CN106330346B - 射频拉远单元及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射频拉远单元及其测试方法，该射频拉远单元包括待测本振模块、反馈通道模块、测试反馈本振模块、控制模块、收发模块、信号接入选择模块和处理模块；收发模块接收指示射频拉远单元进行本振检测的远程测试指令；控制模块根据远程测试指令配置测试反馈本振模块；以及控制信号接入选择模块选择接入待测本振模块；反馈通道模块用于对测试反馈本振模块和待测本振模块的输入信号进行混频等一系列处理后发给处理模块进行处理得到测试值。可见，本发明针对射频拉远单元内部的本振实现了远程测试，既可以节省昂贵的现场检测成本，又可提升检测效率，当存在故障时刻提升故障定位的效率以及故障修复的效率，进而进一步提升用户体验的满意度。

Description

射频拉远单元及其测试方法

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，具体涉及一种射频拉远单元及其测试方法。

背景技术

随着无线网络业务的飞速发展，射频拉远单元的应用也越来越广泛。在工程外场，对射频拉远单元进行现场故障定位的成本非常之昂贵，既有人力物力财力的投入，还可能中断在网业务，影响用户体验。因此，对于在网射频拉远单元的远程维护需求，越来越受到重视。射频拉远单元内部本振的性能直接影响着无线网络质量的好坏，但是现有的射频拉远单元系统自检却没有检测本振性能这一项；因此现有针对外场射频拉远单元内部本振的检测仍需要到现场进行检测，效率低，成本高，且用户体验的满意度差。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种射频拉远单元及其测试方法，解决现有射频拉远单元内部本振检测需到现场进行，效率低，成本高，用户体验满意度差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种射频拉远单元，包括待测本振模块、反馈通道模块、测试反馈本振模块、控制模块、收发模块、信号接入选择模块和处理模块；

所述待测本振模块与所述信号接入选择模块的输入端连接；所述信号接入选择模块输出端与所述反馈通道模块连接，所述测试反馈本振模块与所述反馈通道模块连接，所述反馈通道模块与所述处理模块连接；

所述收发模块用于接收指示所述射频拉远单元进行本振检测的远程测试指令；

所述控制模块用于根据所述远程测试指令配置所述测试反馈本振模块；以及控制所述信号接入选择模块选择接入所述待测本振模块；

所述反馈通道模块用于对所述测试反馈本振模块和待测本振模块的输入信号进行处理(包括混频、放大、滤波以及ADC转换处理)后发给所述处理模块进行处理(包括相应的移频、滤波以及计算等)得到测试值。

在本发明的一种实施例中，所述控制模块控制所述信号接入选择模块选择接入所述待测本振模块之前，还包括：

判断所述反馈通道模块当前是否处于空闲状态，如是，控制所述信号接入选择模块选择接入所述待测本振模块。

在本发明的一种实施例中，所述待测本振模块包括发射本振模块和接收本振模块，所述发射本振模块和接收本振模块分别与所述信号接入选择模块的两个输入端连接。

在本发明的一种实施例中，所述发射本振模块和接收本振模块分别与所述信号接入选择模块的两个输入端连接为：所述发射本振模块和接收本振模块的空闲一路输出分别与所述信号接入选择模块的两个输入端连接。

在本发明的一种实施例中，所述信号接入选择模块选择接入所述发射本振模块和接收本振模块包括：

所述信号接入选择模块先接入所述发射本振模块，在所述发射本振模块的输入信号和所述反馈本振的输入信号经所述反馈通道模块和所述处理模块处理后；再接入所述接收本振模块；

或，

所述信号接入选择模块先接入所述接收本振模块，在所述接收本振模块的输入信号和所述反馈本振的输入信号经所述反馈通道模块和所述处理模块处理后；再接入所述发射本振模块的本振测试信号。

