CN113949465A - 驻波检测方法、驻波检测装置及网络设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种网络设备的驻波检测方法,包括:检测网络设备的反射信号REV的功率电平、前向信号FWD的功率电平;根据检测到的反射信号REV的功率电平和前向信号FWD的功率电平得到网络设备的多个发射通道对应的驻波比;其中,检测REV的功率电平的步骤包括:通过网络设备的多个发射通道发出驻波检测信号;通过网络设备的多个接收通道获取REV的功率电平;检测FWD的功率电平的步骤包括:控制通过网络设备的多个发射通道发出驻波检测信号;控制一个接收通道通过天线校准网络获取FWD的功率电平。本公开通过复用接收通道和天线校准网络,简化了网络设备的设备结构,降低了网络设备的布线面积和成本。本公开还提供一种驻波检测装置和一种网络设备。
Description
技术领域
本公开涉及通信技术领域,具体地,涉及一种网络设备的驻波检测方法、一种网络设备的驻波检测装置以及一种网络设备。
背景技术
基站(Base Station)是指在一定的无线电覆盖区中,通过移动通信交换中心,与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。随着通信技术的高速发展以及5G通信时代的到来,基站的收发通道与过去相比增加了数十倍之多,各通道对应的控制电路及检测电路也随之增多,使得基站内部设备结构冗杂,空间利用率较低。
因此,如何简化基站的电路结构,提高基站的空间利用率,成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本公开提供一种驻波检测方法、驻波检测装置以及网络设备,该驻波检测方法通过复用网络设备中现有的电路结构实现驻波检测,能够简化网络设备的设备结构,降低网络设备的布线面积和成本。
为实现上述目的,作为本公开的一个方面,提供一种网络设备的驻波检测方法,包括:
检测反射信号REV的功率电平;
检测前向信号FWD的功率电平;
根据检测到的所述REV的功率电平和所述FWD的功率电平得到所述网络设备的多个发射通道对应的驻波比;其中,
检测REV的功率电平的步骤包括:通过所述网络设备的多个发射通道发出驻波检测信号;以及,通过所述网络设备的多个接收通道获取REV的功率电平;
检测FWD的功率电平的步骤包括:控制通过所述网络设备的多个发射通道发出驻波检测信号;以及,控制一个所述接收通道通过天线校准网络获取FWD的功率电平。
可选地,检测REV的步骤还包括在发出驻波检测信号之前进行的:
控制多个所述接收通道与所述天线校准网络导通;
检测FWD的步骤还包括在发出驻波检测信号之前进行的:
控制一个接收通道通过环形器与所述网络设备的射频接口导通。
可选地,得到所述网络设备的多个发射通道对应的驻波比的步骤包括:
通过FWD的功率得到前向检测功率线性值,通过REV的功率得到反向检测功率线性值;
根据所述前向检测功率线性值和所述反向检测功率线性值得到反射系数;
根据所述反射系数得到所述网络设备的驻波比;
其中,FWD的功率由所述天线校准网络的接收通道增益与检测到的FWD的功率电平得到,REV的功率由各个接收通道的增益与检测到的REV的功率电平得到。
可选地,FWD的功率由计算式Pf=Pacrx(i)-Gacrx得到,其中Pacrx(i)为检测到的FWD的功率电平,Gacrx为所述天线校准网络的接收通道增益;
REV的功率由计算式Pr=Prx’(i)-Grx(i)得到,其中Prx’(i)为检测到的REV的功率电平,Grx(i)为所述接收通道的增益。
可选地,所述驻波检测方法还包括获取驻波信号电平的步骤,包括:
控制所述网络设备的一个发射通道发出驻波校准信号;
控制所述网络设备的多个接收通道通过所述天线校准网络获取驻波信号电平;
REV的接收通道增益Grx(i)由计算式Grx(i)=Prx(i)-(Pactx+Gactx)得到,其中,Prx(i)为所述驻波信号电平的功率,Pactx为所述发射通道发出驻波检测信号的功率,Gactx为所述天线校准网络的发射通道增益。
作为本公开的第二个方面,提供一种网络设备的驻波检测装置,包括:
存储介质,所述存储介质中存储有可执行程序;
一个或多个处理器,所述一个或多个处理器能够调用所述可执行程序,以实现前面所述的驻波检测方法。
