CN108092724A - 对称式中继器及其测量天线隔离度的方法 - Google Patents

Abstract

在测量无线信道的噪声功率之后，第一站台依据噪声功率，产生测试信号，并将测试信号由第一站台的第一天线广播，第二站台的第二天线接收测试信号，辨识测试信号，并计算第一天线与第二天线的隔离度。第一站台与第二站台组成对称式中继器，用以转送服务信号，且测试信号的操作频率位于服务信号的主瓣频谱之外。

Description

对称式中继器及其测量天线隔离度的方法

技术领域

本发明描述了一种测量天线隔离度的方法，尤其涉及一种应用于对称式中继器天线的隔离度测量方法。

背景技术

随着科技日新月异，各种通讯设备已广泛地应用于日常生活之中，例如手机、移动电话、远程遥控器等等。以手机为例，在两用户使用手机进行通讯时，发话端的使用者的手机会传送上行(Uplink)信号至基站，而基站会将上行信号做信号处理，并产生下行信号至收话端的使用者的手机。由于上行信号以及下行信号均通过无线信道(Wireless Channel)进行传输，因此，用户所在的位置、移动速度、以及环境因素都会影响无线信道的质量。在许多情况中，由于无线信道的质量不良，造成了发话端的使用者的手机与收话端的使用者的手机之间的服务信号，通过基站进行信号沟通时的信噪比(Signal to Noise Ratio)下降，导致通讯质量变差甚至断讯的结果。

为了改善通讯质量，一般会利用双天线的中继器(Repeater)进行信号增幅，并将增幅后的上行/下行信号传送至用户装置或是基站。举例而言，双天线的中继器可设置于基站与收话端的使用者的手机之间。双天线的中继器会接收到基站产生的下行信号，并将下行信号增幅后再传送至收话端的使用者的手机。而在双天线的中继器中，天线隔离度(Antenna Isolation)为中继器进行信号转送的重要性能指标，表示了双天线的中继器中，两根天线的信号传输衰减程度。在传统双天线的中继器中，测量天线隔离度的方法具有以下缺点：第一、中继器一端的天线所发出的测试信号被另一端的天线所接收时，会产生回音(Echo)干扰，影响测量结果。第二、传统双天线的中继器需要使用外部的仪器，且须要依赖工程人员的辅助手动测量天线隔离度，非常费时费力。第三、在中继器的一侧发送测试信号估计天线两端的衰减程度而进行隔离度计算时，其衰减量也包含缆线部分所造成的信号衰减，因此测量结果会有高误差值。第四、在中继器的一侧发送测试信号时，若测试信号的操作频率在基站所发送的服务信号的主瓣(Main Lobe)带宽内，则测试信号就会严重干扰到服务信号。

发明内容

本发明的一个实施例描述了一种测量天线隔离度的方法，包含测量第一站台与第二站台之间无线信道的噪声功率。第一站台依据噪声功率，产生测试信号，并将测试信号由第一站台的第一天线广播。第二站台的第二天线接收测试信号，并根据接收结果判断测试信号是否能成功地被辨识。若测试信号辨识失败，第二站台发送辨识失败信息至第一站台。第一站台收到辨识失败信息后，产生更新的测试信号，并将更新的测试信号由第一站台的第一天线广播。第二站台的第二天线接收更新的测试信号。辨识更新的测试信号，并计算第一天线与第二天线的隔离度。第一站台与第二站台组成对称式中继器，对称式中继器链接于基站及用户装置，用以在基站及用户装置之间转送服务信号，且测试信号的操作频率位于服务信号的主瓣频谱之外。

本发明另一实施例描述了一种对称式中继器，包含第一天线、第一站台、第二天线以及第二站台。第一天线链接用户装置。第一站台包含第一下行电路与第一上行电路。第一下行电路包含通过第一双工器耦接于第一天线的第一开关、耦接于第一开关的第一放大器、耦接于第一放大器的第一服务信号混合器、耦接于第一服务信号混合器的第一服务信号频率合成器及第一服务信号带通滤波器、耦接于第一开关的第一测试信号带通滤波器、耦接于第一测试信号带通滤波器的第一测试信号混合器、耦接于第一测试信号混合器的第一测试信号频率合成器，以及耦接于第一测试信号频率合成器的第一测试信号收发芯片。第一上行电路耦接于第一双工器。第二天线链接基站。第二站台包含第二下行电路及第二上行电路。第二下行电路包含通过第二双工器耦接于第二天线的第二开关、耦接于第二开关的第二放大器、耦接于第二放大器的第二服务信号混合器、耦接于第二服务信号混合器的第二服务信号频率合成器、耦接于第二服务信号混合器及第一服务信号带通滤波器的第二服务信号带通滤波器、耦接于第二开关的第二测试信号混合器、耦接于第二测试信号混合器的第二测试信号频率合成器、耦接于第二测试信号混合器的第二测试信号带通滤波器、以及耦接于第二测试信号带通滤波器的第二测试信号收发芯片。第二上行电路耦接于第二双工器及第一上行电路。对称式中继器用以在基站及用户装置之间转送服务信号，第一测试信号收发芯片用以产生测试信号，且第一测试信号频率合成器、第一测试信号混合器及第一测试信号带通滤波器用以将测试信号的操作频率设定于服务信号的主瓣频谱之外。