在本发明的一种实施例中，所述远程测试指令包括本振测试偏移位置值；所述控制模块根据所述远程测试指令配置所述测试反馈本振模块包括：

所述信号接入选择模块接入所述发射本振模块时，将所述测试反馈本振模块频点配置为所述发射本振模块的频点减去所述本振测试偏移位置值；

所述信号接入选择模块接入所述接收本振模块时，将所述测试反馈本振模块频点配置为所述接收本振模块的频点减去所述本振测试偏移位置值。

在本发明的一种实施例中，所述发射本振模块的频点为所述射频拉远单元的发射射频中心频点减去所述发射中频值；

所述接收本振模块的频点为所述射频拉远单元的接收射频中心频点减去所述接收中频值。

在本发明的一种实施例中，还包括功率放大模块，所述功率放大模块的输出端与所述信号接入选择模块的输入端连接；所述控制模块还用于控制所述信号接入选择模块选择将所述功率放大模块的输出信号接入所述反馈通道模块。

在本发明的一种实施例中，所述处理模块还用于将得到的所述测试值与标准值进行比较，如二者的差值大于预设差值，则判定异常。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种上所述的射频拉远单元测试方法，包括：

所述收发模块接收指示所述射频拉远单元进行本振检测的远程测试指令；

所述控制模块根据所述远程测试指令配置所述测试反馈本振模块；以及控制所述信号接入选择模块选择接入所述待测本振模块；

所述反馈通道模块用于对所述测试反馈本振模块和待测本振模块的输入信号进行处理(包括混频、放大、滤波以及ADC转换处理)后发给所述处理模块进行处理得到测试值。

本发明的有益效果是：

本发明提供的射频拉远单元及其测试方法，该射频拉远单元包括待测本振模块、反馈通道模块、测试反馈本振模块、控制模块、收发模块、信号接入选择模块和处理模块；收发模块接收指示射频拉远单元进行本振检测的远程测试指令；控制模块根据远程测试指令配置测试反馈本振模块；以及控制信号接入选择模块选择接入待测本振模块；反馈通道模块用于对测试反馈本振模块和待测本振模块的输入信号进行混频等一系列处理后发给处理模块进行处理得到测试值。可见，本发明针对射频拉远单元内部的本振实现了远程测试，既可以节省昂贵的现场检测成本，又可提升检测效率，当存在故障时刻提升故障定位的效率以及故障修复的效率，进而进一步提升用户体验的满意度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的射频拉远单元结构图一；

图2为本发明实施例一提供的射频拉远单元结构图二；

图3为本发明实施例一提供的射频拉远单元结构图三；

图4为本发明实施例一提供的射频拉远单元本振检测流程示意图；

图5为本发明实施例二提供的射频拉远单元结构图；

图6为图5中射频拉远单元的本振模块结构图；

图7为本发明实施例二提供的射频拉远单元本振检测流程示意图。

具体实施方式

本发明通过在射频拉远单元中增加信号接入选择模块以及对应的控制模块；信号接入选择模块设置在射频拉远单元反馈通道模块输入端，待测本振模块与信号接入选择模块的输入端连接；控制模块则根据远程测试指令配置控制信号接入选择模块选择接入待测本振模块，并对应配置反馈通道模块上的测试反馈本振模块；待测本振模块和测试反馈本振模块的输入信号经反馈通道模块处理后由处理模块处理得到测试值。可见，本发明针对射频拉远单元内部的本振实现了远程测试，既可以节省昂贵的现场检测成本，又可提升检测效率。下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

请参见图1所示，本实施例中的射频拉远单元包括待测本振模块5、反馈通道模块8、测试反馈本振模块6、控制模块2、收发模块1、信号接入选择模块3和处理模块4；反馈通道模块8可对接收到的输入信号进行模拟信号的混频、放大，滤波，ADC转换等处理；处理模块4可对接收到的数字信号进行相应的移频和数字滤波处理，进而计算得到相应的测试值；具体的：

待测本振模块5与信号接入选择模块3的输入端连接；信号接入选择模块3输出端与反馈通道模块8的输入端连接，测试反馈本振模块6与反馈通道模块8的输入端连接，反馈通道模块8与处理模块4连接；在进行本振的远程测试过程中：

收发模块1用于接收指示射频拉远单元进行本振检测的远程测试指令，该远程测试指令可以外后台下发的，也即维护人员可直接在后台下发对外场射频拉远单元的本振进行测试的指令；并不需要到现场，可以节省时间和成本；应当理解的是，本实施例中收发模块1具体可通过射频拉远单元的光口链路模块实现；

