CN103607722B - 基于rfid技术的td－lte双流室分监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于RFID技术的TD－LTE双流室分监控系统及方法，其系统包括主机及终端覆盖天线；主机包括读卡器芯片、数控衰减器、发射链路、隔离器、主集端口、分集端口、两级放大器及接收链路。本发明提供的TD‑LTE双流室内分布覆盖网络监控系统及方法，在原有RFID天馈线监控系统基础上，通过特殊电路改进及控制设计，在TD‑LTE双流室内分布覆盖网络基础上，通过一台监控系统主机实现对TD‑LTE双流室内分布覆盖网络的有效监控，监控系统主机数量仅为传统技术的一半。
Description
技术领域
本发明属于TD－LTE室内分布网络监控技术领域，具体涉及一种基于RFID技术的TD－LTE双流室分监控系统及方法。
背景技术
随着国内数据业务需求日益增加，中国移动TD－LTE室内覆盖网络建设投入力度越来越大。作为中国自主知识产权的TD-LTE技术，室内覆盖网络建设中，覆盖天线端双流功率平衡才能保证覆盖区域最高数据速率。在网络建设初期，对TD-LTE双流室内分布覆盖网络不平衡性的有效监控能够有力推动网络建设。
现阶段实现室内分布覆盖网络监控大致有以下几种形式：
1、通过有源监控终端实现覆盖区域信号质量检测，该方式每个监控终端需要一张SIM卡，通过SIM卡与覆盖网络的实时通信对网络质量进行实时监控。每个有源监控终端都需要SIM卡，占用了大量运营商的SIM卡资源，同时占用了大量的运营商数据流量，由于需要电源供电而且无法实现TD-LTE室分双流不平衡性监控，使得应用场合局限性比较大。
2、RFID天馈线监控系统，见图1，该方式利用RFID技术实现对天线端口功率及驻波的检测，监控主机需要SIM卡，无源检测端子不需要SIM卡，虽然节省了SIM资源，但是在对TD-LTE双流室内分布覆盖网络进行监控时需要两台主机，增加了运营商的成本。
由上可知，在大规模的TD-LTE网络建设中，实现TD-LTE双流室内分布覆盖网络的有效监控，以上两种实现方式都存在一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单、低成本的TD-LTE双流室内分布覆盖网络监控方法。本发明的目的由以下技术方案实现：
一种基于RFID技术的TD－LTE双流室分监控系统，包括主机及终端覆盖天线；其特征在于：所述主机包括读卡器芯片、数控衰减器、发射链路、隔离器、主集端口、分集端口、两级放大器及接收链路；读卡器芯片的输出连接数控衰减器，数控衰减器经发射链路连接隔离器的输入，隔离器的输出接主集端口，主集端口通过多频合路器与TD-LTE主集信号合路进入TD-LTE主集覆盖网络，分集端口通过多频合路器与TD-LTE分集信号合路后进入TD-LTE分集覆盖网络，分集端口还通过两级放大器的输入接读卡器芯片的输入；终端覆盖天线包括TD-LTE主集信号覆盖天线、TD-LTE分集信号覆盖天线及集成于双极化天线之间的窄带RFID射频标签，TD-LTE主集信号覆盖天线感应接收TD-LTE主集覆盖网络传输的RFID信号，窄带RFID射频标签反射RFID信号，TD-LTE分集信号覆盖天线将反射的RFID信号传给TD-LTE分集覆盖网络。
一种基于上述监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、监控系统主机通过主集室内分布覆盖网络步进逐渐增加RFID信号发射功率；通过分集室内分布覆盖网络接收窄带RFID射频标签反射回来的RFID信号；当查询到满足系统协议窄带RFID射频标签时，记录此时监控系统主机发射功率PRFID；
（2）、根据公式Lmain＝PRFID－S－Lv，计算得到TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain，其中，S为窄带RFID射频标签灵敏度、Lv为RFID信号从TD-LTE主集信号覆盖天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗；进而根据监控系统主机检测得到的TD-LTE主集下行信号强度Pmain及TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain，得到TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度；
同时，根据公式Lmimo＝PRFID－Lmain－Lv－Lloss－Lh－Smimo，计算得到TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmimo，其中，Lloss为窄带RFID射频标签芯片吸收部分能量导致的信号衰减，Lh为TD-LTE分集信号覆盖天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗，Smimo为分集端口的灵敏度；进而根据监控系统主机检测得到的TD-LTE分集下行信号强度Pmimo及TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmimo，得到TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度；
