CN106488545B - 用于das的自动增益校准方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明用于DAS的自动增益校准方法与系统，接收需校准通道对应中心频点的零增益信号，获取需校准通道对应的目标功率，并计算零增益信号的输出功率，计算目标功率与输出功率的差值绝对值，判断目标功率与输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值，若否，则根据差值绝对值进行增益调节，并返回计算零增益信号的输出功率的步骤，直至差值绝对值小于预设阈值。整个过程中，根据目标功率与零增益信号的输出功率差值绝对值，进行动态增益调节，能够实现DAS中自动增益校准。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及用于DAS(Distributed Antenna System，分布式天线系统)的自动增益校准方法与系统。
背景技术
DAS遵循IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气和电子工程师协会)802.11标准。它们还支持CDMA(Code division multiple access，码分多址)、GSM(Global System For Mobile Communications，全球移动通信系统)、IDEN(Integrated Digital Enhanced Network，集成数字增强网络)、TDMA(Time DivisionMultiple Access，时分多址)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务技术)和LTE(Long Term Evolution，长期演进)等标准。它们可以支持从400MHz到2.6GHz之间连续的宽带频率范围。这一频率范围覆盖了绝大多数室内无线应用和新兴技术。
DAS可以处理用于融合语音与数据的多个频率，来自多家服务提供商的基站或有线中继器被集中放置在一间主机房中，并将RF(射频)信号放大，为特定区域提供可靠的无线覆盖。由于来自基站各个频段的信号大小不同，在一般DAS终端设备上对每个通道的增益分配要求就不一致，一般的设备具备1拖8和1拖16的能力，就要求各个通道进行增益自动校准和调节设置。
而在分布式天线系统中所包含的通道多、频率多，也可能信号制式不同，接入的频率不固定。若在开站的时候就直接设定固定的系统增益值，这样固定设置局限性很大，不能随着信号的改变来自适应系统要求，严重影响设备性能和信号强度等。
发明内容
基于此，有必要针对传统分布式天线系统中固定设置系统增益值严重影响设备性能和信号强度的问题，提供一种用于DAS的自动增益校准方法与系统。
一种用于DAS的自动增益校准方法，包括步骤：
接收需校准通道对应中心频点的零增益信号；
获取需校准通道对应的目标功率，并计算零增益信号的输出功率；
计算目标功率与输出功率的差值绝对值；
判断目标功率与输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值；
若否，则根据差值绝对值进行增益调节，并返回计算零增益信号的输出功率的步骤；
若是，则判定增益校准成功，终止操作。
一种用于DAS的自动增益校准系统，包括：
信号接收模块，用于接收需校准通道对应中心频点的零增益信号；
功率获取模块，用于获取需校准通道对应的目标功率，并计算零增益信号的输出功率；
差值绝对值计算模块，用于计算目标功率与输出功率的差值绝对值；
判断模块，用于判断目标功率与输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值；
第一处理模块，用于当目标功率与输出功率的差值绝对值不小于预设第一阈值时，根据差值绝对值进行增益调节，并控制功率获取模块重新计算零增益信号的输出功率；
第二处理模块，用于当目标功率与输出功率的差值绝对值小于预设第一阈值时，判定增益校准成功，终止操作。
本发明用于DAS的自动增益校准方法与系统，接收需校准通道对应中心频点的零增益信号，获取需校准通道对应的目标功率，并计算零增益信号的输出功率，计算目标功率与输出功率的差值绝对值，判断目标功率与输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值，若否，则根据差值绝对值进行增益调节，并返回计算零增益信号的输出功率的步骤，直至差值绝对值小于预设阈值。整个过程中，根据目标功率与零增益信号的输出功率差值绝对值，进行动态增益调节，能够实现DAS中自动增益校准。
