数字型一拖四微功率直放站的制作方法

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及数字型一拖四微功率直放站。

背景技术：

无线网络的覆盖是网络建设的重要组成部分，随着覆盖环境的多元化，传统的基站覆盖已经不能满足现代网络建设的需要。为了能够扩大基站的覆盖范围，加强基站的覆盖效果，运营商在无线覆盖环境中引入了直放站。直放站一般由接入端和远端组成，可直接耦合基站端射频信号，利用网线、光纤等完成信号的传输，并通过远端设备完成信号的延伸覆盖。目前较为常用是数字光纤直放站。

直放站的加入着实能够改善网络覆盖效果，扩大网络覆盖范围，但由于多级设备的级联使用，导致了系统底噪的累加，造成底噪抬升。过高的底噪会降低基站接收灵敏度，并使得覆盖区域内上下行信号严重不平衡，通信过程中出现掉话等问题。所以抑制底噪抬升是保证网络覆盖性能的关键步骤。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供数字型一拖四微功率直放站。本发明通过采集数字直放站上行链路覆盖端或接入端处理的中频信号的周期能量值，并将中频信号的周期能量值与设定周期能量阈值进行对比，并根据比较结果输出接收到的中频信号或者表示直放站没有信号输入，接收到的是噪声，实现了直放站的底噪抑制；同时底噪处理模块用于将噪声信号进行降噪处理，得到降噪处理记录，底噪分析模块用于对降噪处理记录进行综合评价，获取得到底噪系数，根据底噪系数及时预警，方便工作人员对数字直放站进行维护，提高工作效率；增益分析模块用于接收中频信号并对中频信号进行分析，判断是否需要对中频信号进行增益调节，实现自动增益调节功能，优化客户的通信体验感。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

数字型一拖四微功率直放站，包括数据采集模块、数据分析模块、控制中心、增益分析模块、增益调节模块、底噪处理模块、底噪分析模块和存储模块；

所述数据采集模块用于采集数字直放站上行链路覆盖端或接入端处理的中频信号的周期能量值，并将中频信号的周期能量值传输至数据分析模块，所述数据分析模块用于接收中频信号的周期能量值并对中频信号的周期能量值进行分析，当中频信号的周期能量值大于等于设定周期能量阈值时，则输出该中频信号，当中频信号的周期能量值小于设定周期能量阈值时，则将该中频信号标记为噪声信号并输出噪声信号；所述噪声信号表示该载频没有信号输入，接收到的是噪声；

所述数据分析模块用于将中频信号、噪声信号和周期能量值传输至控制中心，所述控制中心用于在接收到中频信号时，将该中频信号传输至增益分析模块；所述增益分析模块用于接收中频信号并对中频信号进行分析，判断是否需要对中频信号进行增益调节；

所述控制中心用于在接收到噪声信号时，将噪声信号传输至底噪处理模块，所述底噪处理模块用于将噪声信号进行降噪处理，生成降噪处理记录；

所述底噪分析模块用于对存储模块存储的带有时间戳的降噪处理记录进行综合评价。

进一步地，所述数据分析模块的具体分析步骤为：

步骤一：当数字直放站开始接收中频信号时，数据采集模块按照数字直放站对应的采集间隔时长采集中频信号的周期能量值，所述周期能量值是指对接收到的连续多个比特位数据的能量进行累加并求平均所得到的值；

步骤二：将中频信号的周期能量值与设定周期能量阈值进行对比；

当周期能量值大于等于设定周期能量阈值且周期能量值大于等于设定周期能量阈值的时间超过第一预设时间，则表示该载频有信号输入，接收到的不是噪声，此时输出接收到的中频信号；

当周期能量值小于设定周期能量阈值且周期能量值小于设定周期能量阈值的时间超过第二预设时间，则表示该载频没有信号输入，接收到的是噪声，则将该中频信号标记为噪声信号并输出噪声信号。