附图说明

图1是为本发明的对称式中继器的架构图。

图2是为图1的对称式中继器，设置于建筑物上且用以将基站及用户装置间的服务信号进行转送的示意图。

图3是为服务信号的频谱以及测试信号的操作频率的示意图。

图4是为本发明的天线隔离度测量的方法的流程图。

图5是为测试信号在不同时间点的功率变化的示意图。

具体实施方式

图1为对称式中继器100的架构图。应先理解的是，本发明的对称式中继器100的功能在于将基站BS发给用户装置UE的下行服务信号做转送处理，或是将用户装置UE发给基站BS的上行服务信号做转送处理。因此，对称式中继器100会链接于基站BS以及用户装置UE，且链接的方式可通过无线传输通道进行链接。对称式中继器100包含第一站台MS以及第二站台SL。第一站台MS的第一天线AT1链接于用户装置UE。第二站台SL的第二天线AT2链接于基站BS。在对称式中继器100中，第一站台MS也可称为主要站台(Master Side/Station)，且属于第一站台MS的第一天线AT1也可称为服务端天线(Service Antenna)。第二站台SL也可称为从属站台(Slave Side/Station)，且属于第二站台SL的第二天线AT2也可称为施主端天线(Donor Antenna)。第一站台MS与第二站台SL之间可通过缆线(Cable)DLC以及ULC连接。第一站台MS内可包含第一下行电路DL1以及第一上行电路UL1。第二站台SL内可包含第二下行电路DL2以及第二上行电路UL2。第一上行电路UL1可通过缆线ULC与第二上行电路UL2耦接，第一下行电路DL1可通过缆线DLC与第二下行电路DL2耦接。如图1所示，第一下行电路DL1包含第一开关SW1、第一放大器AMP1、第一服务信号频率合成器(FrequencySynthesizer)S11及第一测试信号频率合成器S12、第一服务信号混合器(Mixer)MX11及第一测试信号混合器MX12、第一服务信号带通滤波器(Band-Pass Filter)BP11及第一测试信号带通滤波器BP12、以及第一测试信号收发芯片SC1。第二下行电路DL2包含第二开关SW2、第二放大器AMP2、第二服务信号频率合成器S21及第二测试信号频率合成器S22、第二服务信号混合器MX21及第二测试信号混合器MX22、第二服务信号带通滤波器BP21及第二测试信号带通滤波器BP22、以及第二测试信号收发芯片SC2。第一测试信号收发芯片SC1以及第二测试信号收发芯片SC2具有产生、发送、及接收测试信号的能力，其功能以及产生测试信号的方法将如后文详述。

对称式中继器100各组件的耦接状态描述如下。第一天线AT1可用无线的方式链接于用户装置UE。在第一站台MS的第一下行电路DL1中，第一开关SW1通过第一双工器Dup1耦接于第一天线AT1。第一放大器AMP1耦接于第一开关SW1。第一服务信号混合器MX11耦接于第一放大器AMP1。第一服务信号频率合成器S11耦接于第一服务信号混合器MX11。第一服务信号带通滤波器BP11耦接于第一服务信号混合器MX11。第一测试信号带通滤波器BP12耦接于第一开关SW1。第一测试信号混合器MX12耦接于第一测试信号带通滤波器BP12。第一测试信号频率合成器S12耦接于第一测试信号混合器MX12。第一测试信号收发芯片SC1耦接于第一测试信号频率合成器MX12。第一上行电路UL1耦接于第一双工器Dup1。第二天线AT2可用无线的方式链接于基站BS。在第二站台SL的第二下行电路DL2中，第二开关SW2通过第二双工器Dup2耦接于第二天线AT2。第二放大器AMP2耦接于第二开关SW2。第二服务信号混合器MX21耦接于第二放大器AMP2。第二服务信号频率合成器S21耦接于第二服务信号混合器MX21。第二服务信号带通滤波器BP21，耦接于第二服务信号混合器MX21及第一服务信号带通滤波器BP11。第二测试信号混合器MX22耦接于第二开关SW2。第二测试信号频率合成器S22耦接于第二测试信号混合器MX22。第二测试信号带通滤波器BP22耦接于第二测试信号混合器MX22。第二测试信号收发芯片SC2耦接于第二测试信号带通滤波器BP22。第二上行电路UL2，耦接于第二双工器Dup2及第一上行电路UL1。然而，应当理解的是，本发明的对称式中继器100的架构并不被图1所局限。举例而言，在其它实施例中，当对称式中继器100中第一测试信号收发芯片SC1以及第二测试信号收发芯片SC2支持很广的带宽时，第一测试信号混合器MX12、第一测试信号频率合成器S12、第二测试信号混合器MX22以及第二测试信号频率合成器S22可以省略。为了便于理解，下文将描述一个下行传输的例子。