作为本公开的第三个方面,提供一种网络设备,包括天线校准网络、驻波检测装置、多个发射通道和多个接收通道,其中,所述天线校准网络与多个所述接收通道连接,所述驻波检测装置为前面所述的驻波检测装置。
可选地,所述网络设备还包括第一选择开关,所述第一选择开关与一个所述接收通道连接,该接收通道通过第一选择开关选择性地与所述天线校准网络或者所述网络设备的射频接口连接,所述网络设备还包括多个环形器,每个所述发射通道和每个所述接收通道均通过对应的环形器与所述网络设备的射频接口连接。
可选地,所述网络设备还包括多个发射装置和多个接收装置,每个所述发射通道通过所述发射装置与所述环形器连接,每个所述接收通道通过所述接收装置与所述环形器连接。
可选地,所述发射装置为功率放大器,所述接收装置为低噪声放大器。
在本公开提供的驻波检测方法、驻波检测装置以及网络设备中,通过复用接收通道RX和天线校准网络,代替了现有技术中利用检测通道ORX实现驻波检测的方案,省去了网络设备中的检测通道ORX以及信号获取装置、开关装置等相应的电路结构,从而简化了网络设备的设备结构,提高了网络设备空间的利用率,降低了网络设备的布线面积和成本。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是相关技术中一条收、发通道与检测通道之间的连接关系示意图;
图2是相关技术中多条收、发通道与检测通道之间的连接关系示意图;
图3是本公开中一条收、发通道实现驻波检测的原理示意图;
图4是本公开中多条收、发通道实现驻波检测的原理示意图。
附图标记说明
11:第一选择开关 12:第二选择开关
13:第三选择开关 21:发射装置
22:接收装置 23:前向FWD获取装置
30:环形器
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
为实时检测基站性能,常需要对基站进行驻波检测,即,通过基站的发射通道发送连续的正弦波(即驻波检测信号)或单音信号,接收反射波,并根据前向信号FWD和反射信号REV进行处理分析,以获得驻波比等信息,进而得到天馈线缆的连接情况和基站的故障情况。
在现有的基站驻波检测方案中,驻波检测信号由发射通道TX发出,而前向信号FWD和反射信号REV均通过单独的检测通道ORX获取。如图1所示,检测通道ORX通过前向FWD获取装置获取前向信号FWD,接收通道RX1接收的反射信号REV通过开关转至检测通道ORX,检测通道ORX通过开关切换轮流接收反射信号REV和前向信号FWD。
在现有技术中,检测通道ORX用于检测的通道数量通常较少,然而,随着5G通信时代的到来,基站的收发通道数量与之前相比产生了极大的增长。如图2所示,若仍采用现有的驻波检测方案,则与检测通道ORX对应的反射信号REV检测电路和开关将占用巨大的空间,且检测所需时间较长,检测效率低下。
为解决上述技术问题,作为本公开的一个方面,提供一种网络设备(如,基站)的驻波检测方法,包括:
在步骤S1中,检测反射信号REV的功率电平;
在步骤S2中,检测前向信号FWD的功率电平;
在步骤S3中,根据检测到的所述REV的功率电平和所述FWD的功率电平得到所述网络设备的多个发射通道TX对应的驻波比。
其中,检测REV的功率电平的步骤S1包括:
在步骤S11中,通过所述网络设备的多个发射通道TX发出驻波检测信号;以及,
在步骤S12中,通过所述网络设备的多个接收通道RX获取REV的功率电平;
检测FWD的功率电平的步骤S2包括:
在步骤S21中,控制所述网络设备的多个发射通道TX发出驻波检测信号;以及,
在步骤S22中,控制一个所述接收通道RX通过所述网络设备的天线校准网络(AC网络)获取FWD的功率电平。
如图3所示为利用本公开提供的驻波检测方法检测网络设备时网络设备的一个射频接口对应的电路接法,网络设备包括多个发射通道TX和多个接收通道RX,对于每一射频接口,均有一条发射通道TX和一条接收通道RX与之对应。
在本公开中,接收通道RX在完成正常的信号接收工作以外,还复用于获取驻波检测中的REV的功率电平,天线校准网络除正常校准功能外,还复用于获取每个射频接口对应的FWD的功率电平。即,本公开中通过复用接收通道RX和天线校准网络,代替了现有技术中利用检测通道ORX实现驻波检测的方案,省去了网络设备(如,基站)中的检测通道ORX以及检测通道ORX用于由发射通道TX和接收通道RX获取信号的信号获取装置、开关装置等相应的电路结构,从而简化了网络设备的设备结构,提高了网络设备空间的利用率,降低了网络设备的布线面积和成本。
