专利名称：一种基站接收通道故障定位方法和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种基站接收通道故障定位方法和具有对基 站接收通道故障进行定位功能的基站。
背景技术：
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址接入)系统属 于干扰受限系统，该网络系统的信号质量、用户容量和覆盖范围等指标都与基站的背景噪 声有关，过多的噪声干扰会提升基站接收通道的噪声水平，导致通信质量下降、用户容量和 覆盖范围减小。因此，对基站上行通道接收到的干扰进行检测定位成为基站设计者和网络 维护者目前共同面对的一个难题。
基站通道受到的干扰主要包括两个方面一为基站自身产生的干扰，如射频硬件 发生故障(如天馈接触不良、射频器件损坏等)而产生的干扰等；二为受到的外界干扰，如 其他电子设备产生的信号和噪声落到该基站的信号接收频段内，如频率相近的2G网络系 统中的基站、直放站所产生的噪声等。
目前，根据 3GPP (Third Generation Partner ship Project，第三代伙伴合作计 划)协议的规定，RNA(Radio Network Access，无线网络接入)设备Node B(基站)具有 RTffP (Received Total Wideband Power，接收总带宽功率)检测功能，因此，可通过RTWP检 测功率的取值判断基站上行接收通道的功率是否异常。如，设备制造商可根据载波带内低 噪的RTWP检测功率判断基站上行接收通道功率是否异常。
如图1所示，为现有技术中具有检测基站接收通道的RTWP的基站的结构示意图， 该基站(在附图1中只标示了基站的接收端的功能模块)包括天线11、LNA 12 (Low Noise Amplifier，低噪声放大器)、射频接收模块 13、RX DIF(Receiver Digital Intermediate Frequency，接收数字中频)模块14，其中射频接收模块13包括混频器131、放大器132以 及滤波器 133，RX DIF 模块 14 包括 ADC(Analog-to-Digital Convertor，模拟 / 数字转换 器)模块141与DDC (DigitalDown Convertor，数字下变频器)模块142。
该基站检测基站接收通道的RTWP的工作原理如下天线11接收到载波信号后，该 载波信号经过LNA 12、射频接收模块13的处理之后，由RX DIF模块14中的ADC模块141 对其进行采样，由DDC模块142对该经过ADC模块141采样后的载波信号的RTWP值进行计 算，将计算得到的RTWP上报至管理设备，以供运维人员查看和调用，运维人员根据上报的 RTffP值确定该基站的接收通道功率是否异常，当异常时，由运维人员上站排查，通过排查工 作确定出故障原因。
在空载的情况下，DDC模块142计算基站接收通道的RTWP值的方式如下根据常 温下等效噪声温度的定义，计算得到载波带内底噪声功率
N0 = KXT0XB式(1)
其中，K= 1.380父10-231/1(是波尔兹曼常数，常温下1； = 2901(，1；近似为固定值， B为载波信号的带宽；4
将该载波信号的Ntl与基站的噪声系数相加得到该基站接收通道的RTWP值。
如，WCDMA载波信号的B = 3. 84MHz，利用式⑴可计算得到该载波信号的带宽 内底噪声功率Ntl = -108dBm，若基站的噪声系数为2. 5dBm，则可得到该基站的接收通道的 RTffP = -108dBm+2. 5dBm = -105. 5dBm。
将计算得到的RTWP值与预先设定的告警门限值进行比较，若该RTWP值小于告警 门限值，则确定该基站接收通道异常，否则，确定该基站接收通道正常。
目前，通过接收通道的RTWP值判断基站接收通道是否正常的方式，虽然在一定程 度上能够判断出基站接收通道功率出现异常，但运维人员无法并不能根据得到的RTWP值 确定出异常是因为基站自身故障引起还是由外界干扰异常所引起，因此，还需要设备维护 人员携带信号源等测量仪器上站排查，通过一系列的排查工作定位出故障原因。而采用人 工排除的方式定位故障原因，实时性较差，并且还需要花费大量的人力、物力资源，故障定 位工作较繁琐、效率较低。发明内容