对称式中继器100在下行传输的方式如下。首先，基站BS会产生下行服务信号，并广播下行服务信号至无线环境中。接着，对称式中继器100的第二站台SL的第二天线AT2会接收到下行服务信号，并通过第二双工器(Duplexer)Dup2将下行服务信号传送至第二下行电路DL2中。当第二下行电路DL2中的第二开关SW2为上切状态时，下行服务信号会被第二放大器AMP2接收，第二放大器AMP2会将下行服务信号放大。放大后的下行服务信号会被第二服务信号频率合成器S21以及第二服务信号混合器MX21处理，输出的结果为将放大后的下行服务信号的中心频率载到默认的载波频率(Carrier Frequency)。而放大后的下行服务信号的中心频率被偏移的目的可以是降低之后通过缆线DLC传输的信号衰减度。当放大后的下行服务信号的中心频率被偏移后，会被第二服务信号带通滤波器BP21处理，以滤除服务信号的预定带宽外的噪声。接着，中心频率被偏移且功率被放大的下行服务信号会通过缆线DLC传输至第一下行电路DL1中。第一下行电路DL1收到中心频率被偏移且功率被放大的下行服务信号后，会利用第一服务信号带通滤波器BP11作为频谱屏蔽，以保证滤出的信号为中心频率被偏移且功率被放大的下行服务信号。接着，第一下行电路DL1会利用第一服务信号频率合成器S11以及第一服务信号混合器MX11，将功率被放大的下行服务信号的中心频率还原成基站所发送的原始频率状态。接着，第一放大器AMP1会将功率被放大的下行服务信号的功率再次放大，并通过上切状态的第一开关SW1以及第一双工器Dup1将具有功率增益的下行服务信号传送至第一天线AT1。最后，第一天线AT1可将具有功率增益的下行服务信号传送至用户装置UE。于此说明，具有功率增益的下行服务信号的功率增益约略等于第二放大器AMP2的功率增益，加上第一放大器AMP1的功率增益，减去缆线DLC的功率衰减幅度，所有功率增益的计算可为对数尺度(Log Scale)的计算。因此，对于用户装置UE而言，将收到较佳质量的下行服务信号。而上行服务信号由用户装置UE通过对称式中继器100中的第一上行电路UL1、第二上行电路UL2而传至基站BS的方式对称于下行服务信号的传输方式。第一上行电路UL1、第二上行电路UL2的结构也对称于第一下行电路DL1、第二下行电路DL2的结构，因此将省略其描述。