（3）、通过比较TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度与TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度，得到终端覆盖天线功率的不平衡性。
本发明提供的TD-LTE双流室内分布覆盖网络监控系统及方法，在原有RFID天馈线监控系统基础上，通过特殊电路改进及控制设计，在TD-LTE双流室内分布覆盖网络基础上，通过一台监控系统主机实现对TD-LTE双流室内分布覆盖网络的有效监控，监控系统主机数量仅为传统技术的一半。
附图说明
图1为现有常规RFID天馈线监控系统主机的构成示意图。
图2为本发明实施例提供的基于RFID技术实现TD－LTE双流室分监控系统主机的构成示意图。
图3为本发明实施例提供的基于RFID技术实现TD－LTE双流室分监控系统主机的网络连接示意图。
图4为本发明实施例提供的基于RFID技术实现TD－LTE双流室分监控系统中终端覆盖天线的示意图。
具体实施方式
结合图2及图4所示，本实施例提供的TD－LTE双流室分监控系统包括主机及终端覆盖天线。
如图2所示，上述测试系统的主机包括读卡器芯片、数控衰减器、发射链路、隔离器、主集端口、分集端口、两级放大器及接收链路。读卡器芯片的输出连接数控衰减器，数控衰减器经发射链路连接隔离器的输入，隔离器的输出接主集端口，分集端口接两级放大器的输入，两级放大器的输出接读卡器芯片的输入。其中，分集端口设置的一级低噪声放大和一级射频放大（两级放大器增益为G），用于接收TD-LTE分集覆盖网络返回的RFID信号以及提高此信号的强度。
结合图3所示，上述主机的主集端口通过多频合路器与TD-LTE主集信号合路进入TD-LTE主集覆盖网络；上述主机的分集端口通过多频合路器与TD-LTE分集信号合路后进入TD-LTE分集覆盖网络。
结合图4所示，终端覆盖天线设置在远端，包括TD-LTE主集信号覆盖天线（垂直极化天线）、TD-LTE分集信号覆盖天线（水平极化天线）及集成于双极化天线之间的窄带RFID射频标签，TD-LTE主集信号覆盖天线感应接收TD-LTE主集覆盖网络传输的RFID信号，窄带RFID射频标签反射RFID信号，TD-LTE分集信号覆盖天线将反射的RFID信号传给TD-LTE分集覆盖网络。
双极化天线中，窄带RFID射频标签与垂直极化天线（TD-LTE主集信号覆盖天线）之间的传输损耗Lh（单位：dB）、窄带RFID射频标签与水平极化天线（TD-LTE分集信号覆盖天线）之间的传输损耗Lv（单位：dB）基本保持一致。窄带RFID射频标签全部自动化印刷、贴片完成，灵敏度S（单位：dBm）基本保持一致。
上述监控系统主机只有双流工作模式，当TD-LTE室内分布覆盖网络采用双流覆盖时（即覆盖网络中同时存在主集、分集信号情况下），其监控原理及工作过程详述如下：
1、监控系统主机通过TD-LTE主集覆盖网络以1dB为步进逐渐增加RFID信号发射功率；通过TD-LTE分集覆盖网络接收窄带RFID射频标签反射回来的RFID信号。由于分集端口增加了两级放大器，因此可以确保窄带标签被激活时，通过TD-LTE主集覆盖网络接收到窄带RFID射频标签反射的RFID信号。当查询到满足系统协议的窄带RFID射频标签时，记录此时监控系统主机发射的RFID信号功率PRFID（单位：dBm）。
2、首先，TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度的计算。
监控系统主机发射的功率PRFID的RFID信号经过TD-LTE主集覆盖网络到达窄带RFID射频标签的路径损耗包含以下几部分：TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain、终端覆盖天线内部垂直极化天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗Lv（天线设计完成后此参数为已知确定），综合考虑窄带RFID射频标签灵敏度S，可以得出以下结果：
PRFID－Lmain－Lv＝S
因此：
Lmain＝PRFID－S－Lv
PRFID、S、Lv，三个参数均可以确认，因此可以明确得到TD-LTE主集信号到达终端覆盖天线的传输损耗Lmain，综合考虑监控系统主机检测得到的TD-LTE主集下行信号强度Pmain及TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain，可以得到TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度。
其次，TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度的计算。
当窄带RFID射频标签被激活时，标签芯片会吸收部分能量导致信号衰减，此衰减标签芯片设计完成出厂时为确定值Lloss（单位dB）。
