CN115296715B - 一种直放机信号处理系统与信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直放机信号处理系统与信号处理方法，该处理方法是通过对秩序时段与高误差时段分别采用两种方法进行控制，对于秩序时段，根据该时段中信号放大模块的信号输入功率历史值来采用合适的增益值进行信号放大工作，相较于根据输入信号的功率来对增益值进行实时调整的方式，本申请在保证增益值设定合理性的同时降低了增益值调整的难度，同时能够降低由于突发因素导致的信号放大模块输入功率剧烈变化的影响，降低调整不及时对直放机信号质量的影响，另外本申请在高误差时段中，能够使直放机中信号放大模块的输出信号功率尽可能接近额定功率，使直放机工作的增益与输出功率均能够在合理范围内进行波动。

Description

一种直放机信号处理系统与信号处理方法

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体的，涉及一种直放机信号处理系统与信号处理方法。

背景技术

基站的建设成本较高，即便是在基站铺设密度较大的区域，受到建筑结构以及建筑高度等因素的影响，可能会导致部分基站信号无法传达的通信网覆盖盲区的产生，而直放站就是为了消除移动通信网覆盖盲区或弱信号，延伸基站信号覆盖的一种中继设备，对于地下停车场、地下隧道、商场、电梯等基站信号无法到达的盲区，提高了覆盖范围，增强了信号覆盖延伸。

直放站在工作时通过接收基站信号，然后通过降噪放大后与终端设备进行连接，现有技术中的直放站主要包括两种控制方式，一种是恒增益控制，一种是恒功率控制，前者的缺陷在于当输入信号微弱时，输出信号强度也会相应降低，后者的缺陷在于当输入信号微弱时，增益会变的很大，容易发生自激震荡；现有技术中还有通过实时调整增益和输出功率的手段，但是成其难度较大，降低调整不及时还对直放机信号质量造成负面影响，为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直放机信号处理系统与信号处理方法，解决现有技术中直放站在进行信号传输处理时，容易出现信号差和自激震荡的情况，影响信号质量的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种直放机信号处理方法，包括：

SS1、将一个周期内的时间均匀划分为k个信号采集时段，将k个信号采集时段依次标记为S1、S2、...、Sk；

SS2、在一个周期的一个信号采集时段内，每隔预设时间t1采集一次信号放大模块输入信号实时功率p1、p2、...、px，根据公式

获取该信号采集时段内信号放大模块输入信号实时功率的分布值F，将分布值与预设值F1进行对比，若F＞F1，则按照|pi-pp|从大到小的顺序将p1至px中的数值进行删除，直至F≤F1，若此时被删除的pi值数量与x的比值大于等于预设值

则认为该信号采集时段内的数据异常，将该信号采集时段标记为异常时段，反之，则对该信号采集时段内计算最终F值时未被删除的pi值求平均值，得到P作为一个周期内该信号采集时间段的平均信号功率，1≤i≤x，pp为计算F值时时未被删除的pi值的平均值；

SS3、按照步骤SS2中方法计算在连续的n个周期内，各周期内的各信号采集时段是否属于异常时段，如果不属于异常时段，计算其对应的平均信号功率P；

SS4、在n个周期内，统计一个对应信号采集时段Sj属于异常时段的数量n1，若n1/n大于预设比例μ，则认为对应信号采集时段Sj为高误差时段，反之，则认为对应信号采集时段Sj为秩序时段，并计算n个周期内对应信号采集时段Sj获取的n个平均信号功率P的平均值，将其标记为Pj；

判断在n个周期内，k个信号采集时段为高误差时段还是秩序时段，若为秩序时段，计算其对应的信号平均值Pj，其中1≤j≤k；

SS5、在直放机工作过程中，当进入对应的信号采集时间段后，首先获取该信号采集时间段的类型；

获取该直放机的额定增益Ze与最大增益Zz，获取该直放机信号放大模块的额定输出功率Pe以及最大输出功率Pz；

若当前信号采集时段为秩序时段，获取其信号平均值Pj，计算其输出增益Zs，将计算得到的输出增益作为当前信号采集时段的实际输出增益；

若当前信号采集时段为高误差时段，则设定输出增益Zs的调整范围为0-Zz，设定输出功率Ps的调整范围为Pe-Pz，在该范围内，输出增益Zs与输出功率Ps的值尽可能大。