本发明实施例提供一种基站接收通道故障定位方法和具有对基站接收通道故障 进行定位功能的基站，以解决现有技术中采用人工方式对基站接收通道故障定位效率低、 耗时长以及较繁琐的问题。
一种基站接收通道故障定位方法，包括
在确定出基站接收通道输出的信号功率异常后，连通所述基站的发射通道与接收 通道；
生成在预先设定的功率阈值范围内的载波信号，并将所述载波信号送入所述发射 通道，确定所述载波信号到达所述发射通道的输出端后的第一功率值，所述载波信号经发 射通道和与其连通的接收通道到达接收通道的输出端；
确定所述载波信号到达所述接收通道输出端后的第二功率值；
根据所述第一功率值、第二功率值确定所述基站是否发生故障。
一种基站，包括接收通道电路、发射通道电路、告警模块、测试信号产生模块以及 开关控制模块，所述开关控制模块连接在所述发射通道电路的输出端与接收通道电路的输 入端之间，其中
开关控制模块，用于在所述告警模块确定出所述接收通道电路输出端输出的信号 功率异常后，连通所述发射通道电路与接收通道电路；
测试信号产生模块，用于在所述告警模块确定出所述接收通道电路输出端输出的 信号功率异常后，生成在预先设定的功率阈值范围内的载波信号，并将所述载波信号送入 所述发射通道电路输入端，所述载波信号经发射通道电路和与其连通的接收通道电路到达 接收通道电路的输出端；
告警模块，用于确定接收通道电路输出的信号功率是否异常；以及，在确定信号功 率异常后，根据所述载波信号到达所述发射通道电路输出端后的第一功率值与该载波信号 到达所述接收通道电路输出端后的第二功率值，确定所述基站是否发生故障。
本发明实施例中，在确定出基站接收通道输出的功率异常后，连通所述基站的发 射通道与接收通道；生成在预先设定的功率阈值范围内的载波信号，并将所述载波信号送入所述发射通道，确定所述载波信号到达所述发射通道的输出端后的第一功率值，所述载 波信号经发射通道和与其连通的接收通道到达接收通道的输出端；确定所述载波信号到 达所述接收通道输出端后的第二功率值；根据所述第一功率值、第二功率值确定所述基站 是否发生故障。采用本发明技术方案，在基站接收通道功率异常时，自动的生成载波信号， 并根据载波信号的发射功率、接收功率以及基站接收通道增益确定出基站自身是否发生故 障，因此，不需要运维人员携带信号源测量仪器上站排查，经过大量的排查工作后定位出故 障，本发明技术方案简化了对基站接收通道故障进行定位的流程、提高了故障定位效率。
图1为现有技术中具有检测基站接收通道RTWP功能的基站的结构示意图2为本发明实施例中具有对基站接收通道故障进行定位功能的基站的结构示 意图3为本发明实施例中使用如图2所示基站对基站接收通道故障进行定位的方法 流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细的描述。
参见图2，为本发明实施例中具有对基站接收通道的故障进行定位功能的基站的 结构示意图，该基站包括接收通道电路、发射通道电路、告警模块23、BSP (Board Support I^achage，板级支持包)模块M以及开关控制模块观，其中接收通道电路包括LNA 20、 射频接收模块21、RX DIF模块22 ；发射通道电路包括TX DIF(Transmitter Digital Intermediate Frequency,发射数字中频)模块沈、射频发射模块27、PA 29 (Power Amplifier，功率放大器)；告警模块23设置在基站接收端，BSP模块M和TSG(Testing Signal Generator，测试信号产生)模块25可设置在基站发射端。
RX DIF模块22包括ADC模块221与DDC模块222，TX DIF模块26包括DAC模块 262 与 DUC (Digital UpConvertor，数字上变频)模块 261.