附图说明
图1为传统DAS装置的结构示意图；
图2为本发明用于DAS的自动增益校准方法第一个实施例的流程示意图；
图3为本发明用于DAS的自动增益校准方法第二个实施例的流程示意图；
图4为本发明用于DAS的自动增益校准系统第一个实施例的结构示意图；
图5为本发明用于DAS的自动增益校准系统第一个实施例的结构示意图；
图6为本发明用于DAS的自动增益校准方法与系统其中一个应用实例中DAS装置近端的工作流程示意图；
图7为本发明用于DAS的自动增益校准方法与系统其中一个应用实例中DAS装置远端的工作流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，DAS装置主要包含近端和远端两大部分，近端为多频接入单元接收并传输基站信号，主要包括各个频段的接入单元、分合路单元和光模块单元，近端可以配置两个光模块单元，一共8个光口，最大可以接8个远端，在自动增益校准时近端自身模拟基站信号发送给远端进行校准。远端为射频信号处理单元，接收处理基站和手持终端的信号，进行放大处理后发射出去进行交互，远端包括有控制管理单元和射频信号处理单元，远端一共可以接8个射频信号处理单元。
如图2所示，一种用于DAS的自动增益校准方法，包括步骤：
S200：接收需校准通道对应中心频点的零增益信号。
在DSA装置中远端接收需校准通道对应中心频点的零增益信号，具体来说，该信号来自于DSA装置中近端，需校准通道是由近端指定的通道。在实际应用中，DSA装置中近端任务接收来自监控中心客户端的校准指令，判断是手动校准还是自动校准，并根据选择的校准类型统计需要校准的通道数量。若是手动校准，则只校准选好的射频单元(需校准通道数量为单个)；若是自动校准，则需要按照通道的顺序，逐个校准所有在线的射频单元(需校准通道数量为多个)。
非必要的，在其中一个实施例中，步骤S200之前还包括：
步骤一：接收DAS中近端发送的校准指令，识别需增益校准的通道。
近端在接收到监控中心客户端的校准指令之后，识别需增益校准的通道。如之前，近端主要需要识别当前需要增益校准单个通道(手动校准)或多个通道(自动校准)，近端在识别之后会生成新的校准指令，并发送至远端。远端在接收到近端发送的校准指令时，识别需增益校准的通道，具体来说，在近端发送的校准指令中携带有通道的身份识别信息，例如预设通道编号等参数(例如1号通道)。
步骤二：发送需增益校准的通道对应的通道参数至近端，通道参数包括中心频点、目标功率以及频段信息。
远端在识别需校准通道之后，发送需校准通道对应的通道参数至近端，通道参数主要包括中心频点、目标功率以及频段信息。近端在接收到通道参数之后，发送一个以需校准通道对应中心频点的零增益信号至远端。在上述实施例中，DAS自动增益校准方法采用自发的内部信号进行校准处理，保证信号的质量与校准的准确性，并且能够支持自动和手动模式两种模式校准，可以单独的校准每一个通道，也可以自动化的全部一次性校准处理，增加了方法的灵活性。
S400：获取需校准通道对应的目标功率，并计算零增益信号的输出功率。
需校准通道对应的目标功率Ptgt是预先设定的，其可以根据行业规范或历史经验数据以及应用场景需求进行设定。具体来说，通道以及对应的目标功率是预选存储于DAS装置的远端中的。远端在读取需校准通道对应的目标功率的同时，计算零增益信号的输出功率Pout，具体计算过程可以采用一般信号功率检测设备、仪器以及处理器等进行测量和计算。
S600：计算目标功率与输出功率的差值绝对值。
对步骤S400获得的需校准通道对应的目标功率Ptgt与输出功率Pout进行比较，计算两者的差值绝对值dPA＝|Ptgt-Pout|。
S800：判断目标功率与输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值。
预设第一阈值可以根据实际情况并结合历史经验数据预先设定，其具体可以为0.5。
S920：若否，则根据差值绝对值进行增益调节，并返回计算零增益信号的输出功率的步骤。
当目标功率与输出功率的差值绝对值dPA不小于预设第一阈值时，根据差值绝对值dPA进行增益调节，并返回步骤S400重新计算增益调节后的零增益信号的输出功率的步骤开始新一轮的增益调节，直至最终获得的差值绝对值dPA。
S940：若是，则判定增益校准成功，终止操作。
当目标功率与输出功率的差值绝对值dPA小于预设第一阈值时，判定增益校准成功，终止操作。