作为本发明的进一步方案，n个周期是指以当前周期起进行计数，沿时间向前推n个周期的时间范围。

作为本发明的进一步方案，输出增益Zs的计算方法为：

根据当前信号采集时段的信号平均值Pj，获取当直放机以额定输出功率Pe工作时，对应的增益值Z，若Z小于等于额定增益Ze，则直放机在该信号采集时段内以额定增益Ze进行工作，即Zs＝Ze，若Z大于额定增益Ze且Z小于等于最大增益Zz，则直放机在该信号采集时段内以增益值Z进行工作，即Zs＝Z，若Z大于最大增益Zz，则直放机在该信号采集时段内以最大增益Zz进行工作，即Zs＝Zz。

作为本发明的进一步方案，直放机在秩序时段内工作后，计算这个秩序时段在工作期间的平均信号功率Pv，然后获取该秩序时段对应的信号平均值Pj，根据公式W＝(Pv-Pj)/Pj计算得到误差百分比W，若连续三个秩序时段内计算得到的误差百分比W均大于预设值ω，则认为直放站出现长时间自激。

作为本发明的进一步方案，ω为15％。

一种直放机信号处理系统，应用于上述的直放机信号处理方法，该信号处理系统包括：

增益控制模块，用于对直放机的增益在预设范围内进行调整；

信号放大模块，用于对基站发出的上行信号进行放大；

功率监控模块，对直放机中信号放大模块的输入信号实时功率以及输出信号实时功率进行监控。

本发明的有益效果：

(1)本发明对秩序时段与高误差时段分别采用两种方法进行控制，对于秩序时段，根据该时段中信号放大模块的信号输入功率历史值来采用合适的增益值进行信号放大工作，相较于根据输入信号的功率来对增益值进行实时调整的方式，本申请在保证增益值设定合理性的同时降低了增益值调整的难度，同时能够降低由于突发因素导致的信号放大模块输入功率剧烈变化的影响，降低调整不及时对直放机信号质量的影响，另外本申请在高误差时段中，能够使直放机中信号放大模块的输出信号功率尽可能接近额定功率，使直放机工作的增益与输出功率均能够在合理范围内进行波动；

(2)本发明通过计算直放机在上一个秩序时段内工作期间的平均信号功率Pv，将其与对应的信号平均值Pj对比计算得到误差百分比W，若连续三个秩序时段内计算得到的误差百分比W均大于预设值ω，则认为直放站出现长时间自激，这种方法能够在直放机的隔离度出现问题时快速反应，降低直放机的隔离度问题带来的信号质量降低的影响；

(3)本发明通过将各数据采集时段分为有规律、数据分布均匀的秩序时段与数据分布无规律、数据分布不均匀的高误差时段，并获取有规律的秩序时段内的信号平均值，这样能够方便将一个周期中有规律的时段与无规律的时段分开进行讨论，提升智能调控的准确性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种直放机信号处理系统的框架结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种直放机信号处理系统，如图1所示，包括：

增益控制模块，用于对直放机的增益在一定范围内进行调整；

信号放大模块，用于对基站发出的上行信号进行放大；

功率监控模块，对直放机中信号放大模块的输入信号实时功率以及输出信号实时功率进行监控，进而获取直放机的实时增益；

上述的一种直放机信号处理系统的信号处理方法包括如下步骤：

步骤一、将一个周期内的时间均匀划分为k个信号采集时段，在采集n个周期内的各个信号采集时段中信号放大模块输入信号实时功率后进行数据处理，判断各信号采集时段属于高误差时段还是秩序时段，若一个信号采集时段为秩序时段，则还要计算其信号平均值Pj；

具体的，包括如下步骤：

SS1、将一个周期内的时间均匀划分为k个信号采集时段，将k个信号采集时段依次标记为S1、S2、...、Sk；

SS2、在一个周期的一个信号采集时段内，每隔预设时间t1采集一次信号放大模块输入信号实时功率p1、p2、...、px，根据公式

获取该信号采集时段内信号放大模块输入信号实时功率的分布值F，将分布值与预设值F1进行对比，若F＞F1，则按照|pi-pp|从大到小的顺序将p1至px中的数值进行删除，直至F≤F1，若此时被删除的pi值数量与x的比值大于等于预设值

