一种基于能量检测识别基站天线所属运营商的方法与流程

本发明涉及通信技术领域，更具体的，涉及一种基于能量检测识别基站天线工作频段，进而判断基站天线所属运营商的技术领域。

背景技术

目前，在基站建设选址过程中，经常出现一个基站挂载多个基站天线的情况。例如铁塔公司共建共享型三管塔通信基站，设有多层天线安装层，天线安装层上设置有多个用于设置天线且使信号收发互不干扰的天线抱杆，能够整合多个电信运营商于一体。这种建站方式能大幅的节省资源，降低运营成本，提高运营商的市场竞争力。但是，在通信维护过程中，由于通信基站挂载的基站天线较多，很难分辨各个基站天线属于哪一个运营商公司。

因此，很有必要通过技术方式来快速识别天线所属运营商。中国专利号201610377317.6，公开日2016年11月09日，发明创造的名称为《一种通信基站天线识别方法》，该发明申请方案公开了一种通信基站天线识别方法，该方法根据通信基站的天线所对应的通信运营商、天线频段及网络制式将对应的一级色条、二级色条和三级色条依次并列粘贴或喷涂于天线的侧面区域。相关工作人员根据天线侧面区域的一级色条、二级色条和三级色条以区分天线所归属的通信运营商、天线频段及网络制式。

但该方法在实际运用中存在以下不足之处：由于色条被粘贴或者喷涂在天线的侧面区域，一方面维护人员在巡检时需要从地面查看色条比较困难；另外一方面由于基站天线在空中风吹日晒，色条有可能会褪色甚至遭到破坏而导致记录信息不准确；需要维护人员不断对基站天线信息进行检测，维护色条，维护过程中存在一定危险性。

技术实现要素：

本发明为了解决维护人员识别基站天线所属运营商中遇到记录信息不准确，危险性高，且识别困难的问题，提供了一种基于能量检测识别基站天线所属运营商的方法，该方法操作简单，能快速准确测出基站天线的下行工作频段，分析和准确识别出基站天线所属运营商，且安全性高。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种基于能量检测识别基站天线所属运营商的方法，实现该方法具体步骤如下：

一种基于能量检测识别基站天线所属运营商的方法，实现该方法具体步骤如下：

1)根据2g/3g/4g基站天线的最小工作频率和最大工作频率设置频谱监测模块初始工作频率800mhz、截止工作频率2700mhz和工作带宽1900mhz；

2)利用无人机搭载频谱监测模块飞行至待测基站天线附近，使频谱监测模块的定向天线与待测基站天线处于正对状态，并与待测基站天线距离小于2米；

3)根据cost231-hata距离衰减公式预先设定门限值，然后启动频谱监测模块能量中的检测算法模块，能量检测算法模块将接收到的信号进行能量检测，检测频谱信号能量大于门限值的频谱信号；

4)开启快速扫频模式，扫描频率范围为800～2700mhz，对频率范围为800～2700mhz内的各种频谱信号进行检测和快速捕捉；记录在频率范围为800～2700mhz内检测到大于门限值的频谱信号能量的值和其所对应中心频率，组成一个2*n的数组(rxn，fn)；

其中：rxn>＝λ0；800mhz<＝fn<＝2700mhz；λ0为门限值；rxn为频谱信号能量，fn为rxn所对应频谱中心频率；n为大于等于1的整数；

5)若n>1，自动调整门限值λ0＝λ0+(rxmax-rxmin)/2；重复步骤4)；

其中：rxmax为数组(rxn，fn)中频谱信号能量的最大值；rxmin为数组(rxn，fn)中频谱信号能量的最小值；

6)若n＝1，记录此时频谱信号能量所对应频谱中心频率为ftar；重新设定频谱监测模块的起始工作频率为ftar-25mhz，截止工作频率为ftar+25mhz，工作带宽为50mhz，自动调整后的门限值λ0不变，完成扫频；从而获得待测基站天线最大工作信号的起始工作频率、截止工作频率、工作带宽和信号频谱能量最大值；

7)通过无人机无线通信链路将获得待测基站天线最大工作信号的起始工作频率、截止工作频率、工作带宽和信号频谱能量最大值传输至地面控制终端，通过地面控制终端自动比对各个运营商的基站天线下行工作频段，最终分析出待测基站天线所属的运营商、工作制式以及频率范围。

所述无人机通过无人机视频拍摄模块确认频谱监测模块的定向天线与基站天线是否处于正对状态。

所述预先设定门限值的最原始值设为-20dbm。

本发明的有益效果如下：本发明采用能量检测算法，动态调整门限值，减少了背景噪声信号的影响；使用无人机搭载频谱监测模块飞行至基站天线附近，检测天线信号，方便快捷，能极大减小附近其他基站天线信号作为的背景噪声，提高能量检测算法的有效性；在自适应识别过程中不需要维护人员主动干预，自动识别基站天线信号频率范围和工作制式，并最终确定基站天线所属运营商。

