CN103063908B - 通过rfid检测移动通信系统天线驻波比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通过RFID检测移动通信系统天线驻波比的方法，馈线射频功率算法包括：对于某一个射频功率标签R，其响应灵敏度为一常量Pref，阅读器满功率的输出功率可以通过阅读器的输出功率检测测得；天线驻波比的算法包括：对于某个驻波比标签V，当天线正常时，天线的反射能量不足以激发标签，标签V不能被阅读器盘存到，阅读器给标签V的驻波比值设定一个合理的取值表示天线驻波比正常状态。本发明提供的馈线射频功率和天线驻波比的计算方法可以对移动通信系统的天馈线进行有效监测，从而不需要通过有线连接进行系统监测，不需要增加任何电缆，本发明可以降低工程难度，节省了移动通信系统中网线和双绞线的成本。

Description

通过RFID检测移动通信系统天线驻波比的方法

本案是分案申请。

原案申请号：200910042189.X

原案申请日：2009年8月27日

原案名称：通过RFID检测移动通信系统馈线射频功率和天线驻波比的算法

技术领域

本发明涉及无线通信装置的检测方法，尤其是一种通过RFID检测移动通信系统天线驻波比的方法。

背景技术

随着我国移动通信事业的迅猛发展，尤其是3G网络的不断扩大，无线网络优化和网络覆盖日益显示出其重要性。常用的覆盖技术包括室外宏蜂窝、室内微蜂窝、分布式基站、各种直放站(干线放大器、塔顶放大器、无线同频直放站、光纤直放站、移频直放站、载波池)等技术方案，按照通信制式的不同，又可以分为GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000等不同制式的设备。但无论何种制式和方案，实际工程中都是由有源设备和天馈线子系统组成一个完整的无线覆盖系统。天线、馈线往往由于外力或进水等意外事件导致工作不正常，能否对其进行实时监测并上报故障告警信号是运营商迫切需要解决的问题。

传统的天馈线监测系统包含监测主机、开关、从机、接地端子、馈线监测端子和驻波比监测端子。馈线监测端子和接地端子串接于被监测馈线的首尾端，馈线异常时监测端子发出告警信号，从机收到该信号经处理后通过1-wire通信方式传给主机，主机依靠有线或者无线的方式把馈线的告警信息传输给有源设备的监控中心。驻波比监测端子利用正反向检波实现驻波比的监测，同时也能监测馈线，其与主机的通信方式仍然采用1-wire。目前，这样的监测系统存在以下问题：主从(驻)机之间用网线实现1-wire通信，其内部提供电源供电，并非完全的无源系统；采用普通网线时，主从机通信距离较短，采用高档电缆可增加通信距离，但会带来成本的增加；从机和馈线监测端子之间采用双绞线连接，同样增加了成本；整个系统结构复杂，给安装施工带来不便。

发明内容

针对以上现有天馈线监测系统的不足，本发明的目的是提供一种通过RFID检测移动通信系统天线驻波比的方法。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

一种通过RFID检测移动通信系统天线驻波比的算法，包括移动通信系统的直放站或基站到天线之间的馈线和天线，以及用于系统监测的主机、从机、双工器和RFID装置，所述检测天线驻波比的估算方法包括：

对于某个驻波比标签V,当天线正常时，天线的反射能量不足以激发标签V，标签V不能被阅读器盘存到，阅读器给标签V的驻波比值设定一个合理的取值表示天线驻波比正常状态；

当天线出现故障，天线反射能量增大，激活标签V，该驻波比标签V能被阅读器盘存到，逐次降低阅读的输出功率,直到衰减n dBm的时候，该标签V不能再被盘存到，通过查找可在实验室测试得出的表格，如表1，可以获知该天线驻波比值；

当驻波比值大于2.0的时候，阅读器给标签V的驻波比值设定为2.5，表示天线严重故障。

作为本发明的优选技术方案，所述表格的建立方法如下:

A、以驻波比值1.5为基准，将阅读器输出调整为无衰减输出，用一个驻波比值为1.5的测试天线进行测试；先将驻波比标签V的耦合器的耦合值设定到最小，这时候标签V无法耦合到天线口反射信号，阅读器无法盘存到这个标签V；逐次增加耦合器的耦合值，直到标签V刚好被盘存到；这时的耦合值将被记录，并且不再调整；

