專利名稱：一種td-scdma射頻拉遠(yuǎn)單元的天線自校準(zhǔn)方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線，尤其是涉及一種TD-SCDMA射頻拉遠(yuǎn)單元的天線自校準(zhǔn)方 法及電路。
背景技術(shù)：
隨著TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的展開，用戶數(shù)量逐漸增加，運營商對容量和覆蓋 的要求會越來越高。而在實際工作中，基站站址的選擇不容易，有時候無法布 設(shè)機房或機房位置不理想，成為了建網(wǎng)中的難題之一。
射頻拉遠(yuǎn)單元是TD-SCDMA系統(tǒng)的遠(yuǎn)端射頻拉遠(yuǎn)模塊，可以直接安裝于靠近 天線位置的金屬桅桿或墻面上，具有體積小、重量輕、安裝簡單方便的特點。 通常射頻拉遠(yuǎn)單元通過光纖和BBU (本地基帶處理單元)連接在一起，其與BBU 組成了分布式基站，如圖l。分布式基站系統(tǒng)容量大、集成度高、組網(wǎng)靈活等特 點，使其適用于多種覆蓋場景，同時，功耗小、可靠性高、設(shè)備成本降低使得 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護的成本大大的下降，這些都使射頻拉遠(yuǎn)單元在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中 得到廣泛的應(yīng)用，并在許多場合替代宏基站、微蜂窩和一些直放站的應(yīng)用。
由于TD-SCDMA射頻拉遠(yuǎn)單元既支持智能天線，又支持分布式天線，因此需 要射頻拉遠(yuǎn)單元需要判定天線是否故障。當(dāng)射頻拉遠(yuǎn)單元工作在智能天線模式 下，由于具有多天線或者校準(zhǔn)天線，很容易進行上下行通路的校準(zhǔn)。然而對于 單天線系統(tǒng)或者分布式天線模式下，就無法進行上行通路的校準(zhǔn)，當(dāng)上行硬件 通路出現(xiàn)問題時，基站在無法和終端通信時，基站無法給檢測出通路的故障。 此時，系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)故障是無法獲得故障信息，造成大的損失，所以有必要對 單天線或者分布式天線進行校準(zhǔn)。
對單天線或者分布式天線進行校準(zhǔn)的現(xiàn)有的方法中，對于單天線和分布式 天線，通常只做下行的增益校準(zhǔn)和天線連接狀態(tài)的檢測。利用反射信號的大小 來判定天線是否連接或故障，利用輸出功率檢測來判斷下行通路是否正常。這 種方法的缺點是當(dāng)上行通路出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)是無法知道的。對于多天線系統(tǒng)， 通常是采用校準(zhǔn)天線發(fā)，工作天線收來實現(xiàn)天線的收校準(zhǔn)，此時需要有校準(zhǔn)天 線和耦合盤，通過耦合盤將校準(zhǔn)天線和正常天線連接在一起，連接方式復(fù)雜并 且需要的成本高。上述方法測試不足在于1、單天線上行通路無法校準(zhǔn)；2、 多天線工作在分布式天線模式下不能進行校準(zhǔn)；3、多天線工作在智能天線下做 校準(zhǔn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種校準(zhǔn)精度高的TD—SCDMA的射頻拉遠(yuǎn)單元的天線自校準(zhǔn)方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種TD-SCDMA射頻拉遠(yuǎn)單
元的天線自校準(zhǔn)方法，該方法按如下步驟進行
1) 、利用輸出信號和反射信號計算出駐波比，根據(jù)駐波比的值來判斷天 線接口的連接狀態(tài)；
2) 、通過功率檢測裝置計算出當(dāng)前發(fā)射功率，判斷射頻拉遠(yuǎn)單元的發(fā)射 通路是否正常，并校準(zhǔn)下行通路的增益；