附图说明

图1是本发明工作原理流程图；

图2是实施例能量检测算法原理图。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。

实施例1

如图1，一种基于能量检测识别基站天线所属运营商的方法，实现该方法具体步骤如下：

1)根据2g/3g/4g基站天线的最小工作频率和最大工作频率预先设置频谱监测模块初始工作频率800mhz、截止工作频率2700mhz和工作带宽1900mhz；

2)预先将频谱监测模块设置在无人机上，然后利用无人机搭载频谱监测模块飞行至待测基站天线附近，通过无人机的视频拍摄模块，实时拍摄基站天线的图像，将图像回传到地面控制终端上。确认频谱监测模块的定向天线与待测基站天线处于正对状态，并与待测基站天线距离小于2米；

3)根据cost231-hata距离衰减公式预先设定门限值，然后启动频谱监测模块能量中的检测算法模块，能量检测算法模块将接收到的信号进行能量检测，检测频谱信号能量大于门限值的频谱信号；

4)开启快速扫频模式，扫描频率范围为800～2700mhz，对频率范围为800～2700mhz内的各种频谱信号进行检测和快速捕捉；记录在频率范围为800～2700mhz内检测到大于门限值的频谱信号能量的值和其所对应中心频率，组成一个2*n的数组(rxn，fn)；

其中：rxn>＝λ0；800mhz<＝fn<＝2700mhz；λ0为门限值；rxn为频谱信号能量，fn为rxn所对应频谱中心频率；n为大于等于1的整数；

5)若n>1，自动调整门限值λ0＝λ0+(rxmax-rxmin)/2；重复步骤4)；

其中：rxmax为数组(rxn，fn)中频谱信号能量的最大值；rxmin为数组(rxn，fn)中频谱信号能量的最小值；

6)若n＝1，记录此时频谱信号能量所对应频谱中心频率为ftar；重新设定频谱监测模块的起始工作频率为ftar-25mhz，截止工作频率为ftar+25mhz，工作带宽为50mhz，自动调整后的门限值λ0不变，完成扫频；从而获得待测基站天线最大工作信号的起始工作频率、截止工作频率、工作带宽和信号频谱能量最大值；

7)通过无人机无线通信链路将获得待测基站天线最大工作信号的起始工作频率、截止工作频率、工作带宽和信号频谱能量最大值传输至地面控制终端，通过地面控制终端自动比对各个运营商的基站天线下行工作频段，最终分析出待测基站天线所属的运营商、工作制式以及频率范围。

本发明中所述cost231-hata距离衰减公式如下：

loss＝32.44+20logd+20logf

其中：loss为路径损耗，单位是db；d为传输距离，单位是km；f是基站天线工作频率，单位是mhz。

根据cost231-hata距离衰减公式，本发明所述预先设定门限值的最原始值为-20dbm，其设置的依据如下：

假设待测基站工作频率为950mhz、1800mhz、2300mhz，根据cost231-hata距离衰减公式算出0.5～5米距离上的路径损耗值；假设待测基站天线输出功率46dbm，无人机与待测基站天线相距5米内，计算得到参考电平、路径损耗值跟不同距离对应的关系，如表1所示。从表格中可以看出频谱监测模块的接收电平大于-20dbm，所以设门限值的最原始值为-20dbm。

表1

本发明中所述能量检测算法的具体计算方式如下：

能量检测模型的二元假设检验表示式为：

其中：h0为目标信号不存在，h1为目标信号存在，x(t)为频谱监测模接受到的信号，n(t)为加性高斯白噪声，s(t)为目标信号存在的发射信号，h(t)为信道增益。

将频谱监测模块接收到的信号x(t)通过带通滤波器得到监测频段信号y(t)，将信号y(t)取平方，然后对其进行积分运算，即取一个信号周期内进行积分，最后得到信号的能量yi，将得到信号的能量yi与预先设定的门限值λ0比较，进而判断信道空闲h0或者信道被占用h1。当信号的能量yi小于λ0时，判定为h0；当信号的能量yi大于λ0时，判定为h1。能量检测模型流程图如图2。

本发明主要利用频谱监测模块测量出来的基站天线最大工作信号的起始工作频率、截止工作频率、工作带宽和信号频谱能量最大值，然后对比三大运营商的各制式频点范围和对应的频率，得到该基站天线所对应的所属运营商。

三大运营商各制式频点范围和对应的频率(部分频段示例表)如下。

中国移动基站天线下行频率范围如表2：

表2

中国联通基站天线下行频率范围如表3：

表3

中国电信基站天线下行频率范围如表4：

表4

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。