一種天線故障判斷的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天線故障判斷的方法及裝置，用以提高校準因子的有效性。具體方法為：基站分別對在每一根天線上接收的天線數(shù)據(jù)進行信道估計，獲得相應的校準信號，并基于每一根天線的校準信號計算相應天線的信噪比，然后針對每一根天線分別判斷相應天線上的校準信號是否滿足全部的預設條件，若是，則判定天線正常，否則，判定天線故障，其中，全部的預設條件為：天線上校準信號的接收時延低于預設的時延門限、天線上校準信號的接收功率在預設的功率門限范圍內(nèi)以及天線上校準信號的信噪比達到預設的信噪比門限。這樣，在檢測天線狀態(tài)時，可通過增加信噪比的檢測提高校準因子的判斷準確性，保證校準因子的有效性。
【專利說明】一種天線故障判斷的方法及裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領域，特別涉及一種天線故障判斷的方法及裝置。

【背景技術】
[0002] 天線是在無線電收發(fā)系統(tǒng)中，向空間輻射或者從空間接收電磁波的裝置，智能天 線是陣列天線與先進的信號處理技術相結(jié)合，形成的同時具有空、時處理能力的天線，是信 號處理中的一個重要領域。信號一般在基帶單元進行處理，但射頻通道屬于無線信道的一 部分，因射頻通道在研制時會引起幅度、相位的差異，導致上下行的不對稱，為了保證各路 發(fā)送和接收射頻通道的頻域幅度、相位的一致性和準確性，可通過天線校準的方式對射頻 通道進行幅度、相位的校準和補償。但是，當外界存在干擾時，或者各通道之間的不一致性， 即通道幅度、相位的時變性，使得它們會隨溫度等環(huán)境的變化而變化，這些因素會影響校準 因子的準確性，就會使誤差向量幅度（Error Vector Magnitude,EVM)惡化以及影響賦形效 果。
[0003] 如附圖1所示，現(xiàn)有技術中，校準網(wǎng)絡主要是采用校準耦合網(wǎng)絡實現(xiàn)，各天線通過 定向耦合器耦合到校準網(wǎng)絡，其中，發(fā)方向校準的方式為：基帶處理器通過發(fā)送射頻通道發(fā) 送各個天線的校準序列，通過合路分路器進行信號的整合后，經(jīng)過校準通道，被校準信號處 理器接收，并通過射頻器件發(fā)送到基帶處理器，基帶處理器對接收的各個校準序列進行信 道估計，從而計算出各個天線的校準因子；收方向校準的方式為：基帶處理器發(fā)送校準信 號，經(jīng)過校準通道，通過合路分路器進行各路信號的分路后，由各個天線同時接收，并通過 接收通道送至基帶處理器，由基帶處理器對各個天線接收到的校準序列進行信道估計，從 而計算出各個天線的校準因子。
[0004] 目前保證校準因子有效的方法是提前判斷天線是否故障，由于校準網(wǎng)絡的發(fā)射信 號功率固定，因此主要根據(jù)判斷接收的校準信號的接收時延是否低于預設時延門限，以及 判斷接收的校準信號的接收功率是否在預設功率門限內(nèi)來判斷天線的狀態(tài)，并且，在校準 過程中會進行多次校準，利用多次校準結(jié)果的平均值來提高校準因子的精度，具體判斷過 程參閱附圖2所示：
[0005] 步驟200 :基站在校準周期內(nèi)獲得天線數(shù)據(jù)并保存。
[0006] 實際過程中，基站在一個校準周期內(nèi)可獲得多次接收的天數(shù)數(shù)據(jù)，并將天線數(shù)據(jù) 進行保存。
[0007] 步驟201 :基站對獲得的天線數(shù)據(jù)進行信道估計，獲得校準信號的有效序列。
[0008] 在步驟201中，基站在一個校準周期內(nèi)，對多次獲得的天線數(shù)據(jù)分別進行信道估 計，基站獲得的校準信號的有效序列是一個校準周期內(nèi)的平均結(jié)果。
[0009] 步驟202 :基站判斷校準信號的接收時延是否低于預設的時延門限，若是，則執(zhí)行 步驟203,否則，執(zhí)行步驟206。
[0010] 步驟203 :基站判斷校準信號的接收功率是否在預設的功率門限范圍內(nèi)，若是，則 執(zhí)行步驟204,否則，執(zhí)行步驟206。
[0011] 步驟204 :基站判定天線狀態(tài)正常。
[0012] 步驟205 :基站判定獲得的校準因子有效。
[0013] 步驟206 :基站判定天線狀態(tài)故障。
[0014] 步驟207 :基站判定獲得的校準因子無效。
