(N-1)口，用于在校准RTWP时将信号源发送的上行信号一分为N；
服务器，连接至待校准基站、N个功率计以及信号源，用于装载功率校准后台软件，配置待校准基站参数、配置N个功率计的参数、读取N个功率计的功率，以及控制信号源的信号输出。
在本实施例的一种优选实施方式中，所述待校准基站包括N个与RXN/TXN口对应的发射功率测量模块，以及N个与RXN/TXN口对应的反向功率测量模块。
优选地，所述待校准基站还包括N个与RXN/TXN口对应的功率吸收负载。
在利用本实施例提供的该多发基站功率校准装置对待校准基站进行TXGain、FWD、REV以及RTWP校准时，首先同时进行TXGain1、FWD1及REV2校准，之后进行RTWP校准，值得注意的是，在本发明实施例中，对于所述REV校准，区别于现有技术中需要采用信号源发射下行校准功率，并通过校准装置的功放对该下行校准功率进行放大处理后来校准REV，本发明实施例采用将与待校准基站RX/TX口相对应的双工器的两个TX口连接起来，从而利用该待校准基站其中一个RX/TX口所发射的校准信号来对另一个RX/TX口进行REV校准，采用本发明，其多发基站功率校准装置将不再使用额外的功放、电源、环路器以及负载，同时对于功分器也只需要一个即可达到功率校准的目的，由此大大的降低了多发基站进行功率校准的成本。
如图5所示，本发明实施例还提供了一种多发基站功率校准方法，包括REV校准步骤，其中，该步骤包括如下具体步骤：
S100、待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口发射校准信号至功率计N-1；
S101、第N/2双工器的RX(N-1)/TX(N-1)口接收所述校准信号，并通过其TX(N-1)口与TXN口的连接，将所述校准信号通过第N/2双工器的RXN/TXN口传送至功率计N；
S102、待校准基站的RXN/TXN口从所述功率计N接收所述校准信号，并通过其对应的功率吸收负载吸收所述标准信号；
S103、利用公式DN-RN，得到REV校准值，其中，服务器获取功率计N的反向功率DN，待校准基站与RXN/TXN口相对应的反向功率测量模块获取RXN/TXN口的反向功率RN。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，所述多发基站功率校准方法还包括TXGain校准步骤，在所述步骤S103中，利用公式P-P1，得到TXGain校准值，其中，待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口发射的校准信号对应数字功率P，服务器获取功率计N-1的前向功率P1。
在本发明实施例的一种优选实施方式中，所述多发基站功率校准方法还包括FWD校准步骤，在所述步骤S103中，利用公式P1-F1，得到FWD校准值，其中，待校准基站与RX(N-1)/TX(N-1)口相对应的发射功率测量模块获取待校准基站RX(N-1)/TX(N-1)口的天线口功率F1，服务器获取功率计N-1的前向功率P1。
继续参考图5，在本发明实施例的一种优选实施方式中，所述多发基站功率校准方法还包括RTWP校准步骤：
S104、服务器控制信号源发送上行校准信号，所述上行校准信号依次经过功分器、双工器以及功率计到达待校准基站的RXN/TXN口；
S105、服务器根据信号源的输出的上行校准信号的强度以及信号源到待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口线损计算得到待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口的输入功率R1，服务器根据信号源的输出的上行校准信号的强度以及信号源到待校准基站的RXN/TXN口线损计算得到待校准基站的RXN/TXN口的输入功率R2，同时待校准基站获取其RX(N-1)/TX(N-1)口的输入功率S1，以及待校准基站获取其RXN/TXN口的输入功率S2，采用公式R1-S1，得到待校准基站RX(N-1)/TX(N-1)口的RTWP校准值；采用公式R2-S2，得到待校准基站RXN/TXN口的RTWP校准值。
下面，将以双发基站功率校准装置及方法为具体实施例来详细解释本发明的精神。
参考图3，对于双发基站的功率校准，在本发明实施例中，不再用信号源发射下行功率校准REV，而是用一个发射端口的发射信号校准另一个发射端口的REV。待校准基站的TX1发射端口发射的信号作为TXGain1、FWD1和REV2的校准，其TX2发射端口的发射信号作为TXGain2、FWD2和REV1的校准。