本发明用于DAS的自动增益校准方法，接收需校准通道对应中心频点的零增益信号，获取需校准通道对应的目标功率，并计算零增益信号的输出功率，计算目标功率与输出功率的差值绝对值，判断目标功率与输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值，若否，则根据差值绝对值进行增益调节，并返回计算零增益信号的输出功率的步骤，直至差值绝对值小于预设阈值。整个过程中，根据目标功率与零增益信号的输出功率差值绝对值，进行动态增益调节，能够实现DAS中自动增益校准。
如图3所示，在其中一个实施例中，步骤S400之前还包括：
S300：获取初始化校准参数，并进行初始化，初始化校准参数包括初始射频开关状态、初始衰减值以及初始增益微调值。
在接收需校准通道对应中心频点的零增益信号之后，远端进入增益校准模式，获取自身内置的初始校准参数，进行初始化，初始化校准参数主要包括初始射频开关状态、初始衰减值以及初始增益微调值。具体来说，远端先保存系统数据中的衰减值、增益微调值和射频开关状态，然后更新调节结果为“调解中”，设置调节次数为0，调节时，如果射频开关为关，则自动打开，调节完成后恢复为关。并将增益微调值设置为0，将下行衰减值设置为5分贝。
在其中一个实施例中，当目标功率与最新输出功率的差值绝对值不小于预设第一阈值时，返回计算零增益信号的输出功率的步骤之后还包括：
步骤一：计数1次增益调节次数。
步骤二：当累计增益调节次数大于预设增益调节次数阈值时，判定自动增益校准失败，并终止操作。
针对增益调节次数进行累计，具体为：当目标功率与最新输出功率的差值绝对值不小于预设第一阈值时，记为1次增益调节。增益调节次数会进行累计，当累计次数大于预设增益调节次数阈值时，判定自动增益校准失败，退出增益调节流程。采用上述方式退出增益调节流程，可以有效避免整个增益调节陷入“死循环”，避免DAS装置在增益校准过程中卡顿在某个通道中。预设增益调节次数阈值是预先设定的数值，其可以基于实际应用场景，并参照DAS装置中远端实际数据处理能力进行设定，非必要的，预设增益调节次数阈值可以为10。更进一步来说，在计数1次增益调节次数之后延时10秒再进行判断累计增益调节次数是否大于预设增益调节次数阈值的操作。
在其中一个实施例中，根据差值绝对值进行增益调节的步骤包括：
步骤一：当目标功率与输出功率的差值绝对值大于预设第一阈值且小于预设第二阈值时，以预设第一步进值进行增益调节。
步骤二：当目标功率与输出功率的差值绝对值大于预设第二阈值时，以预设第二步进值进行增益调节，预设第一步进值小于预设第二步进值。
在本实施例中，针对差值绝对值dPA的大小采用不同的步进值进行增益调节，这样有利于提高DAS装置中增益校准的效率。具体来说，当差值绝对值dPA比较小的时候(大于预设第一阈值且小于预设第二阈值)，采用比较小的步进值进行增益调节，即进行微调，这样能够确保调节的准确；当差值绝对值dPA比较大的时候(大于预设第二阈值)，采用比较大的步进值进行增益调节，即进行较大幅度的调整，以使输出功率Pout快速接近目标功率Ptgt，提高增益调节的效率。更进一步来说，预设第二阈值为2，预设第一步进值为1，预设第二步进值为2。
如图4所示，一种用于DAS的自动增益校准系统，包括：
信号接收模块200，用于接收需校准通道对应中心频点的零增益信号。
功率获取模块400，用于获取需校准通道对应的目标功率，并计算零增益信号的输出功率。
差值绝对值计算模块600，用于计算目标功率与输出功率的差值绝对值；
判断模块800，用于判断目标功率与输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值。
第一处理模块920，用于当目标功率与输出功率的差值绝对值不小于预设第一阈值时，根据差值绝对值进行增益调节，并控制功率获取模块重新计算零增益信号的输出功率。
第二处理模块940，用于当目标功率与输出功率的差值绝对值小于预设第一阈值时，判定增益校准成功，终止操作。
本发明用于DAS的自动增益校准系统，信号接收模块200接收需校准通道对应中心频点的零增益信号，功率获取模块400获取需校准通道对应的目标功率，并计算零增益信号的输出功率，差值绝对值计算模块600计算目标功率与输出功率的差值绝对值，判断模块800判断目标功率与输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值，当目标功率与输出功率的差值绝对值不小于预设第一阈值时，第一处理模块920根据差值绝对值进行增益调节，并控制功率获取模块400重新计算零增益信号的输出功率，当目标功率与输出功率的差值绝对值小于预设第一阈值时，第二处理模块940判定增益校准成功，终止操作。整个过程中，根据目标功率与零增益信号的输出功率差值绝对值，进行动态增益调节，能够实现DAS中自动增益校准。
如图5所示，在其中一个实施例中，用于DAS的自动增益校准系统还包括：