控制模块2用于根据收发模块1接收到的远程测试指令配置反馈通道的测试反馈本振模块6；控制模块2还用于控制信号接入选择模块3选择接入待测本振模块5，也即选择接入待测本振模块的输入信号，并经反馈通道模块8将其与测试反馈本振模块6的输入信号进行混频、放大、滤波和ADC转换处理后，再经处理模块4(例如该处理模块4可通过数字中频处理模块(FPGA模块)实现)进行相应的移频和数字滤波处理，进而计算得到相应的测试值。应当理解的是，本实施例中的控制模块2可以通过射频拉远单元的处理器实现；控制信号接入选择模块3则可通过各种多路选择开关模块实现。

可见本实施例在射频拉远单元的反馈通道的输入端增加信号接入选择模块3，将待测本振模块5的本振测试信号引入到反馈通道再经处理模块进行处理得到检测结果，从而达到对本振自检的功能。

请参见图2所示，本实施例中的射频拉远单元还包括功率放大模块7，功率放大模块7的输出端与信号接入选择模块3的另外一个输入端连接；控制模块2还用于控制信号接入选择模块3选择将功率放大模块7的输出信号接入反馈通道；由于在射频拉远单元中，反馈通道模块8(也即反馈通道，以下以反馈通道进行描述)本身的用途之一就是接功放输出；因此在反馈通道正常使用时控制模块2控制信号接入选择模块3选择将功率放大模块7的输出信号接入反馈通道；在反馈通道用于进行本振测试时，才将待测本振模块5的本振测试信号引入到反馈通道。

请参见图3所示，本实施例中的待测本振模块5包括发射本振模块51和接收本振模块52中的至少一个，发射本振模块51和接收本振模块52分别与信号接入选择模块3的两个输入端连接。也即本实施例可以选择性的对发射本振模块51和接收本振模块52中的任意一个进行检测，也可以同时对发射本振模块51和接收本振模块52进行检测；优选后面这种检测方式。

另外，射频拉远单元都是多天线发射多天线接收，所以有不止一路的发射本振和接收本振。射频拉远单元的本振链路都是本振芯片输出经过功率放大和谐波抑制后通过功分器多路输出提供给多个通道的混频器使用。更有甚者，本振芯片就有多路输出。本实施例优选将发射本振和接收本振多路输出中多余(也即空闲)的一路引出来与信号接入选择模块3的两个输入端连接，以进行本振检测。

在本实施例中，为了保证在进行本振测试时对其他业务不产生影响，控制模块2控制信号接入选择模块3选择接入本振测试信号之前，可包括：

判断反馈通道当前是否处于空闲状态，如是，才控制信号接入选择模块3选择接入本振测试信号。也即本实施例优选在反馈通道空闲时才进行本振的远程监测，避免中断其他业务，可进一步提升用户体验的满意度。

在本实施例中，信号接入选择模块3选择接入发射本振模块51和接收本振模块52的本振测试信号的方式包括但不限于以下方式：

方式一：信号接入选择模块3先接入发射本振模块51的本振测试信号经反馈通道处理后发给处理模块4进行处理后；然后再接入接收本振模块52的本振测试信号；

方式二：信号接入选择模块3先接入接收本振模块52的本振测试信号经反馈通道处理后发给处理模块4进行处理后；然后再接入发射本振模块51的本振测试信号。

由于反馈通道本身是将前向发射的信号耦合回来进行数字预失真处理的，因为数字预失真处理并不要求一直实时进行，所以反馈通道可以分时复用为功率检测通道和IQ校准通道。因此，本实施例可以将反馈通道分时复用为本振检测通道。另外，当反馈通道复用为IQ校准通道时，反馈通道的混频器本振输入会通过开关切为一个单独的反馈本振，专门用于IQ校准的。因此当发射和反馈共本振时，本实施例可以利用这个单独的本振来实现发射本振检测。此时，在本实施例中，当发射和反馈共本振时，在反馈通道正常使用时，仍使用发射本振模块的DPD本振作为反馈本振；当反馈通道用于测试本振时，则此时将反馈通道与发射本振模块的DPD本振断开连接，切换成与IQ校准本振模块连接，此时的IQ校准本振模块被配置为测试反馈本振模块6使用。应当理解的是，当发射本振和反馈本振本身就是两个相互独立的本振时，本实施例中的测试反馈本振模块6则可直接使用该反馈本振。