3) 、在GP發(fā)送固定功率的下行數(shù)據(jù)，通過功分器將該信號一分為二， 一 路送給下行通路的驅(qū)動放大器，另一路通過微帶線將該數(shù)據(jù)耦合到上行通路中， 由射頻拉遠(yuǎn)單元上的FPGA或者處理器接收經(jīng)微帶線耦合到上行通路的校準(zhǔn)數(shù) 據(jù)；
4) 、射頻拉遠(yuǎn)單元上的FPGA或者處理器將接收到的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和發(fā)送出去 的數(shù)據(jù)進行相關(guān)計算，計算出相關(guān)峰的幅度和位置；
5) 、根據(jù)計算結(jié)果判斷上行通路是否正常，進行相應(yīng)的告警；
6) 、校準(zhǔn)上行通路，根據(jù)計算結(jié)果補償校準(zhǔn)因子到上下行通路中去。 本發(fā)明的目的之二是提供一種校準(zhǔn)精度高、電路簡單的TD — SCDMA的射頻
拉遠(yuǎn)單元的天線自校準(zhǔn)電路。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種實現(xiàn)TD -SCDMA射頻 拉遠(yuǎn)單元的天線自校準(zhǔn)方法的校準(zhǔn)電路，包括環(huán)形器、功率放大器、驅(qū)動放大 器、小信號放大器、低噪聲放大器，其中在下行通路的小信號放大器和驅(qū)動放 大器之間連接有功分器，在上行通路的環(huán)形器和低噪聲放大器之間增加了一個 開關(guān)，在開關(guān)與功分器之間有微帶線，利用微帶線將下行發(fā)送信號耦合到上行 進行上行通路的校準(zhǔn)。
本發(fā)明主要是實現(xiàn)單天線上行通路的檢測和校準(zhǔn)，它是利用微帶線將下行 發(fā)送信號耦合到上行進行上行通路的校準(zhǔn)。本發(fā)明校準(zhǔn)目的 一是檢測出硬件 通路的物理損壞，例如上行通道故障，下行通道故障；二是校準(zhǔn)通路的增益和 相位(由于不同天線的增益和相位可能不一致)；本發(fā)明當(dāng)射頻拉遠(yuǎn)單元為單天 線或者工作在分布式天線模式下，當(dāng)天線有故障時，能夠判斷定位天線是發(fā)射 通路故障還是接收通路故障，并且校準(zhǔn)的精度高。本發(fā)明同樣也適用于多天線 系統(tǒng)，采取這種方法能夠去掉校準(zhǔn)天線的硬件通路和耦合盤等，具有降低成本 的作用，因此本發(fā)明能夠不需要校準(zhǔn)天線的情況下實現(xiàn)上下行通路的校準(zhǔn)，實 現(xiàn)起來步驟簡單，容易實現(xiàn)，具有成本低，可靠等優(yōu)點。本發(fā)明應(yīng)用于不僅限 于單天線和分布式天線，同樣可以應(yīng)用智能天線中。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明能夠解決射頻拉遠(yuǎn)單元工作在分布式天線或者本來是單天線的校準(zhǔn)通路的問題，而且校準(zhǔn)精度高。對于智能天線系統(tǒng)，可以通 過這種方法去掉校準(zhǔn)通路和耦合盤，能夠達到節(jié)約成本和布板面積。該方法能
夠應(yīng)用在TD-SCDMA的單天線和分布式天線系統(tǒng)，對于多天線工作在智能天線模 式下同樣適用。


圖1是分布式基站設(shè)備示意圖2是以前的射頻通路；
圖3是本發(fā)明具有上行自檢功能的射頻通路。
具體實施例方式
如圖3所示，本發(fā)明校準(zhǔn)電路是在圖2硬件電路上增加一根微帶線、 一個 開關(guān)和一個功分器。如圖3，在下行通路的小信號放大器和驅(qū)動放大器之間連接 有功分器，在上行通路的環(huán)形器和低噪聲放大器之間增加了一個開關(guān)，在開關(guān) 與功分器之間有微帶線，利用微帶線將下行發(fā)送信號耦合到上行進行上行通路 的校準(zhǔn)。
本發(fā)明自校準(zhǔn)實現(xiàn)方法的步驟為
1、 利用輸出信號和反射信號計算出駐波比，根據(jù)駐波比的值來判斷天線接口的 連接狀態(tài)。