进一步地，所述增益分析模块的具体分析步骤为：

vv1：将接收到的中频信号进行滤波，获取中频信号幅值信息；按照预设的采集间隔时长采集中频信号的幅值信息，生成幅值信息组zfm；

vv2：根据接收到的m个幅值信息计算幅值最高预警值和幅值最低预警值；具体步骤为：

vv21：计算所述m个幅值信息的平均幅值zfavg；m≥8；

vv22：遍历幅值信息组zfm，获取zfm的最大值并标记为zfmax，获取zfm的最小值并标记为zfmin；

vv23：结合平均振幅zfavg、最大值zfmax计算振幅最高预警值z1；具体计算公式为：z1＝zfmax+(zfmax-zfavg)×f，其中f为预警阈值；

结合平均振幅zfavg、最小值zfmin计算振幅最低预警值z2；具体计算公式为：z2＝zfmin-(zfavg-zfmin)×f；

vv3：获取第m+1个幅值信息；并标记为zfm+1；

将zfm+1与振幅最高预警值z1和振幅最低预警值z2相比较；

若zfm+1≥z1，则生成调节信号；

若zfm+1≤z2，则生成调节信号；

若z2<zfm+1<z1，则生成正常信号；

vv4：将调节信号传输至增益调节模块，所述增益调节模块接收调节信号后对中频信号进行增益调整，将中频信号的幅值调节至振幅最低预警值z2与振幅最高预警值z1之间；

vv5：令m＝m+1，并再次执行步骤vv21；

所述增益调节模块通过控制可编程增益放大电路实现增益调节。

进一步地，所述底噪处理模块用于将噪声信号进行降噪处理，生成降噪处理记录；具体处理步骤为：

s1：当接收到噪声信号时，底噪处理模块开始运行，将接收到噪声信号的时刻标记为降噪处理开始时刻；

s2：获取对应的噪声信号的周期能量值，并标记为ne1；

当ne1≥l1时，则将此时进行的降噪处理级别标记为高级降噪处理；

当l2≤ne1<l1时，则将此时进行的降噪处理级别标记为中级降噪处理；

当ne1<l2时，则将此时进行的降噪处理级别标记为初级降噪处理；其中l1和l2均为预设值且l1>l2；

s3：继续关注周期能量值ne1，当ne1大于等于设定周期能量阈值时，底噪处理模块结束运行，将底噪处理模块结束运行的时刻标记为降噪处理结束时刻；

将降噪处理结束时刻与降噪处理开始时刻进行时间差计算得到降噪处理时长；

所述底噪处理模块用于将降噪处理级别和降噪处理时长融合形成降噪处理记录并将降噪处理记录传输至控制中心，所述控制中心用于将降噪处理记录打上时间戳并传输至存储模块进行实时存储。

进一步地，所述底噪分析模块的具体工作步骤为：

ss1：根据时间戳，获取到系统当期时间前三天内的降噪处理记录；

根据降噪处理记录中的降噪处理级别，将高级降噪处理的次数进行累加形成高级频次，并标记为p1，将高级降噪处理的降噪处理时长进行累加形成高级总时长，并标记为ps1；

利用公式g1＝p1×a1+ps1×a2获取得到高级影响系数g1，其中a1、a2均为预设系数因子；

ss2：将中级降噪处理的次数进行累加形成中级频次，并标记为p2，将中级降噪处理的降噪处理时长进行累加形成中级总时长，并标记为ps2；

利用公式g2＝p2×a3+ps2×a4获取得到中级影响系数g2，其中a3、a4均为预设系数因子；

ss3：将初级降噪处理的次数进行累加形成初级频次，并标记为p3，将初级降噪处理的降噪处理时长进行累加形成初级总时长，并标记为ps3；

利用公式g3＝p3×a5+ps3×a6获取得到初级影响系数g3，其中a5、a6均为预设系数因子；

ss4：将高级影响系数、中级影响系数和初级影响系数进行归一化处理并取其数值；

利用公式gd＝g1×b1+g2×b2+g3×b3获取得到底噪系数gd，其中b1、b2和b3均为预设系数因子且b1>b2>b3；

ss5：将底噪系数gd与设定底噪系数阈值相比较；

当gd＞设定底噪系数阈值时，产生预警信号；

所述底噪分析模块用于将预警信号传输到控制中心，所述控制中心用于接收预警信号并在接收到预警信号时，驱动控制报警模块发出警报，同时自动驱动显示模块显示“数字直放站底噪问题重大，建议维护”。