本实施例中对本振测试可具体为对本振的相噪进行检测，该远程测试指令包括本振测试偏移位置值Δf；控制模块2根据远程测试指令配置测试反馈本振模块6的过程包括：

当信号接入选择模块3接入发射本振模块51时，也即需要对发射本振模块51进行测试时，将测试反馈本振模块6频点配置为发射本振模块51的频点减去本振测试偏移位置值Δf；

当信号接入选择模块3接入接收本振模块52时，也即需要对接收本振模块52进行测试时，将测试反馈本振模块6频点配置为接收本振模块52的频点减去本振测试偏移位置值Δf；

发射本振模块51的频点f_LO-TX为射频拉远单元的发射射频中心频点f_{RF_TX}减去发射中频值；

接收本振模块52的频点f_LO-RX为射频拉远单元的接收射频中心频点f_{RF_RX}减去接收中频值。

本实施例中，处理模块4还用于将计算得到的测试值(也即相噪值)与标准值进行比较，如二者的差值大于预设差值，则判定异常。该标准值具体可设置出厂时采用同样的测试方法进行测量得到的值，该标准值可存储于射频拉远单元的本地。本实施例中的预设差值可根据具体应用场景等因素进行选择设置，例如可为3dB、5dB等等。

本实施例中，处理模块4还可将计算得到的测量值和/或根据判断异常与否的结果通过收发模块反馈给后台以供维护人员查看。

基于图3所示的射频拉远单元，对其本振进行检测的过程请参见图4所示，包括：

步骤401：后台发起指令，通知射频拉远单元进行本振相噪自检。

步骤402：射频拉远单元接收到指令后，判断当前反馈通道是否空闲，如果空闲，即执行步骤403；如果反馈通道被占用，则等待，返回重新判断；

步骤403：射频拉远单元开始发射本振模块相噪的检测；将控制信号接入选择模块3的输入切换到发射本振模块51，这样反馈通道的输入信号就变成发射本振。根据发射本振频点f_LO-TX及欲测试偏离本振Δf位置的相噪值，配置反馈通道的混频器的反馈本振f_LO-PRX为f_LO-TX-Δf。发射本振的测试信号经反馈通道与测试反馈本振的输入信号进行混频等处理后输入到处理模块4，在处理模块4内进行相应的移频滤波处理，计算出偏离发射本振Δf位置的相噪值；

步骤404：进行接收本振相噪的检测：控制信号接入选择模块3的输入切换到接收本振模块52，这样反馈通道的输入信号就变成接收本振。根据接收本振频点f_LO-RX及欲测试偏离本振Δf位置的相噪值，配置反馈通道的混频器的反馈本振f_LO-PRX为f_LO-RX-Δf。接收本振的测试信号经反馈通道与测试反馈本振的输入信号进行混频等处理后输入到处理模块4，在处理模块4内进行相应的移频滤波处理，计算出偏离接收本振Δf位置的相噪值；

步骤405：将检测到的发射本振和接收本振的相噪值分别和标准值进行比较，该标准值可为存在Flash中的出厂前用同样方法采集到的相噪值，看数据是否异常；

步骤406：射频拉远单元将自检结果上报给后台，这样就实现了本振相噪的远程自检。

因此本实施例的外场射频拉远单元本振相噪自检不需要昂贵的硬件成本，不需要花费人力物力财力去现场定位本振故障，只需要在后台发起指令，就可以通过反馈通道实现本振相噪的远程自检。另外，在进行自检时还可选择性的在反馈通道的空闲间隙进行，不会对射频拉远单元的正常运行造成影响，所以不会中断在网业务。