上述LNA 20、射频接收模块21、RX DIF模块22、TX DIF模块沈、射频发射模块27 以及PA四是基站中的常规模块，其对信号处理的方式、作用分别与现有基站中的相应模 块相同，在此不再赘述。
告警模块23，用于对DDC模块222计算出的RTWP值进行判断，若判断该RTWP值小 于预先设定的告警门限值，则判断该基站接收通道输出的信号功率异常，进行告警；以及， 在后续故障定位流程中，判断基站接收通道增益是否异常，并在异常时，判断基站中各控制 数控器是否发生故障，并获取所有发生故障的控制数控器的标识，根据标识生成故障信息， 并将故障信息上报至管理模块，以便运维人员根据上报的故障信息对发生故障的控制数控 器进行维修，排除故障。告警模块23为在现有的告警模块的基础上对其进行了改进，增加 了新功能，以实现本发明技术方案对基站接收通道故障进行定位。
TSG模块25、BSP模块M以及开关控制模块28为在现有基站中新增加的模块，其 中
TSG模块25与BSP模块M相连，且都设置在基站的收发信板上(后续称该收发信板为单板)。当告警模块23根据检测到的RTWP值确定出基站接收通道输出的信号的功率 异常时，启动BSP模块24，由BSP模块M控制TSG模块25生成一定功率的载波信号，该载 波信号的功率的取值符合预先设定的功率阈值范围。
开关控制模块观连接在基站的接收通道的输入端与发射通道的输出端之间之 间，可通过手动或向开关控制模块观发送指令的方式控制开关控制模块观的闭/开，以控 制基站接收通道与发射通道是/否连通。
TSG模块25和BSP模块M可通过软件实现，开关控制模块28通过电子开关实现。
本发明实施例中，当告警模块23判断出基站接收通道输出的信号功率异常时，可 通过人工方式或自动方式启动BSP模块M (如告警模块23向BSP模块M发送启动指令)， 在基站接收通道输出的信号功率正常的情况下，BSP模块24、TSG模块25处于停止工作状 态，通过控制开关控制模块观，使得基站的接收通道与发射通道不连通。
对于本领域技术人员可以很容易的理解，针对基站接收通道而言，当基站接收通 道增益正常时，接收通道接收到的载波信号的接收功率约等于该载波信号的发射功率与该 接收通道增益的和值；基于上述思想，本发明实施例提供一种对基站接收通道故障进行定 位的方法流程，该流程如图3所示。
参见图3，为本发明实施例中使用如图2所示基站对其接收通道故障进行定位的 方法流程，在告警模块23确定出基站接收通道输出的信号功率异常时，启动BSP模块M，该 流程包括步骤
步骤301、BSP模块M控制TSG模块25生成下行WCDMA载波信号(如BSP模块 24向TSG模块25发送信号生成命令)，并通过开关控制模块28连通基站的接收通道电路 与发射通道电路。
该TSG模块25生成的载波信号的射频频点为fTX,。ut，功率为Ptxci,载波信号的Ptxci 的取值满足以下条件该载波信号经过射频接收模块21的功率放大之后，其放大后的功率 仍在ADC模块221的采样范围之内(ADC模块221的采样范围可设置为小于等于该ADC模 块的满量程功率，大于等于ADC模块底噪声加上10dB，一般情况下可将ADC模块221的采样 范围设置为[+4dBm，-65dBm])。本发明实施例中可根据实际应用，取Ptxci =-25dBm，载波信 号的发射频点fTX,。ut的取值落在预先设定的接收频带阈值范围内即可，如预先设定的频带 阈值范围为[1920M，1980M]，如fTX,。ut的取值可取为1950M。
步骤302、TSG模块25将生成的载波信号送入至发射通道电路，发射通道电路中的 DUC模块^1、DAC模块沈2以及射频发射模块27分别对该载波信号进行处理之后，将该处 理后的载波信号发送至与发射通道电路相连通的接收通道电路。
该载波信号经过发射通道电路处理之后到达发射通道电路输出端的功率(即该 载波信号到达接收通道电路接收端的功率)为PTX,。ut。
步骤303、该载波信号经过接收通道电路中的射频接收模块21处理之后，由ADC模 块221对其进行采样，再由DDC模块222计算得到该经过ADC模块221采样之后的载波信 号的功率Ρκ。^
该步骤中，可通过DDC模块222输出的I路和Q路信号计算得到载波信号的Pkx, 。ut，可采用现有技术计算载波信号的PKX,。ut的方式，在此不再赘述。
步骤304、根据载波信号的PTX,。ut和PKX,。ut，确定该基站接收通道增益是否正常，根据确定出的结果确定出该基站自身是否发生故障。
该步骤中，若确定出基站接收通道增益正常，则确定基站自身没有发生故障；若确 定出基站接收通道增益异常，则确定基站自身发生故障。