则认为该信号采集时段内的数据异常，将该信号采集时段标记为异常时段，若此时被删除的pi值数量与x的比值小于预设值

则对该信号采集时段内计算最终F值时未被删除的pi值求平均值，得到P作为一个周期内该信号采集时间段的平均信号功率；

在该步骤中，1≤i≤x，pp为当时未被删除的pi值的平均值；

SS3、按照上述方法判断一个周期内的k个信号采集时段是否属于异常时段，如果不属于异常时段，计算其对应的平均信号功率P；

然后继续按照上述方法计算在连续的n个周期内，各周期内的信号采集时段是否属于异常时段，如果不属于异常时段，计算其对应的平均信号功率P；

n个周期是指以当前周期起进行计数，沿时间向前推n个周期的时间范围；

SS4、在n个周期内，统计一个对应信号采集时段Sj属于异常时段的数量n1，若n1/n大于预设比例μ，则认为对应信号采集时段Sj为高误差时段，反之，若n1/n小于等于预设比例μ，则认为对应信号采集时段Sj为秩序时段，并计算n个周期内对应信号采集时段Sj获取的n个平均信号功率P的平均值，将其标记为Pj；

按照上述方法判断在n个周期内，k个信号采集时段为高误差时段还是秩序时段，若为秩序时段，其对应的信号平均值Pj；

其中1≤j≤k；

该步骤中首先将一个周期等时间划分为若干个数据采集时段，并在各个数据采集时段内分别采集一组输入信号功率，通过对n个周期内的各数据采集时段内的输入信号功率数据进行处理，将各数据采集时段分为有规律、数据分布均匀的秩序时段与数据分布无规律、数据分布不均匀的高误差时段，并获取有规律的秩序时段内的信号平均值，这样能够方便将一个周期中有规律的时段与无规律的时段分开进行讨论，提升智能调控的准确性；

步骤二，在直放机工作过程中，当进入对应的信号采集时间段后，首先获取该信号采集时间段的类型；

获取该直放机的额定增益Ze与最大增益Zz，获取该直放机信号放大模块的额定输出功率Pe以及最大输出功率Pz；

在本发明的一个实施例中，其中额定增益Ze为最大增益Zz的80％，信号放大模块的额定输出功率Pe为最大输出功率Pz的80％；

若当前信号采集时段为秩序时段，获取其信号平均值Pj，计算其输出增益Zs，将计算得到的输出增益作为当前信号采集时段的实际输出增益；

其中输出增益Zs的计算方法为：

根据当前信号采集时段的信号平均值Pj，获取当直放机以额定输出功率Pe工作时，对应的增益值Z，若Z小于等于额定增益Ze，则直放机在该信号采集时段内以额定增益Ze进行工作，即Zs＝Ze，若Z大于额定增益Ze且Z小于等于最大增益Zz，则直放机在该信号采集时段内以增益值Z进行工作，即Zs＝Z，若Z大于最大增益Zz，则直放机在该信号采集时段内以最大增益Zz进行工作，即Zs＝Zz；

若当前信号采集时段为高误差时段，则设定输出增益Zs的调整范围为0-Zz，设定输出功率Ps的调整范围为Pe-Pz，在该范围内，输出增益Zs与输出功率Ps的值越大越好；

在该步骤中，对秩序时段与高误差时段分别采用两种方法进行控制，对于秩序时段，根据该时段中信号放大模块的信号输入功率历史值来采用合适的增益值进行信号放大工作，相较于根据输入信号的功率来对增益值进行实时调整的方式，本申请在保证增益值设定合理性的同时降低了增益值调整的难度，同时能够降低由于突发因素导致的信号放大模块输入功率剧烈变化的影响，降低调整不及时对直放机信号质量的影响，另外本申请在高误差时段中，能够使直放机中信号放大模块的输出信号功率尽可能接近额定功率，使直放机工作的增益与输出功率均能够在合理范围内进行波动。

直放机在秩序时段内工作后，计算这个秩序时段在工作期间的平均信号功率Pv，然后获取该秩序时段对应的信号平均值Pj，根据公式W＝(Pv-Pj)/Pj计算得到误差百分比W，若连续三个秩序时段内计算得到的误差百分比W均大于预设值ω，则认为直放站出现长时间自激，需要进行维护工作；