RFID天馈线监控系统主机发射的RFID信号经过主集室内分布覆盖网络传输损耗Lmain（由2计算后已知）、垂直极化天线到窄带RFID射频标签之间传输损耗Lv、标签芯片吸收Lloss、水平极化天线到窄带RFID射频标签之间传输损耗Lh、TD-LTE分集覆盖网络传输损耗Lmimo，到达RFID天馈线监控系统主机分集接收端口，分集接收端口灵敏度Smimo可以通过测试得到。
因此：
PRFID－Lmain－Lv－Lloss－Lh－Lmimo＝Smimo
PRFID、Lmain、Lv、Lloss、Lh、Smimo均为已知或者可测试得到，因此：
Lmimo＝PRFID－Lmain－Lv－Lloss－Lh－Smimo
由此得到TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmimo，结合监控系统主机检测得到的TD-LTE分集下行信号强度Pmimo及TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmimo，可以得到TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度；
3、通过比较TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度与TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度，可以获得TD-LTE室内分布覆盖网络终端天线功率的不平衡性，从而有效的指导TD-LTE室分建设。
Claims (2)
1.一种基于RFID技术的TD－LTE双流室分监控系统，包括主机及终端覆盖天线；其特征在于：所述主机包括读卡器芯片、数控衰减器、发射链路、隔离器、主集端口、分集端口、两级放大器及接收链路；读卡器芯片的输出连接数控衰减器，数控衰减器经发射链路连接隔离器的输入，隔离器的输出接主集端口，主集端口通过多频合路器与TD-LTE主集信号合路进入TD-LTE主集覆盖网络，分集端口通过多频合路器与TD-LTE分集信号合路后进入TD-LTE分集覆盖网络，分集端口接两级放大器的输入，两级放大器的输出接读卡器芯片的输入，两级放大器增益为G，为一级低噪声放大和一级射频放大，用于接收TD-LTE分集覆盖网络返回的RFID信号以及提高此信号的强度；终端覆盖天线设置在远端，包括TD-LTE主集信号覆盖天线、TD-LTE分集信号覆盖天线及集成于双极化天线之间的窄带RFID射频标签，TD-LTE主集信号覆盖天线感应接收TD-LTE主集覆盖网络传输的RFID信号，窄带RFID射频标签反射RFID信号，TD-LTE分集信号覆盖天线将反射的RFID信号传给TD-LTE分集覆盖网络。
2.一种基于权利要求1所述监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、监控系统主机通过主集室内分布覆盖网络步进逐渐增加RFID信号发射功率；通过分集室内分布覆盖网络接收窄带RFID射频标签反射回来的RFID信号；当查询到满足系统协议窄带RFID射频标签时，记录此时监控系统主机发射功率PRFID；
(2)、根据公式Lmain＝PRFID－S－Lv，计算得到TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain，其中，S为窄带RFID射频标签灵敏度、Lv为RFID信号从TD-LTE主集信号覆盖天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗；进而根据监控系统主机检测得到的TD-LTE主集下行信号强度Pmain及TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain，得到TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度；
同时，根据公式Lmimo＝PRFID－Lmain－Lv－Lloss－Lh－Smimo，计算得到TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmimo，其中，Lloss为窄带RFID射频标签芯片吸收部分能量导致的信号衰减，Lh为TD-LTE分集信号覆盖天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗，Smimo为分集端口的灵敏度；进而根据监控系统主机检测得到的TD-LTE分集下行信号强度Pmimo及TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmimo，得到TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度；
(3)、通过比较TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度与TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度，得到终端覆盖天线功率的不平衡性。
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