一种双发基站功率校准装置，如图3，该装置包括：
功率计2个，分别连接在待校准双发基站的RX1/TX1口和RX2/TX2口。用来校准TXGain时读取基站实际发出的功率，校准FWD时读取基站的前向输出功率，校准REV时读取基站的反向输入功率。
双工器，其RX1/TX1口和RX2/TX2口分别连接功率计1和功率计2，TX1口和TX2口相连，RX1口和RX2口连接功分器。用来分离基站的上行信号和下行信号。
功分器，其输入端连接至信号源的输出端，其输出端分别连接至双工器的RX1口和RX2口，用于在校准RTWP时将信号源发送的上行信号一分为二。
信号源，其输出端连接至功分器的输入端，用于在校准RTWP时发送基站的上行信号。
服务器，同时连接待校准双发基站、功率计1、功率计2和信号源。用与运行后台校准软件、控制校准流程、配置双发基站参数、设置功率计1和功率计2的参数、读取功率计1和功率计2的功率、控制信号源的信号输出。
在图3所描述的双发基站功率校准装置上对双发基站进行功率校准时，如果采用传统的功率校准装置，则双发基站功率校准步骤要分如下四步，第一步校准TXGain1和FWD1，第二步校准TXGain2和FWD2，第三步校准REV1和REV2，最后校准RTWP1和RTWP2。
而采用本发明实施例提供的双发基站功率校准装置及方法对该双发基站进行功率校准只需要三步，第一步进行TXGain1/FWD1/REV2校准，第二步进行TXGain2/FWD2/REV1校准，第三步就是RTWP校准。本发明实施例提供的双发基站功率校准装置及方法不仅可以让校准装置更简单，降低硬件成本，而且可以缩短功率校准的时间，提高功率校准的效率。
采用本发明实施例提供的双发基站功率装置首先进行TXGain1/FWD1/REV2校准时，待校准双发基站的RX1/TX1口发射校准信号，该校准信号对应的数字功率为P，依次经过功率计1，双工器的RX1/TX1口、双工器的TX1口、双工器的TX2口、双工器的RX2/TX2口、功率计2、双发基站的RX2/TX2口，再进入双发基站内部的双工器，最后进入到双发基站的功放PA2后被功放PA2内部的负载吸收。在这个过程过，服务器获取功率计1的前向功率P1、功率计2的反向功率D2、基站内部测量到的RX1/TX1口的天线口功率F1、基站内部测量到的RX2/TX2口的反向功率R2。P减去P1得到TXGain1校准值，P1减去F1得到FWD1校准值，D2减去R2得到REV2校准值。
采用本发明实施例提供的双发基站功率装置进行TXGain2/FWD2/REV1校准时，RX2/TX2口发射校准信号，该校准信号对应的数字功率为P，依次经过功率计2，双工器的RX2/TX2口、双工器的TX2口、双工器的TX1口、双工器的RX1/TX1口、功率计1、双发基站的RX1/TX1口，再进入双发基站内部的双工器，最后进入到双发基站的功放PA1后被功放PA1内部的负载吸收。在这个过程中，服务器获取功率计2的前向功率P2、功率计1的反向功率D1、基站内部测量到的RX2/TX2口的天线口功率F2、基站内部测量到的RX1/TX1口的反向功率R1。从而采取P减去P2得到TXGain2校准值，P2减去F2得到FWD2校准值，D1减去R1得到REV1校准值。
采用本发明实施例提供的双发基站功率装置进行RTWP校准时，服务器控制信号源发送上行校准信号，此信号经过1分2功分器被分别发送到双工器的RX1和RX2口，再分别被送到双工器的RX1/TX1口和RX2/TX2口，再分别经过功率计1和功率计2到待校准双发基站的RX1/TX1口和RX2/TX2口，最后进入到基站的内部进行功率检测。在这个过程中服务器根据信号源的输出信号强度和信号源到待校准双发基站RX1/TX1口的线损计算得到RX1/TX1口的输入功率R1，服务器根据信号源的输出信号强度和信号源到待校准双发基站RX2/TX2口的线损计算得到RX2/TX2口的输入功率R2，同时基站内部测量到其RX1/TX1口和RX2/TX2口的输入功率分别为S1和S2。于此，采用R1减去S1得到RX1/TX1口的RTWP校准值，R2减去S2得到RX2/TX2口的RTWP校准值。