2、 通過功率檢測裝置計算出當(dāng)前發(fā)射功率，判斷射頻拉遠(yuǎn)單元的發(fā)射通路是否 正常，并校準(zhǔn)下行通路的增益。
前兩個步驟(1、 2)的目的是出現(xiàn)校準(zhǔn)故障時，能區(qū)分是發(fā)射通路故障還是 天線連接處未接好。
現(xiàn)有的射頻拉遠(yuǎn)單元都有這個功率檢測和駐波比檢測。
實現(xiàn)方法通常是采用在功率放大器和環(huán)形器之間接了一根微帶線的一端，
微帶線的另一端接了一個檢波芯片，檢波芯片是把信號的功率大小轉(zhuǎn)換成電壓，
檢波芯片的輸出是電壓值，然后通過一個ADC轉(zhuǎn)換芯片，將電壓值讀取出來， 按照電壓和功率的對應(yīng)關(guān)系計算出來輸出功率值(由于導(dǎo)頻最穩(wěn)定， 一般是檢 測的導(dǎo)頻的輸出功率)。另外，也可以利用上行的檢測通路來測量下行的輸出功 率，去掉檢波芯片和ADC采樣芯片。
駐波比的檢測是在環(huán)形器和低噪放之間接了一根微帶線的一端，另一端也是 檢波芯片。駐波比是檢測的發(fā)射與反射的差值，是將發(fā)送的功率轉(zhuǎn)換成電壓后 減去發(fā)射回來的信號功率轉(zhuǎn)換成電壓值。然后同樣進行ADC轉(zhuǎn)換。如果天線未 連接好，會出現(xiàn)全反射，這樣計算出來的駐波比就不能滿足要求。
前兩個步驟(1、 2)只能檢測下行通路(發(fā)射通路)故障和天線接口處是否 連接好，不能檢測出上行通路(接收通路)是否正常。檢測上行通路(接收通路)主要由下述的步驟3、 4、 5、 6來完成。
3、 在GP (TD-SCDMA的保護時隙)發(fā)送一定功率和一定規(guī)律的32個CHIP (碼片) 的下行數(shù)據(jù)，通過功分器將該信號一分為二， 一路送給下行通路的驅(qū)動放大器， 另一路通過微帶線將該數(shù)據(jù)耦合到上行通路中，由射頻拉遠(yuǎn)單元上的FPGA或者 處理器接收經(jīng)微帶線耦合到上行通路的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
4、 射頻拉遠(yuǎn)單元上的FPGA或者處理器將接收到的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和發(fā)送出去的數(shù)據(jù)
進行相關(guān)計算，計算出相關(guān)峰的幅度和位置。(該步驟的計算方法為現(xiàn)有技術(shù)， 計算方法如下
1) 發(fā)送的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)是本地基本序列*發(fā)射的幅度 本地基本序列的FFT變換
cal ibration一inv—code (1:32) 二l/FFT (ml, m2…m31 ， ra32)
2) 接收到的天線數(shù)據(jù)
calibration—data(1:32)二 received_antermal—data(3:34)
3〉信道沖激響應(yīng)的計算 — : 32)
32chips的數(shù)據(jù)按窗長為4chips/8chips(八天線/四天線工作模式)分配給N 根天線，取出峰值來 4)六天線/八天線模式 Coeffients一tmp (1) 二 impulse—response(2) Coeffients—tmp (2) = impulse—r邵onse(6)
Coeffients—tmp (6) - impulse—response(22)
Coeffients—tmp (8) = impulse—response(3 0)
5)得到峰值大小、位置和相位。 5、根據(jù)計算結(jié)果判斷上行通路是否正常，進行相應(yīng)的告警。相應(yīng)的判斷及告卩如下-
1) 如果下行檢測到的輸出功率在期望值范圍內(nèi)，表示下行通路正常。如果 檢測的功率不在期望值范圍，進行"下行通路故障的告警"；
2) 如果下行檢測到的輸出功率在期望值范圍內(nèi)，但是駐波檢測不在門限內(nèi)， 需要進行"駐波比異常，請檢査天線的連接狀態(tài)的告警"；
3) 如果下行輸出功率和駐波都正常，但是校準(zhǔn)結(jié)果不正確需要進行以下判 斷
