专利名称：数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法
技术领域：
本发明涉及数字无线直放站系统设计领域，具体是指数字无线直放站系统 的天线隔离度检测方法。
背景技术：
随着移动通讯业务高速增长，运营商对各自品牌效应的提升有迫切需求， 相应网络质量要求也在提高。现在各地下居所、乡村、公路、铁路、等建设项 目正如火如荼的展开。无线直放站(包括数字无线直放站与模拟无线直放站) 作为有效的延伸网络覆盖手段具有无限潜力。如图l所示， 一般的数字无线直 放站系统可以(但不仅限于)包括上行链路、下行链路；所述下行链路由双 工器(30D、低噪声放大器LNA(lOl)、下变频模块(102)、数字处理单元(103)、 上变频模块(104)、下行放大器AMP(105)、双工器(302)依次连接组成；所述 上行链路由双工器(302)、低噪声放大器LNA(205)、下变频模块(204)、数字 处理单元(203)、上变频模块(202)、上行放大器AMP(201)、双工器(301)依次 连接组成；所述双工器(301)通过施主天线(401)与基站信号(501)连接，双工 器(302)通过重发天线(402)与手机用户(502)连接。而该发明根据下行链路功 率及其增益相对稳定的条件在下行链路中实现天线隔离度的检测。
如图2所示，在数字无线直放站系统中，所述数字处理单元可以包括(但 不仅限于)A/D变换器(1031)、 DDC数字下变频通道(1032)、数字滤波模块
(1033)、 FPGA (1034)、 DUC数字上变频通道(1035)、 D/A变换器(1036)。 其中A/D变换器(1031)的作用是将模拟信号变换为数字信号、DDC数字下变 频通道(1032 )对该数字信号进行下变频到数字基带信号、数字滤波模块(1033 ) 对信号进行低通滤波，FPGA (1034)处理基带信号，然后信号经DUC数字上变 频通道(1035)上变频后，通过D/A变换器(1036)输出模拟信号。
但晕存无线直放站开通和运行的过程中，天线的隔离度是系统及工程安装 时需栗考虑的一个重要因素。如果施主天线和重发天线之问的隔离度小于系统 的要求(一般无线系统要求施主天线和重发天线之间的隔离度要比增益大于 15dB),则会导致系统信号失真、功率浪费、性能下降、严重时会引起系统自激，导致设备的损坏、影响整个网络的覆盖。在实际的工程应用中，由于施主 天线和重发天线易受环境、天气及周边建筑物的影响而使隔离度产生一定的变 化，所以在数字无线直放站中天线的隔离度检测变得尤为重要。
对于无线直放站隔离度测试的方法， 一般有三种如图3所示， 一种是在 施主天线和重发天线两端各接一台信号源和一台频谱仪进行天线隔离度的测 试，但这一般是在开站的时候或工程人员到现场时使用这种方法，可是因为信 号源和频谱仪都是比较贵而且搬动不方便的设备，所以这给无线直放站隔离度 测试带来了一些困难；另一种方法是在直放站内部带一个信号源和一个频谱仪 来测试隔离度，这无疑会增加设备的成本及造成信号的干扰；第三种是通过射 频检测、信号合成，增加控制电路来达到天线隔离度的检测，但这种方法会增 加成本，而且检测的精度也不高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供数字无线直放 站系统的天线隔离度检测方法，该方法利用软件无线电的原理，根据数字无线 直放站的下行链路功率及其增益相对稳定的条件，在下行链路中实现天线隔离 度的检测，系统可操作性强，监测精度高、无须增加任何硬件成本。
本发明的目的通过下述方案实现本数字无线直放站系统的天线隔离度检 测方法，其步骤包括
(1) 在下行链路数字处理单元(103)里，选择一个空闲DDC通道做检测 使用，在带宽范围内从低到高改变该DDC通道的下变频频点；
(2) 统计该DDC通道的数字功率，和底噪相比，若所述数字功率接近底 噪，即为一80 -90dBm，就认为当前频点是闲置的，否则返回步骤(1)继续 寻找闲置频点； '
(3) 在下行链路数字处理单元(103)里，使用一个空闲DUC通道，把该 DUC的频点和该DDC通道对应；
(4) 在下行链路数字处理单元(103)的FPGA (1034)产生一个一20 -30dBm的点频信号X，其为窄带或直流信号，该点频信号X的功率大小由所用 直放站的功率及系统的增益而定；
(5) 所述FPGA (1034)所产生的点频信号X经过DUC数字上变频通道 (1035)进行数字上变频，然后进行D/A变换器(1036)将数字信号变为模拟
中频信号；
(6) 模拟中频信号经过下行上变频模块(104)、下行放大器(105)、双工器(302)、重发天线(402)、施主天线(401)、双工器(301)、低噪声放大 器(101)、下变频模块(102)成为模拟中频信进入下行链路数字处理单元(103);
(7)模拟中频信号进入下行链路数字处理单元(103)后，经过A/D变换 器(1031)变为数字中频信号，然后经DDC数字下变频通道(1032)变为数字 基带信号Y， Y=X+G-IL，其中G为系统增益、IL为施主天线(401)与重发天 线(402)之间的隔离度，直放站的隔离度就为IL=G+X-Y。
