CN1705392A

CN1705392A - 一种小区射频发射通道时延测量装置及方法

Info

Publication number: CN1705392A
Application number: CN 200410042691
Authority: CN
Inventors: 徐斌
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-05-31
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2024-05-31
Also published as: CN100341375C

Abstract

本发明公开了一种小区射频发射通道时延测量装置，该装置包括：信号接收天线，射频功率放大模块，解调模块，匹配滤波模块和时延检测模块；信号接收天线接收小区天线发出的射频信号，经射频功率放大模块放大、解调模块解调处理输出基带信号给匹配滤波模块，经匹配滤波处理后，将匹配滤波结果输出给时延检测模块。本发明同时公开了一种小区射频发射通道时延测量方法。利用本发明提供的小区射频发射通道时延测量装置，在射频信号发射的同时，能够测量小区射频发射通道的时延，并且该装置结构简单，易于安装使用，成本较低。利用本发明提供的小区射频发射通道时延测量方法，能够简单、快速、实时、精确地获得小区的射频发射通道时延。

Description

一种小区射频发射通道时延测量装置及方法

技术领域

本发明涉及时延测量技术，特别涉及WCDMA移动通信系统中一种小区射频发射通道时延测量装置及方法。

背景技术

宽带码分多址(WCDMA)移动通信系统中，为了实现定位功能，小区基站需要进行一些定位相关的公共测量，包括网络观测时间差(SFN-SFN OTD)测量和通用无线接入网(UTRAN)全球卫星定位系统(GPS)小区帧定时测量。上述测量的基准点都是小区的发射天线中心。但是，由于小区发射天线中心的信号是经过高频调制的射频信号，各个信道的信号被混合在一起，很难区分出需要测量的信号的帧头，所以很难直接在小区的发射天线中心进行上述公共测量，必须事先在基带完成测量，然后，在此基础上补偿射频接收或发射通道的时延。

对于SFN-SFN OTD测量来说，小区不需要明确知道具体的射频通道时延值，因为被测的参考小区、以及各个邻小区的信号，均经过了相同的射频接收通道时延。而对于UTRAN GPS小区帧定时测量来说，因为测量的是小区公共导频信道(CPICH)信号在小区发射天线中心的GPS绝对时间，所以必须事先获知该小区的射频发射通道时延值。

请参见图1，图1为小区射频发射通道时延产生的原理图。小区的信号从基带处理模块101输出到小区天线105发射，需要经过以下几个射频处理模块：调制模块102、收发双工模块103和射频功率放大模块104。调制模块102是对从基带输出的低频信号进行调制处理，生成高频信号，高频信号经收发双工模块103进入射频功率放大模块104，然后进行大功率放大，输出给小区天线105进行发射。

小区的信号在上述几个射频处理模块中均会产生一定的通道时延。其中，射频功率放大模块104的功能是进行大功率放大，其产生的通道时延最长；其次在收发双工模块103中，产生的通道时延也较长。一般情况下，典型的射频发射通道时延值是3微秒左右，所以，如果不进行射频发射通道时延的补偿，那么在UTRAN GPS小区帧定时测量时，将会对应产生900米左右的偏差。

现有技术中对射频发射通道时延的测量，是在关掉基站电源的情况下，直接使用自身带有电源的射频测量仪器，分别对调制模块、收发双工模块和射频功率放大模块进行时延测量。具体的测量方法是：把射频测量仪器的两个探头分别连接在每个射频处理模块的输入、输出端；射频测量仪器在射频处理模块的输入端输入一个射频信号a，并记录输入射频信号a的时间T₁；然后，在射频处理模块的输出端接收射频信号a，并记录接收到射频信号a的时间T₂；时间差T₂-T₁就是射频信号在此射频处理模块的射频通道时延。最后，再把上述每个射频处理模块的时延测量值的总和，加上射频信号在射频电缆上的时延值，就可得到小区射频发射通道时延。其中，射频信号在射频电缆上的时延值，是用射频电缆的长度除以射频信号传播的速度得到的。