[0015] 上述過程中，當校準工作環(huán)境存在外界干擾的噪聲比較高時，基站對接收的校準 信號的接收時延和接收功率判斷會存在誤差，即仍然判定校準信號的接收時延低于預設的 時延門限，以及校準信號的接收功率在預設的功率門限范圍內(nèi)，那么基站會繼續(xù)判斷天線 正常，校準因子有效，并且多次校準也無法消除干擾的影響，這種情況下，表明信道估計的 性能較差，計算出的校準因子有誤，使用有誤的校準因子進行信道補償會使EVM惡化以及 影響賦形效果。若在此種情況下，使用提高校準信號的發(fā)射功率的方法來消除干擾的影響， 則各天線接收的校準信號的波形會有較大的峰均比，可能會由于限幅造成非線性失真，產(chǎn) 生帶外雜散發(fā)射和帶內(nèi)信號損失，因此，不可使用提高校準信號發(fā)射功率的方法來消除干 擾的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明實施例提供一種天線故障判斷的方法及裝置，用以保證校準因子的有效 性，提高校準結(jié)果的可靠性。
[0017] 本發(fā)明實施例提供的具體技術方案如下：
[0018] 一種天線故障判斷的方法，包括：
[0019] 基站分別對在每一根天線上接收的天線數(shù)據(jù)進行信道估計，獲得相應的校準信 號，并基于每一根天線的校準信號計算相應天線的信噪比；
[0020] 基站針對每一根天線分別判斷相應天線上的校準信號是否滿足全部的預設條件， 若是，則判定天線正常，否則，判定天線故障，其中，所述全部的預設條件為：天線上校準信 號的接收時延低于預設的時延門限、天線上校準信號的接收功率在預設的功率門限范圍內(nèi) 以及天線上校準信號的信噪比達到預設的信噪比門限。
[0021] 這樣，在檢測天線狀態(tài)時，可通過增加信噪比的檢測提高校準因子的判斷準確性， 保證校準因子的有效性。
[0022] 較佳地，基站分別對在每一根天線上接收的天線數(shù)據(jù)進行信道估計，獲得相應的 校準信號，并基于每一根天線的校準信號計算相應天線的信噪比，包括：
[0023] 基站針對每一根天線的天線數(shù)據(jù)進行快速傅氏變換FFT以及信道估計，獲得每一 根天線上的校準信號；以及
[0024] 基站針對空子載波計算噪聲平均功率，并分別基于每一根天線上校準信號的接收 功率與所述噪聲平均功率得到相應天線的信噪比。
[0025] 這樣，當校準工作環(huán)境存在外界干擾的噪聲比較高時，就能夠及時檢測到天線故 障，從而排除異常的校準因子，并能盡早發(fā)現(xiàn)問題。
[0026] 較佳地，基站判定天線故障后，按照預設方式觸發(fā)自診斷流程，對故障原因進行定 位。
[0027] 這樣，可實現(xiàn)對故障原因進行初步定位，以達到盡早排除故障的目的。
[0028] 較佳地，基站按照預設方式觸發(fā)自診斷流程，對故障原因進行定位，包括：
[0029] 若基站判定

【權(quán)利要求】
1. 一種天線故障判斷的方法，其特征在于，包括： 基站分別對在每一根天線上接收的天線數(shù)據(jù)進行信道估計，獲得相應的校準信號，并 基于每一根天線的校準信號計算相應天線的信噪比； 基站針對每一根天線分別判斷相應天線上的校準信號是否滿足全部的預設條件，若 是，則判定天線正常，否則，判定天線故障，其中，所述全部的預設條件為：天線上校準信號 的接收時延低于預設的時延門限、天線上校準信號的接收功率在預設的功率門限范圍內(nèi)以 及天線上校準信號的信噪比達到預設的信噪比門限。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基站分別對在每一根天線上接收的天線數(shù) 據(jù)進行信道估計，獲得相應的校準信號，并基于每一根天線的校準信號計算相應天線的信 噪比，包括： 基站針對每一根天線的天線數(shù)據(jù)進行快速傅氏變換FFT以及信道估計，獲得每一根天 線上的校準信號；以及 基站針對空子載波計算噪聲平均功率，并分別基于每一根天線上校準信號的接收功率 與所述噪聲平均功率得到相應天線的信噪比。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，進一步包括： 基站判定天線故障后，按照預設方式觸發(fā)自診斷流程，對故障原因進行定位。