进一步地，所述数字直放站对应的采集间隔时长的计算步骤为：

v1：获取数字直放站的运行年限、维修记录和型号；所述维修记录包括维修次数和维修时间；

v2：将数字直放站的运行年限标记为n1；将数字直放站的维修次数标记为c1；

将数字直放站的维修时间按时间进行排序，获取离系统当前时间最近的一次维修时间，并将最近的一次维修时间与系统当前时间进行时间差计算得到缓冲时长，将缓冲时长标记为ht；

v3：设定数字直放站所有的型号均对应一个预设值；将该数字直放站对应的型号与数字直放站所有的型号进行匹配获取得到对应的预设值，并标记为w1；

v4：将运行年限、维修次数、缓冲时长和预设值进行归一化处理并取其数值；

利用公式tc＝μ×[(1/n1×a1+1/c1×a2+1/ht×a3+w1×a4)-1.23569]获取得到数字直放站对应的采集间隔时长tc；其中，a1、a2、a3和a4均为预设比例系数，μ为修正因子，取值为0.8739。

本发明的有益效果是：

1、本发明中采集数字直放站上行链路覆盖端或接入端处理的中频信号的周期能量值，并对中频信号的周期能量值进行分析，将中频信号的周期能量值与设定周期能量阈值进行对比；当周期能量值大于等于设定周期能量阈值且周期能量值大于等于设定周期能量阈值的时间超过第一预设时间，则表示该载频有信号输入，接收到的不是噪声，此时输出接收到的中频信号；当周期能量值小于设定周期能量阈值且周期能量值小于设定周期能量阈值的时间超过第二预设时间，则表示该载频没有信号输入，接收到的是噪声，则将该中频信号标记为噪声信号并输出噪声信号；实现了直放站的底噪抑制，且按照数字直放站对应的采集间隔时长多次采样，能够防止采样点的不确定性引起误判，并保证底噪抑制的可靠性；

2、当采集到的是噪声信号时，底噪处理模块将噪声信号进行降噪处理，根据噪声信号的周期能量值，确定进行的降噪处理级别和降噪处理时长，将降噪处理级别和降噪处理时长融合形成降噪处理记录；底噪分析模块用于对降噪处理记录进行综合评价；根据时间戳，获取到系统当期时间前三天内的降噪处理记录；根据不同噪处理级别的降噪处理次数和降噪处理时长，结合相关算法得到底噪系数gd；当gd＞设定底噪系数阈值时，及时预警，方便工作人员对数字直放站进行维护，提高工作效率；

3、当采集到的是中频信号时，增益分析模块对中频信号进行分析，判断是否需要对中频信号进行增益调节，将接收到的中频信号进行滤波，获取中频信号幅值信息；按照预设的采集间隔时长采集中频信号的幅值信息，生成幅值信息组zfm；根据接收到的m个幅值信息计算幅值最高预警值和幅值最低预警值；获取第m+1个幅值信息；并标记为zfm+1；将zfm+1与振幅最高预警值z1和振幅最低预警值z2相比较；若zfm+1≥z1或zfm+1≤z2，则生成调节信号；增益调节模块接收调节信号后对中频信号进行增益调整，将中频信号的幅值调节至振幅最低预警值z2与振幅最高预警值z1之间；实现自动增益调节功能，优化客户的通信体验感。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

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。

如图1所示，数字型一拖四微功率直放站，包括数据采集模块、数据分析模块、控制中心、增益分析模块、增益调节模块、底噪处理模块、底噪分析模块和存储模块；

数据采集模块用于采集数字直放站上行链路覆盖端或接入端处理的中频信号的周期能量值，并将中频信号的周期能量值传输至数据分析模块，数据分析模块用于接收中频信号的周期能量值并对中频信号的周期能量值进行分析，当中频信号的周期能量值大于等于设定周期能量阈值时，则输出该中频信号，当中频信号的周期能量值小于设定周期能量阈值时，则将该中频信号标记为噪声信号并输出噪声信号；噪声信号表示该载频没有信号输入，接收到的是噪声；数据分析模块的具体分析步骤为：

步骤一：当数字直放站开始接收中频信号时，数据采集模块按照数字直放站对应的采集间隔时长采集中频信号的周期能量值，周期能量值是指对接收到的连续多个比特位数据的能量进行累加并求平均所得到的值；

步骤二：将中频信号的周期能量值与设定周期能量阈值进行对比；

当周期能量值大于等于设定周期能量阈值且周期能量值大于等于设定周期能量阈值的时间超过第一预设时间，则表示该载频有信号输入，接收到的不是噪声，此时输出接收到的中频信号；