现有技术中对射频发射通道时延的测量存在一些不足，主要表现在以下几个方面：

1、由于测量只能在关掉基站电源的情况下进行，影响基站设备的正常运行，并且也不能实时、自适应地提供射频发射通道时延测量值给UTRAN GPS小区帧定时测量模块使用；

2、使用射频测量仪器测量得到的测量值是一个固定的射频发射通道时延值，没有考虑射频发射通道的时延会随着时间、环境、温度、湿度和器件老化等因素的变化而变化；

3、由于测量手段的限制，现有技术的测量方法无法测量出射频信号在室外的射频电缆上产生的时延值，这段时延值只能利用射频电缆的长度除以射频信号的传播速度计算得到，这样得到的时延值误差较大；

4、测量得到的射频发射通道时延值，需要人为配置，操作复杂，且容易出错；

5、测量时需要使用额外的射频测量仪器，但是，现有的射频测量仪器还不能达到很高的测量精度，所获得的射频发射通道时延值基本上不能应用于移动台定位。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种小区射频发射通道时延测量装置，在射频信号发射的同时，能够测量小区射频发射通道的时延，并且该装置结构简单，易于安装使用，成本较低。

本发明的另一个目的在于提供一种小区射频发射通道时延测量方法，能够简单、快速、实时、精确地获得小区的射频发射通道时延。

为达到上述的一个目的，本发明提供了一种小区射频发射通道时延测量装置，该装置包括：信号接收天线，用于接收小区天线发出的射频信号；射频功率放大模块，用于对信号接收天线输出的射频信号进行射频放大处理；解调模块，用于将射频功率放大模块输出的射频信号解调处理为基带信号；匹配滤波模块，用于将解调模块输出的基带信号和小区输出的基带公共导频信道信号进行匹配滤波处理；时延检测模块，用于对匹配滤波模块输出的匹配滤波结果进行射频发射通道时延检测；信号接收天线接收小区天线发出的射频信号，经射频功率放大模块放大、解调模块解调处理输出基带信号给匹配滤波模块，经匹配滤波处理后，将匹配滤波结果输出给时延检测模块。

上述方案中，所述的匹配滤波模块与小区之间设置有专用的信号与数据通道。

为达到上述的另一个目的，本发明提供一种小区射频发射通道时延测量方法，关键在于，设置一个自身带有信号接收天线的时延测量装置，该方法包括以下步骤：

A、计算射频信号在小区天线与时延测量装置信号接收天线之间的传播时间T；

B、接收小区天线发出的射频信号，并将接收到的射频信号经过放大、解调为基带信号；

C、将步骤B得到的基带信号与小区输出的基带公共导频信道信号进行匹配滤波处理，得到匹配滤波结果；

D、检测匹配滤波结果中高于噪声门限的第一峰值位置，用该峰值位置相对于匹配滤波结果起始位置的时间长度T₀减去步骤A计算出来的传播时间T，得到被测小区的射频发射通道时延。

上述方案中，所述的步骤A具体为：用小区天线与时延测量装置信号接收天线之间的实际距离除以射频信号传播的速度计算得到传播时间T。所述的传播时间T在时延测量装置安装时直接配置。

上述方案中，步骤C所述的基带公共导频信道信号通过时延测量装置与小区之间专用的信号与数据通道接收。

上述方案中，步骤C中所述匹配滤波处理采用的相干长度取值范围为1280至2560个码片。步骤C中所述匹配滤波处理采用的匹配滤波搜索窗口的长度取值范围为20至40个码片。