A. 相關(guān)峰的幅度過低(不在門限以內(nèi))，進行"上行通路故障的告警"；
B. 相關(guān)峰的幅度滿足要求，再判斷最大幅度和第二高幅度是否大于10 倍，不大于，需要進行"上行通路有雙峰，請上行采樣時間點"；
C. 滿足上兩個，但峰值位置不在期望的位置上，需要進行"整碼片便宜 的告警"；
D. 只有峰值和位置都滿足上面三種，才能是通道正常。
6、校準(zhǔn)上行通路，根據(jù)計算結(jié)果補償校準(zhǔn)因子到上下行通路中去。(該步驟的 補償方法為現(xiàn)有技術(shù)，即需要將校準(zhǔn)計算出來的幅度和期望上下行的幅度相減， 如果差了幾個dB將，通過調(diào)整到上下行的可調(diào)整的增益控制器進行補償。相位 也是可以調(diào)整初始相位)。
權(quán)利要求
1、一種TD-SCDMA射頻拉遠(yuǎn)單元的天線自校準(zhǔn)方法，其特征在于該方法按如下步驟進行1)、利用輸出信號和反射信號計算出駐波比，根據(jù)駐波比的值來判斷天線接口的連接狀態(tài)；2)、通過功率檢測裝置計算出當(dāng)前發(fā)射功率，判斷射頻拉遠(yuǎn)單元的發(fā)射通路是否正常，并校準(zhǔn)下行通路的增益；3)、在GP發(fā)送固定功率的下行數(shù)據(jù)，通過功分器將該信號一分為二，一路送給下行通路的驅(qū)動放大器，另一路通過微帶線將該數(shù)據(jù)耦合到上行通路中，由射頻拉遠(yuǎn)單元上的FPGA或者處理器接收經(jīng)微帶線耦合到上行通路的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；4)、射頻拉遠(yuǎn)單元上的FPGA或者處理器將接收到的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和發(fā)送出去的數(shù)據(jù)進行相關(guān)計算，計算出相關(guān)峰的幅度和位置；5)、根據(jù)計算結(jié)果判斷上行通路是否正常，進行相應(yīng)的告警；6)、校準(zhǔn)上行通路，根據(jù)計算結(jié)果補償校準(zhǔn)因子到上下行通路中去。
2、 一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的TD -SCDMA射頻拉遠(yuǎn)單元的天線自校準(zhǔn)方法的校 準(zhǔn)電路，包括環(huán)形器、功率放大器、驅(qū)動放大器、小信號放大器、低噪聲放大 器，其特征在于在下行通路的小信號放大器和驅(qū)動放大器之間連接有功分器， 在上行通路的環(huán)形器和低噪聲放大器之間增加了一個開關(guān)，在開關(guān)與功分器之 間有微帶線，利用微帶線將下行發(fā)送信號耦合到上行進行上行通路的校準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TD-SCDMA射頻拉遠(yuǎn)單元的天線自校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)電路，在下行通路的小信號放大器和驅(qū)動放大器之間連接有功分器，在上行通路的環(huán)形器和低噪聲放大器之間增加了一個開關(guān)，在開關(guān)與功分器之間有微帶線，利用微帶線將下行發(fā)送信號耦合到上行進行上行通路的校準(zhǔn)。本發(fā)明能夠解決射頻拉遠(yuǎn)單元工作在分布式天線或者本來是單天線的校準(zhǔn)通路的問題，而且校準(zhǔn)精度高。對于智能天線系統(tǒng)，可以通過這種方法去掉校準(zhǔn)通路，能夠達到節(jié)約成本和布板面積。該方法能夠主要應(yīng)用在TD-SCDMA的單天線和分布式天線系統(tǒng)，對于多天線工作在智能天線模式下同樣有用。
文檔編號H04B7/04GK101447813SQ20081014807
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者湯國東, 潘文生 申請人:芯通科技(成都)有限公司