B、将测试天线的驻波比值调整到1.6，因为当驻波比值为1.5时测试天线驻波比标签V是刚好能被阅读器盘存到的，当测试天线的驻波比值调整为1.6时，因为反射信号增强该驻波比标签V可以被盘存到；逐次降低阅读器输出功率，直到衰减n dBm的时候，标签V不能被盘存到，那么，可以记录衰减值n对应驻波比1.6；

C、依次将测试天线的驻波比值调整为1.7-2.0，这样，就可以测出所有故障驻波比值(1.5-2.0)对应的n值，建立表格。

本发明的有益效果是：相对于现有技术，利用本发明提供的馈线射频功率和天线驻波比的计算方法可以对移动通信系统的天馈线进行有效监测，从而不需要通过有线连接进行系统监测，不需要增加任何电缆，本发明可以降低了工程难度，节省了移动通信系统中网线和双绞线的成本。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明计算射频功率和驻波比的原理图；

图2是本发明回波损耗和驻波比对应关系表。

具体实施方式

通过RFID检测移动通信系统馈线射频功率的方法，包括移动通信系统的直放站或基站到天线之间的馈线和天线，以及用于系统监测的主机、从机、双工器和RFID装置，所述馈线射频功率计算方法包括：

对于某一个射频功率标签R，其响应灵敏度为一常量Pref,阅读器满功率的输出功率可以通过阅读器的输出功率检测测得，表示为Po；

当阅读器正常功率盘存时，标签R能被阅读器盘存到；

当阅读器逐次降低输出功率，直到衰减了n dBm时，标签R不能再被阅读器盘存到；

因此，可以得知阅读器满功率发射时的标签R接收到的RFID信号功率值为P1＝Pref+n-1；

那么，阅读器到标签的链路传输RFID信号损耗就是Δ＝Po-P1；这个损耗对于GSM信号同样适用，阅读器处的GSM信号功率由监控主板的功率检测可以测得为P1_gsm,因此可以计算得到标签处的被监控馈线射频功率P＝P1_gsm-Δ。下面是一个计算馈线射频功率的实例：

标签的激活灵敏度是Pref＝10dBm；

阅读器的满功率(0衰减)为Po＝40dBm；

0衰减时，标签可以被阅读器盘存到；

逐次降低阅读器的输出功率，当衰减n＝11dBm的时候，标签不再能被阅读器盘存到；

可以得知，阅读器满功率时，标签接收到的RFID信号功率为P1＝Pref+n–1＝10+11–1＝20dBm；

阅读器到标签这段传输链路的RFID信号损耗Δ＝Po–P1＝40–20＝20dBm；

阅读器处的GSM信号功率有监控主机测得P1_gsm＝50dBm；

可以得知，标签处被监控馈线的射频功率P＝P1_gsm–Δ＝50–20＝30dBm。

系统原理如下：

如图1所示，监测主机通过RFID频段腔体双工器接入在主干馈线中，监测从机串接在天线端口端的馈线中，工作于840-845MHz频段，利用RFID的半双工通信方式实现对直放站/基站到天线之间的馈线和天线进行监测，其收发信号通过耦合器在射频电缆中传输。

主机和从机之间利用RFID的反射调制式工作方式进行通信。系统工作时，主机通过阅读器芯片发射射频查询信号，从机通过定向耦合器从馈线上获取射频信号，然后将部分能量的信号转化为直流，提供标签电路工作，另一部分能量的信号被电子标签内已经保存的数据信息调制后反射回主机。

监测主机中有一个RFID阅读器，每一个无源监测从机中有两个无源射频标签(Tag)，一个标签用于对馈线的监测，另外一个标签用于对天线的监测，每个标签都有自己唯一的ID号。按照特定的协议规范，主机通过阅读器对每个从机的馈线标签进行访问，若有能收到相应标签的正确响应，则表明该段馈线正常工作；每个从机里面的天线标签是靠天线口的反射信号提供能量工作，故在天线正常时不会对主机的访问产生响应；相反，当天线发生故障时，反射能量增大，标签被激活并向主机发送信号，由此主机可实现对天馈线的有效监测。

如图2所示，是根据回波损耗和驻波比VSWR的对应关系截取的对应表格。因此，只要知道回波损耗就能得知天线的驻波比VSWR。但事实上无法直接测得回波损耗，不妨采用另一种方式，先以某个驻波比为基准，比如VSWR_ref＝1.5为基准，此时回波损耗基准值RL_ref＝13.979。只要知道回波损耗的差值Δ＝RL1-RL_ref,查表就能知道当前的驻波比值是多少。