该步骤中，可通过以下方式确定基站接收通道增益是否异常告警模块23根据该 载波信号的PTX,。ut和PKX,。ut以及预先设定的接收通道增益值Gkx (该Gkx即为期望的增益值)， 判断(PKX,。ut-PTX,。J =Gkx是否成立，若不成立，则确定该基站接收通道增益异常；若成立， 则确定该基站接收通道增益正常，其中(PKX,。ut_PTX,。ut)为得到的基站当前的接收通道增益。
较佳地，为了避免接收通道增益的正常波动带来的错误判断，提高判断准确性，本 发明实施例还提供一种优化的确定基站接收通道增益是否异常的方式，该方式如下预先 设置一个波动范围门限值(用Δω表示)，该Δω取值范围可以设置为AmE [OdBm, IdBm], 如Am = 0.5dBm，判断I (PKX,。ut-PTX,。ut)-GKX| ( Δm是否成立，若成立，则确定该基站接收通 道增益正常；若不成立，则确定基站接收通道增益异常。
告警模块23在确定出基站自身没有发生故障时，还可将该判断的结果信息上报 至管理设备，以通知运维人员基站自身没有发生故障，故障原因可能为基站受到的外界干 扰不正常。
可选的，上述流程还包括
步骤305、告警模块23在确定出该基站自身发生故障时，获取该基站中各控制数 控器的衰减量(用Aatt表示)，根据预先设定的基站接收通道增益值Gkx、载波信号的Ptx, out和PKX, out以及各控制数控器各自的Δ att确定各控制数控器是否发生故障。
该步骤中，控制数控器对应的Aatt的取值可通过软件设置，其取值可以根据控 制数控器的档位来设定，如ldBm、2dBm、4dBm或SdBm等，其设定方式不限，只要其取值符合 实际应用即可。确定控制数控器是否发生故障，可采用如下方式针对每一个控制数控器， 告警模块23判断(PKX,。ut-PTX,。ut-Aatt) =Gkx是否成立，若不成立，则确定该控制数控器发 生故障；若成立，则确定该控制数控器没有发生故障。
较佳地，为了避免基站接收通道增益的正常波动带来的错误判断，提高判断的准 确性，本发明实施例还提供一种优化的确定控制数控器是否出现故障的方式，该方式如下 预先设置一个波动范围门限值(用Ak表示)，该Ak取值范围可以设置为Ak e [OdBm, IdBm] ,ta Ak = 0. 5dBm，告警模块 23 判断 | (PKX,。ut_PTX,。ut-Δ att)-Gex) | ( Δk 是否成立，若 成立，则确定该控制数控器没有发生故障；若不成立，则确定该控制数控器发生故障。
较佳地，上述流程还包括
步骤306、告警模块23在确定出所有发生故障的控制数控器之后，获取发生故障 的控制数控器的标识，并根据获取到的标识生成故障信息，并上报至管理设备，以通知运维 人员哪些控制数控器发生故障，并结束故障定位流程，恢复到正常工作状态。
本发明实施例中，采用现有技术的方式确定出基站接收通道输出的信号功率异常 后，通过开关控制模块连通该基站的接收通道电路与发射通道电路，并触发基站中的BSP 模块，由BSP模块控制TSG模块生成在预先设定的功率阈值范围内的载波信号，并将该载波 信号送入发射通道电路发射端，该载波信号到达发射通道电路输出端的功率为PTX,。ut，该载 波信号经发射通道电路和与其连通的接收通道电路的处理之后，得到该载波信号的功率为 PKX,。ut，再由告警模块根据该载波信号的PTX,。ut、PKX,。ut以及预先设定的基站接收通道增益Gkx，确定出该基站是否发生故障，并在基站发生故障时，告警模块根据的PTX,。ut、PKX,。ut、预先设定 的基站接收通道增益Gkx以及该基站中各控制数控器各自的衰减量，确定出发生故障的控 制数控器。采用本发明技术方案，在检测出基站接收通道功率异常时，可自动的检测基站是 否发生故障，并在确定出基站发生故障时，定位出故障原因，因此，采用本发明技术方案在 基站接收通道功率出现异常时，不需要运维人员携带信号源测量仪器上站排查，通过一系 列的排查工作确定出故障原因，因此，本发明技术方案能够快速的定位出基站接收通道的 故障原因，简化故障定位流程，提高了故障定位速率、降低处理时延，并且还节省了人力、物 力资源，更利于对基站的维护。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种基站接收通道故障定位方法，其特征在于，包括在确定出基站接收通道输出的信号功率异常后，连通所述基站的发射通道与接收通道；生成在预先设定的功率阈值范围内的载波信号，并将所述载波信号送入所述发射通 道，确定所述载波信号到达所述发射通道的输出端后的第一功率值，所述载波信号经发射 通道和与其连通的接收通道到达接收通道的输出端；确定所述载波信号到达所述接收通道输出端后的第二功率值； 根据所述第一功率值、第二功率值确定所述基站是否发生故障。