图2为对称式中继器100，设置于建筑物B上且用以将基站BS及用户装置UE间的服务信号做转送的示意图。如前述，对称式中继器100的功能在于将基站BS发给用户装置UE的下行服务信号做转送处理，或是将用户装置UE发给基站BS的上行服务信号做转送处理。举例而言，当用户装置UE位于收讯不良的地方，表示用户装置UE与基站BS的无线信道为深度衰减的通道(Deep Fading Channel)。而无线信道不良(例如信道频率增益过小，ChannelGain Distortion)会造成通话质量降低甚至断讯。当引入对称式中继器100时，对称式中继器100的第一站台MS的第一天线AT1的位置可以做优化的调整，使第一天线AT1与用户装置UE之间的无线信道质量保持良好。同样地，对称式中继器100的第二站台SL的第二天线AT2的位置可以做优化的调整，使第二天线AT2与基站BS之间的无线信道质量保持良好。并且，第一站台MS与第二站台SL之间可用缆线DLC以及ULC耦接。由于缆线DLC以及ULC较不易受到外界环境的因素干扰而影响传输质量，故第一站台MS与第二站台SL之间不会受到较差的无线传输通道的影响。换句话说，原本基站BS及用户装置UE之间的无线信道可能很差，但引入了对称式中继器100之后，第一天线AT1与用户装置UE之间的无线信道，以及第二天线AT2与基站BS之间的无线通道可被优化。因此，可提升基站BS及用户装置UE间信号传输的可靠度。然而，本发明的对称式中继器100的硬件架构进行任何的合理变换均属于本发明的范畴。举例而言，对称式中继器100的缆线DLC以及缆线ULC的长度可以为任意长度的缆线，甚至，缆线DLC以及缆线ULC的长度可以为零。换句话说，对称式中继器100的第一站台MS与第二站台SL可不通过缆线而直接电性耦接，也就是说，对称式中继器100的第一站台MS与第二站台SL可为一体成形的站台。在本发明中，对称式中继器100除了具备将服务信号进行转送的功能外，也具备了计算第一天线AT1与第二天线AT2的隔离度的能力，描述如下。

如前文所述的对称式中继器100的架构(如图1所示)，当第一站台MS内的第一开关SW1为上切状态，且第二站台SL内的第二开关SW2也为上切状态时，基站BS下行服务信号可通过第二站台SL以及第一站台MS传输至用户装置UE。然而，当第一站台MS内的第一开关SW1以及第二站台SL内的第二开关SW2均为下切状态时，第一站台MS可产生适当的测试信号，并将测试信号由第一天线AT1广播。随后，若第二站台SL的第二天线AT2接收并能辨识测试信号，则第一天线AT1与第二天线AT2的天线隔离度(后文将简称为，隔离度Isolation)将会被计算出来。然而，应当了解的是，第一开关SW1与第二开关SW2的上切状态以及下切状态仅为本发明切换传输模式的实施例而已，第一开关SW1与第二开关SW2可用任何的同步切换方式实现不同的传输模式。在本实施例中，第一站台MS内的第一测试信号收发芯片SC1将依据测试信号的数据，产生测试信号。测试信号的数据包含测试信号的载波频率的数据，且载波频率位于服务信号的主瓣频谱之外。第一下行电路DL1会利用第一测试信号频率合成器S12以及第一测试信号混合器MX12，将测试信号的中心频率载到预定的载波频率上。接着，第一下行电路DL1会利用第一测试信号带通滤波器BP12，将测试信号的带宽限制在一个预定的带宽之内，并滤除预定带宽之外的噪声。随后，测试信号将通过第一双工器Dup1以及第一天线AT1广播。接着，第二站台SL的第二天线AT2会接收到测试信号。之后，第二下行电路DL2会利用第二测试信号频率合成器S22以及第二测试信号混合器MX22，将测试信号的载波频率还原成原始的频率状态，再利用第二测试信号带通滤波器BP22作为频谱屏蔽，以保证滤出的信号为预定带宽范围内的测试信号。最后，测试信号将被第二测试信号收发芯片SC2接收。并且，若第二测试信号收发芯片SC2可以成功地辨识测试信号，则测试信号内的信息将可被解析，测试信号的接收功率也可以被解析。因此，第一天线AT1与第二天线AT2的隔离度将可被计算。然而，为了让测试信号对于基站广播的服务信号的影响量降低，测试信号的载波频率以及带宽将经过特别的设计，描述如下。