初始化模块300，用于获取初始化校准参数，并进行初始化，初始化校准参数包括初始射频开关状态、初始衰减值以及初始增益微调值。
在其中一个实施例中，用于DAS的自动增益校准系统还包括：
识别模块，用于接收DAS中近端发送的校准指令，识别需增益校准的通道。
发送模块，用于发送需增益校准的通道对应的通道参数至近端，通道参数包括中心频点、目标功率以及频段信息。
在其中一个实施例中，第一处理模块920还包括：
计数单元，用于当目标功率与输出功率的差值绝对值不小于预设第一阈值时，计数1次增益调节次数。
判定单元，用于当累计增益调节次数大于预设增益调节次数阈值时，判定自动增益校准失败，并终止操作。
在其中一个实施例中，第一处理模块920还包括：
第一增益调节单元，用于当目标功率与输出功率的差值绝对值大于预设第一阈值且小于预设第二阈值时，以预设第一步进值进行增益调节。
第二增益调节单元，用于当目标功率与输出功率的差值绝对值大于预设第二阈值时，以预设第二步进值进行增益调节，预设第一步进值小于预设第二步进值。
为了更进一步详细解释本发明用于DAS的自动增益校准方法与系统的技术方案，下面将采用具体应用实例，详细介绍本发明用于DAS的自动增益校准方法与系统在实际应用于DAS装置时，整个DAS装置进行自动增益校准的过程。进一步的，为了还原真实应用场景，下面应用实例，将结合流程示意附图并且分别从DAS装置的近端和远端介绍整个自动增益校准的过程。
在DAS装置的近端，其工作流程如图6所示。
1、DAS装置中近端被启动，判断是否需要进行增益校准，当需要时，进入步骤2；当不需要时，延时预设时间返回判断是否需要进行增益校准的步骤。
2、接收指令，任务接收来自监控中心客户端的校准指令，判断是手动校准还是自动校准，并根据选择的校准类型统计需要校准的通道数量。若是手动校准，则只校准选好的射频单元；若是自动校准，则需要按照通道的顺序，逐个校准所有在线的射频单元。
3、统计校准信息：任务根据需要校准的射频单元数量，从远端获取对应通道的中心频点、目标功率和频段信息。
4、启动校准：根据上述步骤获得的信息，从第一个需要校准的射频单元开始，若该单元没有设定的中心频点，则根据频段信息与频点的关系查表，得到信号的中心频点，自发一个该中心频点的0增益大小的信号给远端。
5、判断校准结果：发送完信号后，等待查询远端返回该通道的校准结果，若返回是处理中，则继续发送查询命令，直到得到确切的结果，否则无论是校准成功还是失败，都记录并保存校准结果，关闭自发信号，并判断该通道是否为最后一个需要校准的通道，若不是则到下一个通道，并返回步骤4继续进行下一个通道的校准，若该通道为最后一个需要校准的通道，则完成此次校准。
6、结果处理：得到此次校准完成的标志后，近端关闭自发的内部信号，并核实得到的校准结果和需要校准的通道数，若不对应则上报校准异常，询问是否需要重新开启校准流程，若无异议则完成校准任务，保存结果，退出任务流程。
在DAS装置的远端，其工作流程如图7所示。
1、接收指令：远端接收到需要校准的指令后，开启校准流程，找到需要校准的通道号。
2、初始化校准数据：先保存系统数据中的衰减值、增益微调值和射频开关状态。然后更新调节结果为“调解中”，设置调节次数为0，调节时,如果射频开关为关,则自动打开，调节完成后恢复为关。并将增益微调值设置为0，将下行衰减值设置为5分贝。
3、计算调节系数：读取下行功放的输出功率，调节差值dPA＝|Ptgt-Pout|(Ptgt为该通道的目标功率，Pout为功放的实际输出功率)，第一次调节以调节差值再回退2dB，设置增益调节值(使Ptgt接近于Pout时再进行微调，提高调节效率)。
4、目标判断：判断调节次数是否大于10，若大于10，则进入步骤5，否则调节次数加1，调节增益后等待10秒，再次读取功放的输出功率，按照公式dPA＝|Ptgt-Pout|计算调节差值，若dPA的绝对值大于2，则以2位步进调节增益微调；若dPA的绝对值大于0.5，则以1为步进调节，并返回步骤4继续等待；若达到调节目标||Ptgt-Pout|＜0.5，则认为调节成功，进入步骤6。
5、调节失败：记录结果为失败，并设置增益微调值为0，还原衰减值和射频开关状态，退出调节流程。
6、调节成功：记录结果为成功，保存设置的增益微调值，还原衰减值和射频开关状态，结束调节流程。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种用于分布式天线系统的自动增益校准方法，其特征在于，包括步骤：
接收需校准通道对应中心频点的零增益信号；
获取所述需校准通道对应的目标功率，并计算所述零增益信号的输出功率；