为更好地实现本发明，所述下行链路数字处理单元(103)的具体实现硬 件及架构可以有多种，如FPGA， CPLD、 DSP等。
所述上述空闲DDC通道和空闲DUC通道可以是固定给测试使用的通道，也 可以是在夜间话务量少的时候的空闲通道。
所述数字无线直放站系统的制式可以是GSM， CDMA， WCDMA,或其它混合 制式等。
所述数字无线直放站可以是数字无线载波直放站、数字无线宽带直放站、 数字无线载波选频直放站、数字无线移频直放站、数字无线自激对消直放站及 其他数字无线直放站。
本数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法与现有技术相比，具有以下 优点与有益效果
(1) 整机的设计采用较为先进软件无线电理念，设计简单，在不增加硬 件的情况下，能灵活实现隔离度测试，可最大限度的节约了成本；
(2) 具备数字处理单元，在数字域对信号进行有效的处理功能;，
(3) 检测隔离度时，利用闲置频段，不会影响正常通讯的信号；
(4) 有效的避免了模拟无线直放站通过增加内置信号源和频谱仪来测天 线隔离度，大大降低了设备的成本。
(4) 运用数字的方法进行隔离度的检测，优化了检测手段和提高了检测 的精度；
(5) 该系统不但适用于数字无线载波直放站，同时也适用于数字无线宽 带的直放站，及其它数字无线直放站中。
图1是现有的数字无线直放站系统的结构原理图2是图1所示的下行链路基带处理单元内部结构原理图3是现有模拟直放站天线隔离度检测示意图；图4是本发明数字无线直放站系统的天线隔离度检测过程示意具体实施例方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施 方式不限于此。 实施例一
如图1所示，采用现有的数字无线直放站系统，直放站系统为无线载波 选频直放站系统，包括上行链路、下行链路；所述下行链路由双工器(301)、 低噪声放大器LNA(lOl)、下变频模块(102)、数字处理单元(103)、上变频模 块(104)、下行放大器AMP(105)、双工器(302)依次连接组成；所述上行链路 由双工器(302)、低噪声放大器LNA(205)、下变频模块(204)、数字处理单元 (203)、上变频模块(202)、上行放大器AMP(201)、双工器(301)依次连接组成； 所述双工器(301)通过施主天线(401)与基站信号(501)连接，双工器(302)通过 重发天线(402)与手机用户(502)连接。 _
如图2所示，下行链路数字处理单元(103)包括依次连接的A/D变换器 (1031)、 DDC数字下变频通道(1032)、数字滤波模块(1033)(所述数字滤波模 块的主要作用是滤除带外杂散、提高载波选择性)、FPGA(1034)、 DUC数字上 变频通道(1035)、 D/A变换器(1036)。
如图4所示，本GSM数字无线直放站系统进行天线隔离度检测工作过程是 这样的在下行链路数字处理单元里，选择一个空闲DDC通道做检测使用，在 带宽范围内从低到高改变该DDC通道的下变频频点；统计该DDC通道的数字功 率，和底噪相比，若所述数字功率接近底噪(即为一80 -90dBm)就认为当前 频点是闲置的；在下行链路数字处理单元里，使用一个空闲DUC通道，把该 DUC的频点和该DDC通道对应。
在下行链路数字处理单元(103)里，通过FPGA(1034)产生一个合适的点频 信号X，其为窄带或直流信号，该点频信号的功率大小由所用直放站的功率及 系统的增益而定，可以取为一20 —30dBin;该信号X经过DUC(1035)进行数 字上变频，然后通过D/A变换器(1036)将数字信号变为模拟中频信号，模拟中 频信号经过下行上变频模块(104)、下行放大器(105)、双工器(302)、重发 天线(402)、施主天线(401)、双工器(301)、低噪声放大器(101)、下变频 模块(102)成为模拟中频信号进入基带处理单元(103)。
模拟中频信进入下行链路数字处理单元(103)后，经过A/D变换器(1031) 变为数字中频信号，然后经DDC (1032)变为数字基带信号Y (Y二X+G-IL，其中G为系统增益、IL为施主天线与重发天线之间的隔离度)。
该数字基带信号Y与原FPGA产生的点频信号X进行比较可以得出△ =X-Y=X- (X+G-IL) =IL_G。根据系统要求施主天线(401)和重发天线(402) 之间的隔离度要比增益大15dB，所以只要比较出A^15dB，则检测出系统隔离 度满足要求，若比较出A〈15dB，则检测出系统隔离度不满足要求，这时直放站 监控系统发出隔离度告警，或自动减少系统增益，以满足系统要求。 所述下行链路数字处理单元(103)采用FPGA、 CPLD、 DSP等。 所述上述空闲DDC通道和(1032)空闲DUC通道(1035)可以是固定给测试使 用的通道，也可以是在夜间话务量少的时候的空闲通道。
所述数字无线直放站系统的制式可以是GSM， CDMA， WCDMA，或其它混合 制式等。