实施例二：

为了更好的理解本发明，下面以一个具体的射频拉远单元为例，对本发明做进一步的说明。

请参见图5所示，该射频拉远单元包括光口链路模块A(即收发模块)、数字中频处理模块B(即处理模块)、反馈通道D(即反馈通道模块)、开关模块E(即信号接入选择模块)、功率放大模块F、发射本振模块C、接收本振模块H、测试反馈本振模块G；其中，本振模块的具体结构请参见图6所示，共有三个本振芯片，LO0经过功率放大和谐波抑制后通过功分器分发用于发射和反馈本振，LO1经过功率放大和谐波抑制后通过功分器分发用于接收本振，而LO2经过谐波抑制后通过开关的切换作为反馈本振用于实时IQ校准。LO0模块和LO1模块分别输出一路发射本振和一路接收本振到装置中的模块B—开关模块E。反馈通道D正常工作时，开关模块E的输出切换为功放模块的反馈输出，此时反馈通道主要是用于数字预失真处理和功率检测的；反馈通道空闲时，开关模块E的输出可以切换为发射本振或者接收本振，此时反馈通道可以复用于检测发射本振或者接收本振的相噪。

本实施例以四发四收的TDD射频拉远单元为例。发射和反馈共中频，为185MHz，接收中频为245MHz。由于是TDD系统，所以发射射频和接收射频是同一个频点，假设当前射频拉远单元的射频中心频点f_RF为2350MHz，则对应的发射本振f_LO-TX为2165MHz，对应的接收本振f_LO-RX为2105MHz，对应的反馈本振f_LO-PRX为2165MHz。

假如现在要测试的是偏离本振位置Δf为1KHz处的相噪值，请参见图7所示，则包括以下步骤：

步骤701：后台发起指令，要求射频拉远单元进行相噪自检；

步骤702：射频拉远单元判断反馈通道当前状态是否空闲，如果空闲，即执行步骤703；如果反馈通道被占用，则等待，直到空闲。TDD系统是收发分时的，在接收时隙，反馈通道基本是空闲的，所以可以在这个时隙利用反馈通道来进行相噪检测；

步骤703：开始发射本振相噪的自检，将图5中的模块开关模块E的输出切换成发射本振的输入；

步骤704：由于发射和反馈是同一个本振模块LO0输出，所以要将图5中的反馈通道D的本振通过开关切换为IQ校准本振LO2后进行处理；

因为要测试发射本振2165MHz偏离位置1KHz的相噪，所以将反馈通道的反馈本振f_LO-PRX配置成2164.999MHz。发射本振信号2165MHz作为反馈通道的射频输入信号，进入反馈通道进行处理后输出到图5中的数字中频处理模块B，FPGA对其进行移频和数字滤波处理，计算出偏离1KHz处的相噪值；

步骤705：接下来开始接收本振相噪的自检；在反馈通道的下一个空闲间隙，将图5中的开关模块E的输出切换成接收本振的输入；

步骤706：由于发射和反馈是同一个本振模块LO0输出，所以要将图5中的反馈通道D的本振通过开关切换为IQ校准本振LO2后进行处理；

因为要测试接收本振2105MHz偏离位置1KHz的相噪，所以将反馈通道的反馈本振f_LO-PRX配置成2104.999MHz。接收本振信号2105MHz作为反馈通道的射频输入信号，进入反馈通道进行处理后输出到图5中的数字中频处理模块B，FPGA对其进行移频和数字滤波处理，计算出偏离1KHz处的相噪值；

步骤707：将计算得到的发射本振2165MHz偏离1KHz处的相噪值和存在Flash内表中出厂前用同样方法采集到的相噪值做对比，如超过3dB，则认为发射本振相噪性能异常；

步骤708：同理，将计算得到的接收本振2105MHz偏离1KHz处的相噪值和存在Flash内表中出厂前用同样方法采集到的相噪值做对比，如超过3dB，则认为接收本振相噪性能异常。

步骤709：最后，将上述采集到的数据通过图5中的光口链路模块上传到后台，这样，就可以在后台获得在网射频拉远单元的本振相噪自检结果，从而为故障的定位提供依据。

本实施例在射频拉远单元本身的反馈通道架构上增加了一个开关模块，通过将发射本振和接收本振引入到反馈通道，在反馈通道空闲的时隙利用反馈通道实现了本振相噪性能的远程自检，很好地满足了对在网射频拉远单元在不中断在网业务的前提下进行远程定位故障和维护的需求。另外，本发明提供的本振相噪远程自检方法和装置实现容易，成本低廉，支持的硬件系统基本可以借用，便于普及应用。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频拉远单元，其特征在于，包括待测本振模块、反馈通道模块、测试反馈本振模块、控制模块、收发模块、信号接入选择模块和处理模块；