当周期能量值小于设定周期能量阈值且周期能量值小于设定周期能量阈值的时间超过第二预设时间，则表示该载频没有信号输入，接收到的是噪声，则将该中频信号标记为噪声信号并输出噪声信号；

本发明中按照数字直放站对应的采集间隔时长多次采样，能够防止采样点的不确定性引起误判，并保证底噪抑制的可靠性；

数据分析模块用于将中频信号、噪声信号和周期能量值传输至控制中心，控制中心用于在接收到中频信号时，将该中频信号传输至增益分析模块；

控制中心用于在接收到噪声信号时，将噪声信号传输至底噪处理模块，底噪处理模块用于将噪声信号进行降噪处理，具体处理步骤为：

s1：当接收到噪声信号时，底噪处理模块开始运行，将接收到噪声信号的时刻标记为降噪处理开始时刻；

s2：获取对应的噪声信号的周期能量值，并标记为ne1；

当ne1≥l1时，则将此时进行的降噪处理级别标记为高级降噪处理；

当l2≤ne1<l1时，则将此时进行的降噪处理级别标记为中级降噪处理；

当ne1<l2时，则将此时进行的降噪处理级别标记为初级降噪处理；其中l1和l2均为预设值且l1>l2；

s3：继续关注周期能量值ne1，当ne1大于等于设定周期能量阈值时，底噪处理模块结束运行，将底噪处理模块结束运行的时刻标记为降噪处理结束时刻；

将降噪处理结束时刻与降噪处理开始时刻进行时间差计算得到降噪处理时长；

底噪处理模块用于将降噪处理级别和降噪处理时长融合形成降噪处理记录并将降噪处理记录传输至控制中心，控制中心用于将降噪处理记录打上时间戳并传输至存储模块进行实时存储；

底噪分析模块用于对存储模块存储的带有时间戳的降噪处理记录进行综合评价，具体评价方法为：

ss1：根据时间戳，获取到系统当期时间前三天内的降噪处理记录；

根据降噪处理记录中的降噪处理级别，将高级降噪处理的次数进行累加形成高级频次，并标记为p1，将高级降噪处理的降噪处理时长进行累加形成高级总时长，并标记为ps1；

利用公式g1＝p1×a1+ps1×a2获取得到高级影响系数g1，其中a1、a2均为预设系数因子；

ss2：将中级降噪处理的次数进行累加形成中级频次，并标记为p2，将中级降噪处理的降噪处理时长进行累加形成中级总时长，并标记为ps2；

利用公式g2＝p2×a3+ps2×a4获取得到中级影响系数g2，其中a3、a4均为预设系数因子；

ss3：将初级降噪处理的次数进行累加形成初级频次，并标记为p3，将初级降噪处理的降噪处理时长进行累加形成初级总时长，并标记为ps3；

利用公式g3＝p3×a5+ps3×a6获取得到初级影响系数g3，其中a5、a6均为预设系数因子；

ss4：将高级影响系数、中级影响系数和初级影响系数进行归一化处理并取其数值；

利用公式gd＝g1×b1+g2×b2+g3×b3获取得到底噪系数gd，其中b1、b2和b3均为预设系数因子且b1>b2>b3；

ss5：将底噪系数gd与设定底噪系数阈值相比较；

当gd＞设定底噪系数阈值时，产生预警信号；

底噪分析模块用于将预警信号传输到控制中心，控制中心用于接收预警信号并在接收到预警信号时，驱动控制报警模块发出警报，同时自动驱动显示模块显示“数字直放站底噪问题重大，建议维护”；

数字直放站对应的采集间隔时长的计算步骤为：

v1：获取数字直放站的运行年限、维修记录和型号；维修记录包括维修次数和维修时间；

v2：将数字直放站的运行年限标记为n1；将数字直放站的维修次数标记为c1；

将数字直放站的维修时间按时间进行排序，获取离系统当前时间最近的一次维修时间，并将最近的一次维修时间与系统当前时间进行时间差计算得到缓冲时长，将缓冲时长标记为ht；

v3：设定数字直放站所有的型号均对应一个预设值；将该数字直放站对应的型号与数字直放站所有的型号进行匹配获取得到对应的预设值，并标记为w1；

v4：将运行年限、维修次数、缓冲时长和预设值进行归一化处理并取其数值；

利用公式tc＝μ×[(1/n1×a1+1/c1×a2+1/ht×a3+w1×a4)-1.23569]获取得到数字直放站对应的采集间隔时长tc；其中，a1、a2、a3和a4均为预设比例系数，μ为修正因子，取值为0.8739；