计算所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值；
判断所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值；
若否，则根据所述差值绝对值进行增益调节，并返回所述计算所述零增益信号的输出功率的步骤；
若是，则判定增益校准成功，终止操作；
所述接收需校准通道对应中心频点的零增益信号的步骤之前还包括：
接收分布式天线系统中近端发送的校准指令，识别需增益校准的通道；
发送所述需增益校准的通道对应的通道参数至所述近端，所述通道参数包括中心频点、目标功率以及频段信息。
2.根据权利要求1所述的用于分布式天线系统的自动增益校准方法，其特征在于，所述获取所述需校准通道对应的目标功率，并计算所述零增益信号的输出功率的步骤之前还包括：
当接收需校准通道对应中心频点的零增益信号时，获取初始化校准参数，并进行初始化，所述初始化校准参数包括初始射频开关状态、初始衰减值以及初始增益微调值。
3.根据权利要求1所述的用于分布式天线系统的自动增益校准方法，其特征在于，当所述目标功率与最新所述输出功率的差值绝对值不小于预设第一阈值时，返回所述计算所述零增益信号的输出功率的步骤之后还包括：
计数1次增益调节次数；
当累计增益调节次数大于预设增益调节次数阈值时，判定自动增益校准失败，并终止操作。
4.根据权利要求1所述的用于分布式天线系统的自动增益校准方法，其特征在于，所述根据所述差值绝对值进行增益调节的步骤包括：
当所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值大于所述预设第一阈值且小于预设第二阈值时，以预设第一步进值进行增益调节；
当所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值大于所述预设第二阈值时，以预设第二步进值进行增益调节，所述预设第一步进值小于所述预设第二步进值。
5.一种用于分布式天线系统的自动增益校准系统，其特征在于，包括：
信号接收模块，用于接收需校准通道对应中心频点的零增益信号；
功率获取模块，用于获取所述需校准通道对应的目标功率，并计算所述零增益信号的输出功率；
差值绝对值计算模块，用于计算所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值；
判断模块，用于判断所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值是否小于预设第一阈值；
第一处理模块，用于当所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值不小于所述预设第一阈值时，根据所述差值绝对值进行增益调节，并控制所述功率获取模块重新计算所述零增益信号的输出功率；
第二处理模块，用于当所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值小于所述预设第一阈值时，判定增益校准成功，终止操作；
识别模块，用于接收分布式天线系统中近端发送的校准指令，识别需增益校准的通道；
发送模块，用于发送所述需增益校准的通道对应的通道参数至所述近端，所述通道参数包括中心频点、目标功率以及频段信息。
6.根据权利要求5所述的用于分布式天线系统的自动增益校准系统，其特征在于，还包括：
初始化模块，用于接收需校准通道对应中心频点的零增益信号时，获取初始化校准参数，并进行初始化，所述初始化校准参数包括初始射频开关状态、初始衰减值以及初始增益微调值。
7.根据权利要求5所述的用于分布式天线系统的自动增益校准系统，其特征在于，所述第一处理模块还包括：
计数单元，用于当所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值不小于所述预设第一阈值时，计数1次增益调节次数；
判定单元，用于当累计增益调节次数大于预设增益调节次数阈值时，判定自动增益校准失败，并终止操作。
8.根据权利要求5所述的用于分布式天线系统的自动增益校准系统，其特征在于，所述第一处理模块还包括：
第一增益调节单元，用于当所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值大于所述预设第一阈值且小于预设第二阈值时，以预设第一步进值进行增益调节；
第二增益调节单元，用于当所述目标功率与所述输出功率的差值绝对值大于所述预设第二阈值时，以预设第二步进值进行增益调节，所述预设第一步进值小于所述预设第二步进值。
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