所述数字无线直放站可以是数字无线载波直放站、数字无线宽带直放站、 数字无线载波选频直放站、数字无线移频直放站、数字无线自激对消直放站及 其他数字无线直放站。
本具有天线隔离度检测功能的GSM数字无线直放站系统的引入不会对基 站及该直放站系统造成不良的影响，因为FPGA在产生点频信号X之前先会自 动寻找闲置的频点，这样不会选择到在用的信号，在进行测试时不会对有用信 号产生干扰。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施 例，并非，来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与 修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求
1、数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法，其特征在于包括以下步骤(1)在下行链路数字处理单元(103)里，选择一个空闲DDC通道做检测使用，在带宽范围内从低到高改变该DDC通道的下变频频点；(2)统计该DDC通道的数字功率，和底噪相比，若所述数字功率接近底噪，即为-80～-90dBm，就认为当前频点是闲置的，否则返回步骤(1)继续寻找闲置频点；(3)在下行链路数字处理单元(103)里，使用一个空闲DUC通道，把该DUC的频点和该DDC通道对应；(4)在下行链路数字处理单元(103)的FPGA(1034)产生一个-20～-30dBm的点频信号X，其为窄带或直流信号，该点频信号X的功率大小由所用直放站的功率及系统的增益而定；(5)所述FPGA(1034)所产生的点频信号X经过DUC数字上变频通道(1035)进行数字上变频，然后进行D/A变换器(1036)将数字信号变为模拟中频信号；(6)模拟中频信号经过下行上变频模块(104)、下行放大器(105)、双工器(302)、重发天线(402)、施主天线(401)、双工器(301)、低噪声放大器(101)、下变频模块(102)成为模拟中频信进入下行链路数字处理单元(103)；(7)模拟中频信号进入下行链路数字处理单元(103)后，经过A/D变换器(1031)变为数字中频信号，然后经DDC数字下变频通道(1032)变为数字基带信号Y，Y＝X+G-IL，其中G为系统增益、IL为施主天线(401)与重发天线(402)之间的隔离度，直放站的隔离度就为IL＝G+X-Y。
2、 根据权利要求1所述数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法，其特 征在于所述下行链路数字处理单元(103)采用FPGA、 CPLD、 DSP。
3、 根据权利要求1所述数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法，其特 征在于所述上述空闲DDC通道和空闲DUC通道是固定给测试使用的通道，或 者是在夜间话务量少的时候的空闲通道。
4、 根据权利要求1所述数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法，其特 征在于所述数字无线直放站系统的制式包括GSM, CDMA， WCDMA。
5、 根据权利要求1所述数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法，其特 征在于所述数字无线直放站包括数字无线载波直放站、数字无线宽带直放站、 数字无线载波选频直放站、数字无线移频直放站、数字无线自激对消直放站。
6、 根据权利要求1所述数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法，其特 征在于步骤(4)所述点频信号X为窄带或直流信号。
7、 根据权利要求1所述数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法，其特 征在于步骤(4)所述点频信号X的功率大小取一20 -30dBm。
全文摘要
本发明提供数字无线直放站系统的天线隔离度检测方法，是指下行链路数字处理单元(103)自动利用空闲通道，寻找闲置频点；下行链路数字处理单元(103)的FPGA(1034)产生一个点频信号X；X经DUC数字上变频及D/A变换为模拟中频信号；模拟中频信号经下行上变频模块(104)、AMP(105)、双工器(302)、重发天线(402)、施主天线(401)、双工器(301)、LNA(101)、下变频模块(102)成为模拟中频信进入下行链路数字处理单元(103)；模拟中频信号经A/D及DDC变换为数字基带信号Y，Y＝X+G-IL，G为系统增益、IL为施主天线(401)与重发天线(402)的隔离度。
文档编号H04B17/02GK101615958SQ20081002905
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月27日 优先权日2008年6月27日
发明者伍尚坤, 刘志敏, 赵建平 申请人:京信通信系统(中国)有限公司