增益分析模块用于接收中频信号并对中频信号进行分析，判断是否需要对中频信号进行增益调节，具体分析步骤为：

vv1：将接收到的中频信号进行滤波，获取中频信号幅值信息；按照预设的采集间隔时长采集中频信号的幅值信息，生成幅值信息组zfm；

vv2：根据接收到的m个幅值信息计算幅值最高预警值和幅值最低预警值；具体步骤为：

vv21：计算m个幅值信息的平均幅值zfavg；m≥8；

vv22：遍历幅值信息组zfm，获取zfm的最大值并标记为zfmax，获取zfm的最小值并标记为zfmin；

vv23：结合平均振幅zfavg、最大值zfmax计算振幅最高预警值z1；具体计算公式为：z1＝zfmax+(zfmax-zfavg)×f，其中f为预警阈值；

结合平均振幅zfavg、最小值zfmin计算振幅最低预警值z2；具体计算公式为：z2＝zfmin-(zfavg-zfmin)×f；

vv3：获取第m+1个幅值信息；并标记为zfm+1；

将zfm+1与振幅最高预警值z1和振幅最低预警值z2相比较；

若zfm+1≥z1，则生成调节信号；

若zfm+1≤z2，则生成调节信号；

若z2<zfm+1<z1，则生成正常信号；

vv4：将调节信号传输至增益调节模块，增益调节模块接收调节信号后对中频信号进行增益调整，将中频信号的幅值调节至振幅最低预警值z2与振幅最高预警值z1之间；

vv5：令m＝m+1，并再次执行步骤vv21；

增益调节模块通过控制可编程增益放大电路实现增益调节。

本发明的工作原理是：

数字型一拖四微功率直放站，在工作时，首先采集数字直放站上行链路覆盖端或接入端处理的中频信号的周期能量值，并对中频信号的周期能量值进行分析，将中频信号的周期能量值与设定周期能量阈值进行对比；当周期能量值大于等于设定周期能量阈值且周期能量值大于等于设定周期能量阈值的时间超过第一预设时间，则表示该载频有信号输入，接收到的不是噪声，此时输出接收到的中频信号；当周期能量值小于设定周期能量阈值且周期能量值小于设定周期能量阈值的时间超过第二预设时间，则表示该载频没有信号输入，接收到的是噪声，则将该中频信号标记为噪声信号并输出噪声信号；实现了直放站的底噪抑制；

当采集到的是中频信号时，增益分析模块对中频信号进行分析，判断是否需要对中频信号进行增益调节，将接收到的中频信号进行滤波，获取中频信号幅值信息；按照预设的采集间隔时长采集中频信号的幅值信息，生成幅值信息组zfm；根据接收到的m个幅值信息计算幅值最高预警值和幅值最低预警值；获取第m+1个幅值信息；并标记为zfm+1；将zfm+1与振幅最高预警值z1和振幅最低预警值z2相比较；若zfm+1≥z1或zfm+1≤z2，则生成调节信号；增益调节模块接收调节信号后对中频信号进行增益调整，将中频信号的幅值调节至振幅最低预警值z2与振幅最高预警值z1之间；实现自动增益调节功能，优化客户的通信体验感；

当采集到的是噪声信号时，底噪处理模块将噪声信号进行降噪处理，根据噪声信号的周期能量值，确定进行的降噪处理级别和降噪处理时长，将降噪处理级别和降噪处理时长融合形成降噪处理记录；底噪分析模块用于对降噪处理记录进行综合评价；根据时间戳，获取到系统当期时间前三天内的降噪处理记录；根据不同噪处理级别的降噪处理次数和降噪处理时长，结合相关算法得到底噪系数gd；当gd＞设定底噪系数阈值时，及时预警，方便工作人员对数字直放站进行维护，提高工作效率。

上述公式均是由采集大量数据进行软件模拟及相应专家进行参数设置处理，得到与真实结果符合的公式。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。