并且,如图4所示,由于接收通道RX与发射通道TX数量对应,多条接收通道RX可以同时接收多个射频接口对应的REV的功率电平,不必通过图2所示的开关结构逐个切换通道,从而提高了网络设备驻波检测效率,能够实现网络设备(如,5G基站)的高效检测。
本公开实施例对接收通道RX和发射通道TX的数量不作具体限定,例如,如图4所示,所述网络设备可以包括64个接收通道RX(RX1至RX64)和64个发射通道TX(TX1至TX64),对应于64个射频接口(射频接口1至射频接口64)。
需要说明的是,天线校准网络是用于对无线电路径之间的相位和幅度差进行补偿的n路合一校准网络,本公开实施例对天线校准网络如何获取FWD的功率电平不作具体限定,例如,如图3所示,天线校准网络通过多个前向FWD获取装置23与每个射频接口对应的通道连接。如图4所示,该前向FWD获取装置23可以是耦合器。
本公开实施例对所述发射通道TX和所述接收通道RX如何与所述网络设备的射频接口连接不作具体限定,例如,如图3、图4所示,所述网络设备还包括多个环形器30,所述发射通道TX和所述接收通道RX均通过所述环形器30与所述网络设备的射频接口连接。所述发射通道TX发出的驻波检测信号能够通过所述环形器30单向传输至所述网络设备的射频接口,所述网络设备的射频接口返回的REV的功率电平能够通过所述环形器30单向传输至所述发射通道TX。
如图3、图4所示,一个所述接收通道RX通过第一选择开关11选择性地与所述天线校准网络或者所述网络设备的射频接口连接。相应地,检测REV的功率电平的步骤S2还包括在发出驻波检测信号之前进行的:
控制多个所述接收通道RX与所述天线校准网络导通(即,控制第一选择开关11将对应的接收通道RX与所述天线校准网络导通,以实现所有接收通道RX均与所述天线校准网络导通)。
检测FWD的功率电平的步骤S1还包括在发出驻波检测信号之前进行的:
控制一个接收通道RX(即与第一选择开关11连接的接收通道RX)通过所述环形器30与所述网络设备的射频接口导通。
本公开实施例对如何得到多个发射通道TX(或多个射频接口)对应的驻波比不作具体限定,例如,得到所述网络设备的多个发射通道TX对应的驻波比的步骤S3包括:
在步骤S31中,通过FWD的功率得到前向检测功率线性值,通过REV的功率得到反向检测功率线性值;
在步骤S32中,根据所述前向检测功率线性值和所述反向检测功率线性值得到反射系数;
在步骤S33中,根据所述反射系数得到所述网络设备的驻波比。
其中,在步骤S31中,所述FWD的功率由所述天线校准网络的接收通道RX增益与所述检测到的FWD的功率电平得到,所述REV的功率由各个接收通道的增益所述天线校准网络的发射通道TX增益与所述检测到的REV的功率电平得到,具体地:
FWD的功率可由计算式Pf=Pacrx(i)-Gacrx得到,其中Pacrx(i)为检测到的FWD的功率电平,Gacrx为所述接收通道RX的增益;
REV的功率由计算式Pr=Prx(i)-Grx(i)Pr=Prx’(i)-Grx(i)得到,其中Prx’(i)为所述检测到的REV的功率电平,Grx(i)为所述REV的接收通道RX增益。
所述驻波检测方法还包括获取驻波信号电平,以对所述驻波检测信号进行校准的步骤S0,包括:
在步骤S01中,控制所述网络设备的一个发射通道TX发出驻波检测信号(功率记为Pactx);
在步骤S02中,控制所述网络设备的多个接收通道RX通过所述天线校准网络获取驻波信号电平(功率记为数组Prx(i))。
P(i)和Pactx均用于校准所述驻波检测信号,REV的接收通道RX增益Grx(i)由计算式Grx(i)=Prx(i)-(Pactx+Gactx)得到,其中,Prx(i)为多个接收通道通过所述天线校准网络接收检测到的所述驻波信号电平的功率,Pactx为所述发射通道发出驻波检测信号的功率,Gactx为所述天线校准网络的发射通道增益。
所述天线校准网络的发射通道TX增益Gactx以及所述天线校准网络的接收通道RX增益Gacrx均在生产测试阶段测得。
在步骤S31中,计算前向检测功率线性值和反向检测功率线性值的计算式如下:
步骤S32中,计算反射系数的计算式如下:
步骤S33中,计算所述网络设备的驻波比的计算式如下:
将前面的计算式代入驻波比计算式中可得:
Pr-Pf=Prx(i)-Grx(i)-[Pacrx(i)-Gacrx],需要说明的是,在前面所有计算式中,i表示通道编号。例如,当网络设备包括64个射频接口以及对应的64个接收通道RX和64个发射通道TX时,i取1至64,最终能够计算得到64个通道对应的驻波比VSWR的值。
作为本公开的第二个方面,还提供一种网络设备的驻波检测装置,包括:
存储介质,所述存储介质中存储有可执行程序;
一个或多个处理器,所述一个或多个处理器能够调用所述可执行程序,以实现前面实施例中所述的驻波检测方法,从而通过复用接收通道RX和天线校准网络,代替现有技术中利用检测通道ORX实现驻波检测的方案,在简化网络设备设备结构、降低网络设备布线面积和成本的同时,提高了网络设备的驻波检测效率。
作为本公开的第三个方面,还提供一种网络设备,包括天线校准网络、驻波检测装置、多个发射通道TX和多个接收通道RX,所述天线校准网络与多个所述接收通道连接,所述驻波检测装置为前面实施例中所述的驻波检测装置。
在本公开提供的网络设备中,接收通道RX在完成正常的信号接收工作以外,还复用于获取驻波检测中的REV的功率电平,天线校准网络除正常校准功能外,还复用于获取每个射频接口对应的FWD的功率电平。即,本公开中通过复用接收通道RX和天线校准网络,代替了现有技术中利用检测通道ORX实现驻波检测的方案,省去了网络设备中的检测通道ORX以及检测通道ORX用于由发射通道TX和接收通道RX获取信号的信号获取装置、开关装置等相应的电路结构,从而简化了网络设备的设备结构,提高了网络设备空间的利用率,降低了网络设备的布线面积和成本。
并且,由于接收通道RX与发射通道TX数量对应,多条接收通道RX可以同时接收多个射频接口对应的REV的功率电平,提高了网络设备驻波检测效率,能够实现网络设备的高效检测。
本公开实施例对所述网络设备的种类不作具体限定,例如,所述网络设备可以是基站(如,5G基站)。本公开实施例对天线校准网络如何获取FWD的功率电平不作具体限定,例如,如图3所示,天线校准网络通过多个前向FWD获取装置23与每个射频接口对应的通道连接。如图4所示,该前向FWD获取装置23可以是耦合器。
本公开实施例对所述发射通道TX和所述接收通道RX如何与所述网络设备的射频接口连接不作具体限定,例如,如图3、图4所示,所述网络设备还包括第一选择开关,所述第一选择开关11与一个所述接收通道RX连接,该接收通道RX通过第一选择开关11选择性地与所述天线校准网络或者所述网络设备的射频接口连接。所述网络设备还包括多个环形器30,每个所述发射通道TX和每个所述接收通道RX均通过对应的环形器30与所述网络设备的射频接口连接。所述发射通道TX发出的驻波检测信号能够通过所述环形器30单向传输至所述网络设备的射频接口,所述网络设备的射频接口返回的REV能够通过所述环形器30单向传输至所述发射通道TX。
为进一步提高驻波检测信号和REV的信号质量,如图3所示,优选地所述网络设备还包括多个发射装置21和多个接收装置22,每个所述发射通道TX通过所述发射装置21与所述环形器30连接,每个所述接收通道RX通过所述接收装置22与所述环形器30连接,从而通过发射装置21和接收装置22稳定发射通道TX和接收通道RX的信号质量。本公开实施例对该发射装置21和接收装置22的种类不作具体限定,例如,如图4所示,该发射装置21可以为功率放大器(PA,Power Amplifier),该接收装置22可以为低噪声放大器(LNA)或者开关低噪声放大器(DSLNA)。
本公开实施例对网络设备的其他电路结构不作具体限定,例如,如图3、图4所示,为实现复用天线校准网络(AC网络),所述网络设备还包括第二选择开关12和第三选择开关13,所述发射通道TX通过第二选择开关12选择性地与所述环形器30或者所述第三选择开关13连接,所述天线校准网络选择性地与所述第三选择开关13或者所述接收通道RX连接,从而通过切换开关使天线校准网络在不同时段分别完成天线校准任务和网络设备驻波检测任务。