通过RFID检测移动通信系统天线驻波比的方法，包括移动通信系统的直放站或基站到天线之间的馈线和天线，以及用于系统监测的主机、从机、双工器和RFID装置，所述检测天线驻波比的估算方法包括：

对于某个驻波比标签V,当天线正常时，天线的反射能量不足以激发标签，标签V不能被阅读器盘存到，阅读器给标签V的驻波比值设定一个合理的取值表示天线驻波比正常状态；

当天线出现故障，天线反射能量增大，激活标签，该驻波比标签能被阅读器盘存到，逐次降低阅读的输出功率,直到衰减n dBm的时候，该标签不能再被盘存到，通过查找可在实验室测试得出的表格，如表1，可以获知该天线驻波比值；

当驻波比值大于2.0的时候，阅读器给标签V的驻波比值设定为2.5，表示天线严重故障。

表1转换表格

N值	驻波比值
		1	1.5
2	1.6
		3	1.7
4	1.8
		5	1.9
6	2.0

所述表格的建立方法如下:

A、以驻波比值1.5为基准，将阅读器输出调整为无衰减输出，用一个驻波比值为1.5的测试天线进行测试；先将驻波比标签的耦合器的耦合值设定到最小，这时候标签无法耦合到天线口反射信号，阅读器无法盘存到这个标签；逐次增加耦合器的耦合值，直到标签刚好被盘存到；这时的耦合值将被记录，并且不再调整；

B、将测试天线的驻波比值调整到1.6，因为当驻波比值为1.5时测试天线驻波比标签是刚好能被阅读器盘存到的，当测试天线的驻波比值调整为1.6时，因为反射信号增强该驻波比标签可以被盘存到；逐次降低阅读器输出功率，直到衰减n dBm的时候，标签不能被盘存到，那么，可以记录衰减值n对应驻波比1.6；

C、依次将测试天线的驻波比值调整为1.7-2.0，这样，就可以测出所有故障驻波比值(1.5-2.0)对应的n值，建立表格。

Claims (2)

1.一种通过RFID检测移动通信系统天线驻波比的方法，包括移动通信系统的直放站或基站到天线之间的馈线和天线，以及用于系统监测的主机、从机、双工器和RFID装置，其特征是：所述检测天线驻波比的估算方法包括：

对于某个驻波比标签V,当天线正常时，天线的反射能量不足以激发标签V，标签V不能被阅读器盘存到，阅读器给标签V的驻波比值设定一个合理的取值表示天线驻波比正常状态；

当天线出现故障，天线反射能量增大，激活标签V，该驻波比标签V能被阅读器盘存到，逐次降低阅读的输出功率,直到衰减n dBm的时候，该标签V不能再被盘存到，通过查找可在实验室测试得出的表格，如下表1，可以获知该天线驻波比值；

当驻波比值大于2.0的时候，阅读器给标签V的驻波比值设定为2.5，表示天线严重故障。

表1  转换表格

N值 驻波比值 1 1.5 2 1.6 3 1.7 4 1.8 5 1.9 6 2.0

2.根据权利要求1所述的通过RFID检测移动通信系统天线驻波比的方法，其特征是：所述表格的建立方法如下:

A、以驻波比值1.5为基准，将阅读器输出调整为无衰减输出，用一个驻波比值为1.5的测试天线进行测试；先将驻波比标签V的耦合器的耦合值设定到最小，这时候标签V无法耦合到天线口反射信号，阅读器无法盘存到这个标签V；逐次增加耦合器的耦合值，直到标签V刚好被盘存到；这时的耦合值将被记录，并且不再调整；

B、将测试天线的驻波比值调整到1.6，因为当驻波比值为1.5时测试天线驻波比标签V是刚好能被阅读器盘存到的，当测试天线的驻波比值调整为1.6时，因为反射信号增强该驻波比标签V可以被盘存到；逐次降低阅读器输出功率，直到衰减n dBm的时候，标签V不能被盘存到，那么，记录衰减值n对应驻波比1.6；

C、依次将测试天线的驻波比值调整为1.7-2.0，这样，就可以测出所有故障驻波比值1.5-2.0对应的n值，建立表格。