本发明提供的小区射频发射通道时延测量装置及方法，能够在基站设备正常工作时，实时地对小区的射频发射通道时延进行测量，提供射频发射通道时延的测量值给其他模块使用；时间、环境、温度、湿度和器件老化等因素的变化对该装置测量的时延值也不会产生任何影响；该装置测量的是从小区的基带信号输出到小区天线口发射整个射频发射通道的时延值，避免了用射频测量仪器对各个射频处理模块分别进行测量，和计算射频信号在射频电缆上产生时延值时产生的误差，大大提高了测量的精确度；该装置作为小区硬件设备的一个附加部分，与小区之间有专用的数据与信号通道，其测量结果可以直接被小区使用，不需要把测得的时延值人为配置，大大提高了小区的可维护性及维护成本。

附图说明

图1为小区射频发射通道时延产生的原理图；

图2为依照本发明一个较佳实施例的小区射频发射通道时延测量装置结构示意图；

图3为依照本发明一个较佳实施例的匹配滤波结果示意图；

图4为依照本发明一个较佳实施例的小区射频发射通道时延测量方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明提供了一种小区射频发射通道时延测量装置及方法。该装置利用自身的信号接收天线接收小区天线发出的射频信号，将射频信号放大并解调为基带信号；然后，将解调的基带信号与小区输出的基带公共导频信道信号进行匹配滤波处理；最后，检测匹配滤波结果中高于噪声门限的第一峰值位置，用该峰值位置相对于匹配滤波结果起始位置的时间长度T₀，减去射频信号在小区天线与本发明装置接收天线之间的传播时间T，得到被测小区的射频发射通道时延。

请参见图2，图2为依照本发明一个较佳实施例的小区射频发射通道时延测量装置结构示意图。该装置包括信号接收天线201、射频功率放大模块202、解调模块203、匹配滤波模块204和时延检测模块205。

信号接收天线201是装置自身携带的射频信号接收天线，它用来捕获小区天线105发出的射频信号，并将捕获的射频信号输出给射频功率放大模块202；射频功率放大模块202对输入的射频信号，进行射频放大处理，并将射频放大处理后的射频信号输出给解调模块203；解调模块203对输入的射频信号进行解调处理，把射频信号解调处理为基带信号，并将基带信号输出给匹配滤波模块204；匹配滤波模块204将解调模块203输入的基带信号与小区输出的基带公共导频信道信号进行匹配滤波处理，并将匹配滤波结果输出给时延检测模块205；时延检测模块205对匹配滤波模块204输入的匹配滤波结果，进行小区射频发射通道时延检测，输出小区射频发射通道的时延值。

请参见图3，图3为依照本发明一个较佳实施例的匹配滤波结果示意图。301是一段长度为M的基带公共导频信道信号，302是本发明装置接收、放大并解调后一段长度为M的基带信号，303是长度为N的匹配滤波搜索窗，304是匹配滤波结果曲线。其中，M的取值范围为1280～2560个码片，N的取值范围为20～40个码片。

利用基带公共导频信道信号301和基带信号302，在匹配滤波模块中进行搜索窗口长度为N、相干长度为M的匹配滤波处理，得到匹配滤波结果曲线304。然后，在匹配滤波结果曲线304上，检测高于噪声门限的第一峰值位置，该峰值位置相对于匹配滤波结果曲线304起始位置的时间长度T₀，减去射频信号在小区天线与本发明装置接收天线之间的传播时间T，得到被测小区的射频发射通道时延。

请参见图4，图4为依照本发明一个较佳实施例的小区射频发射通道时延测量方法流程图，该方法至少包括以下步骤：

步骤401：利用小区天线105与本发明装置中信号接收天线201之间的实际距离，计算射频信号在两个天线之间的传播时间T，并将传播时间T保存到时延检测模块205中；传播时间T是根据小区天线105与该装置信号接收天线201之间的实际距离除以射频信号传播的速度得到的，传播时间T是一个固定的常量，需要在本发明时延测量装置安装时直接配置到时延检测模块中；