通过以上TXGain2/FWD2/REV1校准、TXGain2/FWD2/REV1校准，以及RTWP校准，从而完成了整个双发基站的功率校准过程。采用本发明实施例提供的双发基站校准装置及方法，在进行REV校准时，不需要采用额外的信号源、功放、环路器以及负载，而是利用该双发基站自身的RX/TX口所发送的校准信号去校准另外一个RX/TX口REV，从而使得本双发基站校准装置及方法成本较低，效率较高。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种多发基站功率校准装置，其特征在于，包括：N个功率计、N/2个双工器、功分器、信号源以及服务器，所述N为偶数，其中，
功率计，分别连接至待校准基站的RXN/TXN口，用于在进行发射功率TXGain校准时读取待校准基站实际发出的功率，进行前向功率读取FWD校准时读取待校准基站的前向输出功率，进行反向功率读取REV校准时读取待校准基站的反向输入功率；
双工器，其RXN/TXN口连接至功率计N，其TXN口与TX(N-1)口连接，RXN口与RX(N-1)口分别连接至功分器；
功分器，其输入端连接至信号源，输出端连接至多个双工器的RXN口与RX(N-1)口，用于在进行接收功率读取RTWP校准时将信号源发送的上行信号一分为N；
服务器，连接至待校准基站、N个功率计以及信号源，用于装载功率校准后台软件，配置待校准基站参数、配置N个功率计的参数、读取N个功率计的功率，以及控制信号源的信号输出。
2.如权利要求1所述的多发基站功率校准装置，其特征在于，所述待校准基站包括N个与RXN/TXN口对应的发射功率测量模块，以及N个与RXN/TXN口对应的反向功率测量模块。
3.如权利要求2所述的多发基站功率校准装置，其特征在于，所述待校准基站还包括N个与RXN/TXN口对应的功率吸收负载。
4.一种多发基站功率校准方法，其特征在于，包括反向功率读取REV校准步骤，其中，该步骤包括如下具体步骤：
A、待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口发射校准信号至功率计N-1；
B、第N/2双工器的RX(N-1)/TX(N-1)口接收所述校准信号，并通过其TX(N-1)口与TXN口的连接，将所述校准信号通过第N/2双工器的RXN/TXN口传送至功率计N；
C、待校准基站的RXN/TXN口从所述功率计N接收所述校准信号，并通过其对应的功率吸收负载吸收所述标准信号；
D、利用公式DN-RN，得到反向功率读取REV校准值，其中，服务器获取功率计N的反向功率DN，待校准基站与RXN/TXN口相对应的反向功率测量模块获取RXN/TXN口的反向功率RN。
5.如权利要求4所述的多发基站功率校准方法，其特征在于，还包括发射功率TXGain校准步骤，在所述步骤D中，利用公式P-P1，得到发射功率TXGain校准值，其中，待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口发射的校准信号对应数字功率P，服务器获取功率计N-1的前向功率P1。
6.如权利要求4所述的多发基站功率校准方法，其特征在于，还包括前向功率读取FWD校准步骤，在所述步骤D中，利用公式P1-F1，得到前向功率读取FWD校准值，其中，待校准基站与RX(N-1)/TX(N-1)口相对应的发射功率测量模块获取待校准基站RX(N-1)/TX(N-1)口的天线口功率F1，服务器获取功率计N-1的前向功率P1。
7.如权利要求4所述的多发基站功率校准方法，其特征在于，还包括接收功率读取RTWP校准步骤：
E、服务器控制信号源发送上行校准信号，所述上行校准信号依次经过功分器、双工器以及功率计到达待校准基站的RXN/TXN口；
F、服务器根据信号源的输出的上行校准信号的强度以及信号源到待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口线损计算得到待校准基站的RX(N-1)/TX(N-1)口的输入功率R1，服务器根据信号源的输出的上行校准信号的强度以及信号源到待校准基站的RXN/TXN口线损计算得到待校准基站的RXN/TXN口的输入功率R2，同时待校准基站获取其RX(N-1)/TX(N-1)口的输入功率S1，以及待校准基站获取其RXN/TXN口的输入功率S2，采用公式R1-S1，得到待校准基站RX(N-1)/TX(N-1)口的接收功率读取RTWP校准值；采用公式R2-S2，得到待校准基站RXN/TXN口的接收功率读取RTWP校准值。
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