所述待测本振模块与所述信号接入选择模块的输入端连接；所述信号接入选择模块输出端与所述反馈通道模块连接，所述测试反馈本振模块与所述反馈通道模块连接，所述反馈通道模块与所述处理模块连接；

所述收发模块用于接收指示所述射频拉远单元进行本振检测的远程测试指令；

所述控制模块用于根据所述远程测试指令配置所述测试反馈本振模块；以及控制所述信号接入选择模块选择接入所述待测本振模块；

所述反馈通道模块用于对所述测试反馈本振模块和待测本振模块的输入信号进行处理后发给所述处理模块进行处理得到测试值。

2.如权利要求1所述的射频拉远单元，其特征在于，所述控制模块控制所述信号接入选择模块选择接入所述待测本振模块之前，还包括：

判断所述反馈通道模块当前是否处于空闲状态，如是，控制所述信号接入选择模块选择接入所述待测本振模块。

3.如权利要求1所述的射频拉远单元，其特征在于，所述待测本振模块包括发射本振模块和接收本振模块，所述发射本振模块和接收本振模块分别与所述信号接入选择模块的两个输入端连接。

4.如权利要求3所述的射频拉远单元，其特征在于，所述发射本振模块和接收本振模块分别与所述信号接入选择模块的两个输入端连接为：所述发射本振模块和接收本振模块的空闲一路输出分别与所述信号接入选择模块的两个输入端连接。

5.如权利要求3所述的射频拉远单元，其特征在于，所述信号接入选择模块选择接入所述发射本振模块和接收本振模块包括：

所述信号接入选择模块先接入所述发射本振模块，在所述发射本振模块的输入信号和所述测试反馈本振模块的输入信号经所述反馈通道模块和所述处理模块处理后；再接入所述接收本振模块；

或，

所述信号接入选择模块先接入所述接收本振模块，在所述接收本振模块的输入信号和所述测试反馈本振模块的输入信号经所述反馈通道模块和所述处理模块处理后；再接入所述发射本振模块的本振测试信号。

6.如权利要求5所述的射频拉远单元，其特征在于，所述远程测试指令包括本振测试偏移位置值；所述控制模块根据所述远程测试指令配置所述测试反馈本振模块包括：

所述信号接入选择模块接入所述发射本振模块时，将所述测试反馈本振模块频点配置为所述发射本振模块的频点减去所述本振测试偏移位置值；

所述信号接入选择模块接入所述接收本振模块时，将所述测试反馈本振模块频点配置为所述接收本振模块的频点减去所述本振测试偏移位置值。

7.如权利要求6所述的射频拉远单元，其特征在于，所述发射本振模块的频点为所述射频拉远单元的发射射频中心频点减去发射中频值；

所述接收本振模块的频点为所述射频拉远单元的接收射频中心频点减去接收中频值。

8.如权利要求1-5任一项所述的射频拉远单元，其特征在于，还包括功率放大模块，所述功率放大模块的输出端与所述信号接入选择模块的输入端连接；所述控制模块还用于控制所述信号接入选择模块选择将所述功率放大模块的输出信号接入所述反馈通道模块。

9.如权利要求1-5任一项所述的射频拉远单元，其特征在于，所述处理模块还用于将得到的所述测试值与标准值进行比较，如二者的差值大于预设差值，则判定异常。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的射频拉远单元测试方法，其特征在于，包括：

所述收发模块接收指示所述射频拉远单元进行本振检测的远程测试指令；

所述控制模块根据所述远程测试指令配置所述测试反馈本振模块；以及控制所述信号接入选择模块选择接入所述待测本振模块；

所述反馈通道模块用于对所述测试反馈本振模块和待测本振模块的输入信号进行处理后发给所述处理模块进行处理得到测试值。

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