步骤402：匹配滤波模块204利用本发明装置与小区之间的专用数据与信号通道，接收由小区输出的基带公共导频信道信号；

步骤403：利用本发明装置自身的信号接收天线201，接收小区天线105发出的射频信号，经过放大、解调处理为基带信号，并将基带信号输出给匹配滤波模块204；

步骤404：将步骤402接收的基带公共导频信道信号与步骤403接收的基带信号，在匹配滤波模块204中进行相干长度为M、搜索窗口宽度为N的匹配滤波处理，得到匹配滤波结果曲线304；

步骤405：在步骤404所得到的匹配滤波结果曲线304上，检测高于噪声门限的第一峰值位置，该峰值位置相对于匹配滤波结果曲线304起始位置的时间长度T₀，减去射频信号在小区天线105与本发明装置信号接收天线201之间的传播时间T，得到被测小区的射频发射通道时延。

理论上说，在步骤405中所测得的射频通道时延还应该包括，在射频功率放大模块202和解调模块203中的射频接收通道时延。但是，由于这两个模块不需要做大功率射频放大和射频双工耦合等处理，射频接收通道时延值很小，完全可以忽略不计，所以对此这里也就不再考虑了。

从以上的较佳实施例可以看出，本发明提供的小区射频发射通道时延测量装置及方法，能够在基站设备正常工作时，实时地对小区的射频发射通道时延进行测量，提供射频发射通道时延的测量值给其他模块使用；时间、环境、温度、湿度和器件老化等因素的变化对该装置测量的时延值也不会产生任何影响；该装置测量的是从小区的基带信号输出到小区天线口发射整个射频发射通道的时延值，避免了用射频测量仪器对各个射频处理模块分别进行测量，和计算射频信号在射频电缆上产生时延值时产生的误差，大大提高了测量的精确度；该装置作为小区硬件设备的一个附加部分，与小区之间有专用的数据与信号通道，其测量结果可以直接被小区使用，不需要把测得的时延值人为配置，大大提高了小区的可维护性及维护成本。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种小区射频发射通道时延测量装置，其特征在于该装置包括：

信号接收天线，用于接收小区天线发出的射频信号；

射频功率放大模块，用于对信号接收天线输出的射频信号进行射频放大处理；

解调模块，用于将射频功率放大模块输出的射频信号解调处理为基带信号；

匹配滤波模块，用于将解调模块输出的基带信号和小区输出的基带公共导频信道信号进行匹配滤波处理；

时延检测模块，用于对匹配滤波模块输出的匹配滤波结果进行射频发射通道时延检测；

信号接收天线接收小区天线发出的射频信号，经射频功率放大模块放大、解调模块解调处理输出基带信号给匹配滤波模块，经匹配滤波处理后，将匹配滤波结果输出给时延检测模块。

2、根据权利要求1所述的小区射频发射通道时延测量装置，其特征在于，所述的匹配滤波模块与小区之间设置有专用的信号与数据通道。

3、一种小区射频发射通道时延测量方法，设置一个自身带有信号接收天线的时延测量装置，其特征在于该方法至少包括以下步骤：

4、根据权利要求3所述的小区射频发射通道时延测量方法，其特征在于：

所述的步骤A具体为：用小区天线与时延测量装置信号接收天线之间的实际距离除以射频信号传播的速度计算得到传播时间T。

5、根据权利要求3所述的小区射频发射通道时延测量方法，其特征在于，所述的传播时间T在时延测量装置安装时直接配置。

6、根据权利要求3所述的小区射频发射通道时延测量方法，其特征在于，步骤C所述的基带公共导频信道信号通过时延测量装置与小区之间专用的信号与数据通道接收。

7、根据权利要求3所述的小区射频发射通道时延测量方法，其特征在于，步骤C中所述匹配滤波处理采用的相干长度取值范围为1280至2560个码片。

8、根据权利要求3所述的小区射频发射通道时延测量方法，其特征在于，步骤C中所述匹配滤波处理采用的匹配滤波搜索窗口的长度取值范围为20至40个码片。