在本发明的一个实施例中，ω为15％。

由于本发明对历史数据有着详细的记录，因此当连续多个秩序时段内出现信号放大模块异常增长时，则认为可能是由于隔离度下降导致噪声功率提升，从而快速做出反应。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种直放机信号处理方法，其特征在于，包括：

SS1、将一个周期内的时间均匀划分为k个信号采集时段，将k个信号采集时段依次标记为S1、S2、...、Sk；

SS2、在一个周期的一个信号采集时段内，每隔预设时间t1采集一次信号放大模块输入信号实时功率p1、p2、...、px，根据公式

获取该信号采集时段内信号放大模块输入信号实时功率的分布值F，将分布值与预设值F1进行对比，若F＞F1，则按照|pi-pp|从大到小的顺序将p1至px中的数值进行删除，直至F≤F1，若此时被删除的pi值数量与x的比值大于等于预设值

则认为该信号采集时段内的数据异常，将该信号采集时段标记为异常时段，反之，则对该信号采集时段内计算最终F值时未被删除的pi值求平均值，得到P作为一个周期内该信号采集时间段的平均信号功率，1≤i≤x，pp为计算F值时时未被删除的pi值的平均值；

SS3、按照步骤SS2中方法计算在连续的n个周期内，各周期内的各信号采集时段是否属于异常时段，如果不属于异常时段，计算其对应的平均信号功率P；

SS4、在n个周期内，统计一个对应信号采集时段Sj属于异常时段的数量n1，若n1/n大于预设比例μ，则认为对应信号采集时段Sj为高误差时段，反之，则认为对应信号采集时段Sj为秩序时段，并计算n个周期内对应信号采集时段Sj获取的n个平均信号功率P的平均值，将其标记为Pj；

判断在n个周期内，k个信号采集时段为高误差时段还是秩序时段，若为秩序时段，计算其对应的信号平均值Pj，其中1≤j≤k；

SS5、在直放机工作过程中，当进入对应的信号采集时间段后，首先获取该信号采集时间段的类型；

获取该直放机的额定增益Ze与最大增益Zz，获取该直放机信号放大模块的额定输出功率Pe以及最大输出功率Pz；

若当前信号采集时段为秩序时段，获取其信号平均值Pj，计算其输出增益Zs，将计算得到的输出增益作为当前信号采集时段的实际输出增益；

若当前信号采集时段为高误差时段，则设定输出增益Zs的调整范围为0-Zz，设定输出功率Ps的调整范围为Pe-Pz，在该范围内，输出增益Zs与输出功率Ps的值尽可能大。

2.根据权利要求1所述的一种直放机信号处理方法，其特征在于，n个周期是指以当前周期起进行计数，沿时间向前推n个周期的时间范围。

3.根据权利要求2所述的一种直放机信号处理方法，其特征在于，输出增益Zs的计算方法为：

根据当前信号采集时段的信号平均值Pj，获取当直放机以额定输出功率Pe工作时，对应的增益值Z，若Z小于等于额定增益Ze，则直放机在该信号采集时段内以额定增益Ze进行工作，即Zs＝Ze，若Z大于额定增益Ze且Z小于等于最大增益Zz，则直放机在该信号采集时段内以增益值Z进行工作，即Zs＝Z，若Z大于最大增益Zz，则直放机在该信号采集时段内以最大增益Zz进行工作，即Zs＝Zz。

4.根据权利要求1所述的一种直放机信号处理方法，其特征在于，直放机在秩序时段内工作后，计算这个秩序时段在工作期间的平均信号功率Pv，然后获取该秩序时段对应的信号平均值Pj，根据公式W＝(Pv-Pj)/Pj计算得到误差百分比W，若连续三个秩序时段内计算得到的误差百分比W均大于预设值ω，则认为直放站出现长时间自激。

5.根据权利要求4所述的一种直放机信号处理方法，其特征在于，ω为15％。

6.一种直放机信号处理系统，应用于权利要求1-5任一项所述的直放机信号处理方法，其特征在于，该信号处理系统包括：

增益控制模块，用于对直放机的增益在预设范围内进行调整；

信号放大模块，用于对基站发出的上行信号进行放大；

功率监控模块，对直放机中信号放大模块的输入信号实时功率以及输出信号实时功率进行监控。

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