图3为服务信号的频谱SP1以及SP2与测试信号Pilot的带宽BWP之示意图。应当了解的是，根据傅立叶变换定律，一个时间区间的信号频谱，在频域上的频率范围为正负无限延伸。例如，时间区间To的方波信号频谱，在频域上即为频率范围为正负无限延伸的Sinc函数波形。而信号频谱包含了主瓣部分(Main Lobe Spectrum)以及无限延伸的旁瓣(SideLobe Spectrum)部分。频谱的主瓣部分的带宽范围的能量约略超过整个信号频谱的95％以上的能量(可视为对频谱的积分面积比例)。在图3中，服务信号的频谱SP1可为对应第一电信公司的服务信号(例如台湾大哥大)。服务信号的频谱SP2可为对应第二电信公司的服务信号(例如远传电信)。服务信号的频谱SP1的主瓣部分的带宽BW1假设为20MHz(赫兹)。而服务信号的频谱SP1的旁瓣部分的频谱边缘Edge1位于频谱SP1主瓣部分的带宽BW1之外。同理，服务信号的频谱SP2的旁瓣部分的频谱边缘Edge2位于频谱SP2主瓣部分的带宽BW2之外。如前述，频谱的主瓣部分的带宽范围的能量约略超过整个信号频谱的95％以上的能量，且服务信号在频谱主瓣部分的带宽内的功率较大。因此，若测试信号Pilot的载波频率被设定于服务信号频谱主瓣部分的带宽内，则会对服务信号产生非常大的频率干扰(RadioJamming)，严重时甚至会让服务信号传输中断。因此，对称式中继器100在发送测试信号Pilot的概念在于，尽可能地降低测试信号Pilot对服务信号的频谱影响。在图3中，测试信号Pilot的带宽BWP位于服务信号的主瓣频谱之外。换句话说，对于服务信号的频谱SP1而言，测试信号Pilot的带宽BWP的位置条件为位于主瓣频谱的带宽外，即带宽BWP必须置于边界a的频率之上。对于服务信号的频谱SP2而言，测试信号Pilot的带宽BWP的位置条件也必须为位于主瓣频谱的带宽外，即带宽BWP必须置于边界b的频率之下。因此，同时符合边界a的频率之上以及边界b的频率之下的条件的测试信号Pilot的带宽BWP即具备了优化的带宽位置。换句话说，测试信号Pilot的操作频率会在边界a的频率以及边界b的频率之间。在本实施例中，测试信号Pilot的带宽BWP可为20kHz。

承接图3，测试信号Pilot的带宽位于服务信号主瓣频谱之外具有以下优点。第一、由于测试信号Pilot不会干扰到服务信号的主瓣频谱，对于服务信号而言，保证了信号传输质量。第二、对于服务信号而言，在旁瓣频谱内的频谱边缘的功率衰减量很大，假设衰减量为Z dB(分贝)。对于测试信号Pilot而言，服务信号为干扰噪声，服务信号的能量降低意味着对称式中继器100可以不用使用高功率的测试信号Pilot即可完成隔离度的测量，降低了功率消耗量。第三、由于测试信号Pilot的带宽BWP比服务信号的主瓣频谱带宽要小，因此测试信号Pilot的带宽BWP相对于服务信号的主瓣频谱带宽可视为窄带宽(Narrow Band)。因此，在测试信号Pilot的带宽BWP内接收到的服务信号的能量也会下降，下降的比例取决于测试信号的带宽BWP除以服务信号的主瓣频谱的带宽(例如BW1)的比值。在本实施例中，此比值Y为(20kHz/20MHz)，因此信号衰减量为10log(20kHz/20MHz)＝-30dB，Y即代表30dB的信号衰减量。因此，如同上述的优点，对称式中继器100可以不用使用高功率的测试信号Pilot即可完成隔离度的测量，降低了功率消耗量。更详细地说，假设服务信号的接收功率为X、测试信号Pilot的带宽BWP除以服务信号的主瓣频谱的带宽(例如BW1)的比值为Y，服务信号的旁瓣频谱的衰减量为Z，由于对测试信号Pilot而言，服务信号为干扰噪声，因此，第一天线AT1广播测试信号Pilot的最小发送功率为(X-Y-Z)，且功率X、比值Y及衰减量Z为三个对数尺度(Log Scale)的数值。以一个实际的例子而言，假设服务信号的接收功率为-40(dBm，分贝毫瓦)、比值Y为30dB衰减(原因为窄带宽效应)、衰减量Z为30dB(原因为频谱边缘衰减)。则对于对称式中继器100而言，只要由(-40dBm-30dB-30dB)功率开始产生测试信号Pilot即可。然而，在较佳的实施例中，测试信号Pilot也可由约略大于无线信道中的噪声功率Pnoise(如图5所示)开始发送。任何测试信号Pilot合理的发送功率变换均属于本发明的范畴。然而，在实际的无线通道的环境中，对于测试信号Pilot而言，除了服务信号会被视为干扰噪声之外，热噪声(Thermal Noise)也会视为测试信号Pilot被干扰的因素之一，因此，测试信号Pilot需要不断地改变其发射功率，以使第二测试信号收发芯片SC2可以成功地辨识测试信号Pilot，并依此计算隔离度。下文将描述本发明的天线隔离度测量的方法的流程。

图4为本发明的天线隔离度测量的方法的流程图。本发明的天线隔离度测量的方法包含步骤S401至步骤S411。然而，天线隔离度测量的方法并不被图4的步骤所局限，任何步骤的合理变更及修正均属于本发明的范畴。步骤S401至步骤S411描述如下：