本公开提供的网络设备通过复用接收通道RX和天线校准网络,代替了现有技术中利用检测通道ORX实现驻波检测的方案,省去了网络设备中的检测通道ORX以及信号获取装置、开关装置等相应的电路结构,从而简化了网络设备的设备结构,提高了网络设备空间的利用率,降低了网络设备的布线面积和成本。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式,然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本公开的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
Claims (10)
1.一种网络设备的驻波检测方法,包括:
检测反射信号REV的功率电平;
检测前向信号FWD的功率电平;
根据检测到的所述REV的功率电平和所述FWD的功率电平得到所述网络设备的多个发射通道对应的驻波比;其中,
检测REV的功率电平的步骤包括:通过所述网络设备的多个发射通道发出驻波检测信号;以及,通过所述网络设备的多个接收通道获取REV的功率电平;
检测FWD的功率电平的步骤包括:控制通过所述网络设备的多个发射通道发出驻波检测信号;以及,控制一个所述接收通道通过天线校准网络获取FWD的功率电平。
2.根据权利要求1所述的驻波检测方法,其中,
检测REV的功率电平的步骤还包括在发出驻波检测信号之前进行的:
控制多个所述接收通道与所述天线校准网络导通;
检测FWD的功率电平的步骤还包括在发出驻波检测信号之前进行的:
控制一个接收通道通过环形器与所述网络设备的射频接口导通。
3.根据权利要求1或2所述的驻波检测方法,其中,得到所述网络设备的多个发射通道对应的驻波比的步骤包括:
通过FWD的功率得到前向检测功率线性值,通过REV的功率得到反向检测功率线性值;
根据所述前向检测功率线性值和所述反向检测功率线性值得到反射系数;
根据所述反射系数得到所述网络设备的驻波比;
其中,FWD的功率由所述天线校准网络的接收通道增益与检测到的FWD的功率电平得到,的功率由各个接收通道的增益与检测到的REV的功率电平得到。
4.根据权利要求3所述的驻波检测方法,其中,FWD的功率由计算式Pf=Pacrx(i)-Gacrx得到,其中Pacrx(i)为检测到的FWD的功率电平,Gacrx为所述天线校准网络的接收通道增益;
REV的功率由计算式Pr=Prx’(i)-Grx(i)得到,其中Prx’(i)为检测到的REV的功率电平,Grx(i)为所述接收通道的增益。
5.根据权利要求4所述的驻波检测方法,其中,所述驻波检测方法还包括获取驻波信号电平的步骤,包括:
控制所述网络设备的一个发射通道发出驻波校准信号;
控制所述网络设备的多个接收通道通过所述天线校准网络获取驻波信号电平;
REV的接收通道增益Grx(i)由计算式Grx(i)=Prx(i)-(Pactx+Gactx)得到,其中,Prx(i)为所述驻波信号电平的功率,Pactx为所述发射通道发出驻波检测信号的功率,Gactx为所述天线校准网络的发射通道增益。
6.一种网络设备的驻波检测装置,包括:
存储介质,所述存储介质中存储有可执行程序;
一个或多个处理器,所述一个或多个处理器能够调用所述可执行程序,以实现权利要求1至5中任意一项所述的驻波检测方法。
7.一种网络设备,包括天线校准网络、驻波检测装置、多个发射通道和多个接收通道,其中,所述天线校准网络与多个所述接收通道连接,所述驻波检测装置为权利要求6所述的驻波检测装置。
8.根据权利要求7所述的网络设备,其中,所述网络设备还包括第一选择开关,所述第一选择开关与一个所述接收通道连接,该接收通道通过第一选择开关选择性地与所述天线校准网络或者所述网络设备的射频接口连接,所述网络设备还包括多个环形器,每个所述发射通道和每个所述接收通道均通过对应的环形器与所述网络设备的射频接口连接。
9.根据权利要求8所述的网络设备,其中,所述网络设备还包括多个发射装置和多个接收装置,每个所述发射通道通过所述发射装置与所述环形器连接,每个所述接收通道通过所述接收装置与所述环形器连接。
10.根据权利要求9所述的网络设备,其中,所述发射装置为功率放大器,所述接收装置为低噪声放大器。
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WO2022002099A1 (zh) | 2022-01-06 |
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