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，基站按照預設方式觸發(fā)自診斷流程，對故障 原因進行定位，包括： 若基站判定< PM#，則上報故障原因為校準環(huán)路不通，其中，為校準信號 和噪聲信號的實際接收總功率，PN°ise為正常的最大噪聲功率；或者， 若基站判定，則基站進一步判斷是否接收到校準信號，若是，則上 報故障原因為校準環(huán)路下行鏈路不通，否則，上報故障原因為環(huán)路增益偏低，其中，PN°ise為 正常的最大噪聲功率,為校準信號和噪聲信號的實際接收總功率，/以為預期的校準 信號最低接收功率；或者， 若基站判定C f丨，則說明，并且上報故障原因為存在干 擾，其中，&f為預期的校準信號最低接收功率，乃f'為校準信號的實際接收功率，」為 校準信號和噪聲信號的實際接收總功率，巧s為預期的校準信號最高接收功率；或者， 若基站判定，則進一步判斷是否<@ ，若是，則上報故障原 因為存在干擾，否則，上報故障原因為校準環(huán)路的下行鏈路發(fā)送功率超過預期功率，其中， 為校準信號和噪聲信號的實際接收總功率，乃f為校準信號的實際接收功率，乃￡為 預期的校準信號最高接收功率。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，進一步包括： 若基站判定天線故障且故障原因為存在干擾，則按照設定步長縮短校準周期，并按照 新的校準周期對天線進行校準，直至干擾排除為止。
6. -種天線故障判斷的裝置，其特征在于，包括： 計算單元，用于針對在每一根天線上接收的天線數(shù)據(jù)進行信道估計，獲得相應的校準 信號，并基于每一根天線的校準信號計算相應天線的信噪比； 判斷單元，用于針對每一根天線分別判斷相應天線上的校準信號是否滿足全部的預設 條件，若是，則判定天線正常，否則，判定天線故障，其中，所述全部的預設條件為：天線上校 準信號的接收時延低于預設的時延門限、天線上校準信號的接收功率在預設的功率門限范 圍內(nèi)以及天線上校準信號的信噪比達到預設的信噪比門限。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，在針對每一根天線上接收的天線數(shù)據(jù)進行 信道估計，獲得相應的校準信號，并基于每一根天線的校準信號計算相應天線的信噪比時， 所述計算單元具體用于： 針對每一根天線的天線數(shù)據(jù)進行快速傅氏變換FFT以及信道估計，獲得每一根天線上 的校準信號；以及 針對空子載波計算噪聲平均功率，并分別基于每一根天線上校準信號的接收功率與所 述噪聲平均功率得到相應天線的信噪比。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，進一步包括診斷單元，所述診斷單元具 體用于： 判定天線故障后，按照預設方式觸發(fā)自診斷流程，對故障原因進行定位。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，按照預設方式觸發(fā)自診斷流程，對故障原因 進行定位時，所述診斷單元進一步用于： 若判定< Pib，則上報故障原因為校準環(huán)路不通，其中，Pfw為校準信號和噪 聲信號的實際接收總功率，pN°ise為正常的最大噪聲功率；或者， </^f，貝IJ?-步判斷|否胃收到@隹?言號，€1，貝Ο上障原 因為校準環(huán)路下行鏈路不通，否則，上報故障原因為環(huán)路增益偏低，其中，PN°ise為正常的最 大噪聲功率，為校準信號和噪聲信號的實際接收總功率，乃：為預期的校準信號最低 接收功率；或者， 若判定，則說明，并且上報故障原因為存在干擾， 其中，#為預期的校準信號最低接收功率，為校準信號的實際接收功率，為校準 信號和噪聲信號的實際接收總功率，為預期的校準信號最高接收功率；或者， 若判定>乃￡，則進一步判斷是否，若是，則上報故障原因為存 在干擾，否則，上報故障原因為校準環(huán)路的下行鏈路發(fā)送功率超過預期功率，其中，為 校準信號和噪聲信號的實際接收總功率，為校準信號的實際接收功率，^為預期的 校準信號最高接收功率。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，進一步包括校準單元，所述校準單元具 體用于： 若判定天線故障且故障原因為存在干擾，則按照設定步長縮短校準周期，并按照新的 校準周期對天線進行校準，直至干擾排除為止。
【文檔編號】H04B17/17GK104301050SQ201410536174
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】江挺, 劉明亮, 沈川 申請人:大唐移動通信設備有限公司