步骤S401：输入测试信号Pilot的数据至第一站台MS；

步骤S402：第一站台MS发出通知信号至第二站台SL，并将第一站台MS与第二站台SL同步；

步骤S403：测量第一站台MS与第二站台SL之间无线信道的噪声功率Pnoise；

步骤S404：第一站台MS产生测试信号Pilot，并将测试信号Pilot由第一站台MS的第一天线AT1广播，其中测试信号Pilot的功率为Ppilot，且功率为Ppilot大于噪声功率Pnoise；

步骤S405：第二站台SL的第二天线AT2接收测试信号Pilot；

步骤S406：第二站台SL辨识测试信号Pilot，若辨识成功，执行步骤S407，若辨识失败，执行步骤S408；

步骤S407：依据测试信号Pilot计算第一天线AT1与第二天线AT2的隔离度。

步骤S408：第二站台SL发送辨识失败信息至第一站台MS；

步骤S409：第一站台MS设定更新的测试信号Pilot的功率为Ppilot＝Ppilot+α，其中α为预定功率增加量；

步骤S410：判断更新的测试信号Pilot的功率Ppilot是否大于预定值？若是，执行步骤S411，若否，返回步骤S404；

步骤S411：结束。

各步骤描述如下。在步骤S401中，第一站台MS会被输入测试信号Pilot的一些设定数据，例如测试信号的载波频率的数据、频谱边缘的频率数据(Band Edge Frequency)等等。在步骤S402中，第一站台MS会发出通知信号至第二站台SL，并将第一站台MS与第二站台SL同步。在此，通知信号包含测试信号Pilot的传送时间信息(Transmit Time Window，例如测试信号Pilot在两时间点之间的时间区间信息)、调制信息(Modulation)、传输速率信息(Data Rate)和/或传送序列信息(Data Sequence)。在步骤S403中，第一站台MS与第二站台SL之间无线信道的噪声功率Pnoise会被测量，此环境噪声功率Pnoise测量的步骤可由第二站台SL执行。第二站台SL测量环境噪声功率Pnoise之后，会通过缆线，传送一个响应消息(Acknowledgement)至第一站台MS。随后，在步骤S404中，第一站台MS产生测试信号Pilot，并将测试信号Pilot由第一站台MS的第一天线AT1广播，其中测试信号Pilot的功率为Ppilot且功率Ppilot大于噪声功率Pnoise。换句话说，在步骤S404中，第一站台MS的第一天线AT1所发出的测试信号Pilot的初始功率可为接近或稍大于噪声功率Pnoise。在步骤S405中，第二站台SL的第二天线AT2在预定时间区间内接收测试信号Pilot。并且，在步骤S406中，第二站台SL会根据接收结果，判断测试信号Pilot是否能成功地被辨识，并尝试辨识测试信号Pilot，若成功辨识，表示测试信号Pilot的接收功率已经足够，则依据步骤S407，第一天线AT1与第二天线AT2的隔离度将会被计算出来。反之，若辨识失败(包含已接收到测试信号但是辨识不出信号内容或是根本未接收到测试信号)，依据步骤S408，第二站台SL会发送辨识失败信息至第一站台MS，以使第一站台MS准备产生更新的测试信号Pilot。当第一站台MS收到辨识失败信息后，依据步骤S409，第一站台MS会设定更新的测试信号Pilot的功率为Ppilot＝Ppilot+α，其中α为预定功率增加量。举例而言，预定功率增加量α可为10dB的递增量。于此说明，测试信号Pilot的功率为Ppilot以及功率增加量α在上述中均使用对数尺度(Log Scale)的数值，因此上述所用的运算符号为加法。然而，若以非对数尺度的数值而言，更新后的测试信号Pilot的功率即为原测试信号Pilot的功率乘上功率增加量。然而，测试信号Pilot的功率Ppilot也会具有一个上限值，如前述，对于服务信号而言，测试信号Pilot即为噪声。因此，若测试信号Pilot的功率Ppilot过大，对于服务信号而言，也会造成无法忽略的干扰。因此，为了避免更新的测试信号Pilot的功率Ppilot过强(Ppilot＝Ppilot+α)，在步骤S410中，对称式中继器100会判断更新的测试信号Pilot的功率是否大于预定值。若更新的测试信号Pilot的功率大于预定值，则依据步骤S411，结束天线隔离度测量程序，反之，若更新的测试信号Pilot的功率没有大于预定值，则返回步骤S404，继续天线隔离度的测量程序。测试信号Pilot在更新时的最大功率的预定值可设定为对称式中继器100的最大功率放大倍率。可参考图5，测试信号Pilot的最大功率可设定为中继器所支持的最大功率放大倍率Max_Gain。并且，由于测试信号Pilot的初始发送功率可为接近或稍大于无线信道中的噪声功率Pnoise，因此，当测试信号Pilot进行更新时，最后更新的测试信号Pilot(例如图5在时间点Tn所发射的测试信号Pilot)与测试信号Pilot的初始发送功率之功率差Delta会小于Max_Gain-Pnoise(即，Delta<Max_Gain-Pnoise)。于此说明，本发明的天线隔离度测量的方法并不局限于使用图4的流程步骤。任何合理的变换均属于本发明所应用的范畴。举例而言，在其它实施例中，步骤S406之后的流程可以替换为，第二站台SL不会主动发送测试信号Pilot辨识失败的信息至第一站台MS。第二站台SL只有在测试信号Pilot被成功辨识后才会发送接收成功的信息至第一站台MS。因此，对于第一站台MS而言，可预先设定一段时间区间(等待的时间区间)，若第一站台MS在时间区间内未接收到接收成功的信息，则第一站台MS会产生更新的测试信号。然而，这个程序可以被重复地执行，直到第一站台MS收到第二站台SL所发的接收成功的信息为止。又或者是，在其它实施例中，步骤S401至步骤S411的流程亦可以替换为将测试信号Pilot由第二站台SL发送至第一站台MS，甚至将测试信号收发芯片设置于上行电路中，而对应的步骤亦可合理替换。如前述，任何硬件的合理变换及组合均属于本发明所公开的范畴。

简单来说，在天线隔离度测量程序中，测试信号Pilot的初始功率会被设定与噪声功率相似或是稍高，第二站台SL会接收到测试信号Pilot并判断测试信号Pilot是否能被辨识。若测试信号Pilot无法被辨识，测量程序会进入步骤S404、步骤S405、步骤S406、步骤S408、步骤S409以及步骤S410的循环，逐渐地增加测试信号Pilot的功率Ppilot，并传送更新后的测试信号Pilot，一直到测试信号Pilot可被辨识或是测试信号Pilot的功率大于预定值为止。图5为测试信号Pilot在不同时间点的功率变化的示意图。如图5所示，Y轴为功率P，X轴为时间。在时间点T1时，测试信号Pilot的初始功率Ppilot会被设定与噪声功率Pnoise相似或是稍高，若时间点T1的测试信号Pilot无法被辨识，在时间点T2的测试信号Pilot的功率Ppilot会被更新为(Ppilot＝Ppilot+α)，相较于时间点T1的功率增加了αdB。若时间点T2的测试信号Pilot无法被辨识，在时间点T3的测试信号Pilot的功率Ppilot会被更新为(Ppilot＝Ppilot+α)，相较于时间点T2的功率增加了αdB。依此类推，若时间点T4的测试信号Pilot无法被辨识，在时间点T5的测试信号Pilot的功率Ppilot会被更新为(Ppilot＝Ppilot+α)，相较于时间点T4的功率增加了αdB。这个功率递增的程序会一直进行，直到测试信号Pilot可被辨识或是测试信号Pilot在时间点Tn的功率接近于预定值(如最大功率放大倍率Max_Gain)为止。并且，本发明的天线隔离度定义可为第一天线AT1所广播的测试信号Pilot(可能为经过几次更新后的Pilot)与第二天线AT2成功接收到测试信号Pilot的功率比值。

综上所述，本发明描述了一种天线隔离度测量的方法，可应用于对称式中继器。天线隔离度测量的方法是一种基于测试信号的测量方法，具有以下优点。第一、第一站台(Master Side)会在服务信号频谱的边缘端发送测试信号，因此降低了对服务信号的频谱干扰，保证了服务信号的传输质量。第二、对称式中继器会以渐进式的方式，将测试信号的发射功率由低逐渐往上递增，因此，可以有效降低功率消耗量以及能降低对服务信号的干扰程度。第三、测试信号的发送功率会有一个上限值，以避免测试信号过强而干扰到服务信号。第四、第一站台摆设的位置通常是基站信号难以到达的地方，因此，第一站台所发送的测试信号对其它基站的影响可以忽略。第五、测试信号的数据量不大，因此可用较低速率传输，并且因旁瓣频谱的边缘部分的衰减量以及窄带宽的效果，故可以使用灵敏度高的天线接收。使用高灵敏度的接收天线意味着测试信号的发送功率可以很小，因此测试信号对服务信号的通信影响将进一步地降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依据本发明申请专利范围所做出的等价变化与修改，均应属本发明的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种测量天线隔离度的方法，包含：

一第一站台产生一测试信号，并将该测试信号由该第一站台的一第一天线广播；

一第二站台的一第二天线接收该测试信号；及

辨识该测试信号，并计算该第一天线与该第二天线的一隔离度；

其中该第一站台与该第二站台组成一对称式中继器，该对称式中继器链接于一基站及一用户装置，用以在该基站及该用户装置之间转送一服务信号，且该测试信号的一操作频率位于该服务信号的主瓣频谱之外。

2.如权利要求1所述的方法，其中该第一天线与该第二天线的该隔离度为该第一天线所广播的该测试信号及该第二天线所接收的该测试信号的一功率比值。

3.一种测量天线隔离度的方法，包含：

一第一站台产生一测试信号，并将该测试信号由该第一站台的一第一天线广播；

该第二站台的一第二天线接收该测试信号；

若该测试信号接收失败，该第一站台产生一更新的测试信号，并将该更新的测试信号由该第一站台的该第一天线广播；

该第二站台的该第二天线接收该更新的测试信号；及

辨识该更新的测试信号，并计算该第一天线与该第二天线的一隔离度；

其中该第一站台与该第二站台组成一对称式中继器，该对称式中继器链接于一无线基站及一用户端装置，用以在该无线基站及该用户端装置之间转送一服务信号，且该测试信号及该更新的测试信号的带宽操作频率位于该服务信号的主瓣频谱之外。

4.如权利要求3所述的方法，该第一站台产生该更新的测试信号的步骤还包含：

该第二站台在该测试信号接收失败之后发送一辨识失败的信息至该第一站台，以通知该第一站台产生该更新的测试信号。

5.如权利要求3所述的方法，该第一站台产生该更新的测试信号的步骤还包含：

该第一站台预设一时间区间，若在该时间区间之内未接收到该第二站台发送的一接收成功的信息，则产生该更新的测试信号。

6.如权利要求3所述的方法，其中该更新的测试信号的一功率大于该测试信号的一功率。

7.如权利要求6所述的方法，其中该第一天线与该第二天线的该隔离度为该第一天线所广播的该更新的测试信号及该第二天线所接收的该更新的测试信号的一功率比值。

8.如权利要求1或3所述的方法，还包含：

输入该测试信号的数据至该第一站台；

其中该测试信号的该数据包含该测试信号的一载波频率的数据，且该载波频率位于该服务信号的该主瓣频谱之外。

9.如权利要求1或3所述的方法，还包含：

该第一站台发出一通知信号至该第二站台，并将该第一站台与该第二站台同步；

其中该通知信号包含该测试信号的一传送时间信息、一调制信息、一传输速率信息和/或一传送序列信息。

10.如权利要求1或3所述的方法，其中该测试信号的一带宽小于该服务信号的该主瓣频谱的一带宽。

11.如权利要求1所述的方法，还包含：

测量该第一站台与该第二站台之间一无线信道的一噪声功率；

其中该测试信号的一功率约略大于该噪声功率，该更新的测试信号与该测试信号的功率差小于该对称式中继器收发该服务信号的一最大功率放大倍率，减去该噪声功率。

12.如权利要求3所述的方法，其中该更新的测试信号的一功率小于该对称式中继器收发该服务信号的一最大功率放大倍率。

13.一种对称式中继器，包含：

一第一天线，链接一用户装置；

一第一站台，包含：

一第一开关，通过一第一双工器耦接于该第一天线；

一第一测试信号带通滤波器，耦接于该第一开关；及

一第一测试信号收发芯片，耦接于该第一测试信号带通滤波器；

一第二天线，链接一基站；及

一第二站台，包含：

一第二开关，通过一第二双工器耦接于该第二天线；

一第二测试信号带通滤波器，耦接于该第二开关；及

一第二测试信号收发芯片，耦接于该第二测试信号带通滤波器；

其中该对称式中继器用以在该基站及该用户装置之间转送一服务信号，第一测试信号收发芯片用以产生一测试信号，且该测试信号的一操作频率设定于该服务信号的主瓣频谱之外。

14.如权利要求13所述的对称式中继器，还包含：

一第一测试信号混合器，耦接于该第一测试信号带通滤波器及该第一信号收发芯片之间；

一第二测试信号混合器，耦接于该第二开关及该第二测试信号带通滤波器之间；

一第一测试信号频率合成器，耦接于该第一测试信号混合器；及

一第二测试信号频率合成器，耦接于该第二测试信号混合器。