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一功率值、第二功率值确定所述 基站是否发生故障，具体为将所述第二功率值减去所述第一功率值得到所述基站当前的接收通道增益，判断该接 收通道增益是否为期望的增益值，若是，则确定所述基站未发生故障；若否，则确定所述基 站发生故障。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一功率值、第二功率值确定所述 基站是否发生故障，具体为将所述第二功率值减去所述第一功率值得到所述基站当前的接收通道增益，判断该接 收通道增益是否在设定的增益阈值范围内，若是，则确定所述基站未发生故障；若否，则确 定所述基站发生故障。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在确定所述基站发生故障之后，还包括获取所述基站中各控制数控器的衰减量；对于每一个控制数控器，将所述第二功率值减去所述第一功率值和该控制数控器的衰 减量，得到所述基站当前的接收通道增益，并当该接收通道增益不是期望的增益值时，确定 所述控制数控器发生故障。
5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在确定所述基站发生故障之后，还包括获取所述基站中各控制数控器的衰减量；对于每一个控制数控器，将所述第二功率值减去所述第一功率值和该控制数控器的衰 减量，得到所述基站当前的接收通道增益，并当该接收通道增益不在预先设定的增益阈值 范围内时，确定所^控制数控器发生故障。
6.如权利要求1 3任一项所述的方法，其特征在于，在确定出发生故障的控制数控器 之后，还包括获取所述发生故障的控制数控器的标识，根据获取到的标识生成故障信息并上报。
7.如权利要求1 3任一项所述的方法，其特征在于，所述发射通道与接收通道通过电 子开关连通。
8.一种基站，包括接收通道电路和发射通道电路，其特征在于，还包括告警模块、测试 信号产生模块以及开关控制模块，所述开关控制模块连接在所述发射通道电路的输出端与 接收通道电路的输入端之间，其中开关控制模块，用于在所述告警模块确定出所述接收通道电路输出端输出的信号功率异常后，连通所述发射通道电路与接收通道电路；测试信号产生模块，用于在所述告警模块确定出所述接收通道电路输出端输出的信号 功率异常后，生成在预先设定的功率阈值范围内的载波信号，并将所述载波信号送入所述 发射通道电路输入端，所述载波信号经发射通道电路和与其连通的接收通道电路到达接收 通道电路的输出端；告警模块，用于确定接收通道电路输出的信号功率是否异常；以及，在确定信号功率异 常后，根据所述载波信号到达所述发射通道电路输出端后的第一功率值与该载波信号到达 所述接收通道电路输出端后的第二功率值，确定所述基站是否发生故障。
9.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述告警模块确定所述基站是否发生故障， 具体为将所述第二功率值减去所述第一功率值得到所述基站当前的接收通道增益，判断该接 收通道增益是否为期望的增益值，若是，则确定所述基站未发生故障；若否，则确定所述基 站发生故障。
10.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述告警模块确定所述基站是否发生故 障，具体为将所述第二功率值减去所述第一功率值得到所述基站当前的接收通道增益，判断该接 收通道增益是否在设定的增益阈值范围内，若是，则确定所述基站未发生故障；若否，则确 定所述基站发生故障。
11.如权利要求9或10所述的基站，其特征在于，所述告警模块进一步用于，在确定所 述基站发生故障之后，获取所述基站中各控制数控器的衰减量；对于每一个控制数控器，将所述第二功率值减去所述第一功率值和该控制数控器的衰 减量，得到所述基站当前的接收通道增益，并当该接收通道增益不是期望的增益值时，确定 所述控制数控器发生故障。
12.如权利要求9或10所述的基站，其特征在于，所述告警模块进一步用于，在确定所 述基站发生故障之后，获取所述基站中各控制数控器的衰减量；对于每一个控制数控器，将所述第二功率值减去所述第一功率值和该控制数控器的衰 减量，得到所述基站当前的接收通道增益，并当该接收通道增益不在预先设定的增益阈值 范围内时，确定所述控制数控器发生故障。
13.如权利要求8 10任一项所述的基站，其特征在于，所述告警模块进一步用于，在 确定出发生故障的控制数控器之后，获取所述发生故障的控制数控器的标识，根据获取到 的标识生成故障信息并上报。
14.如权利要求8 10任一项所述的基站，其特征在于，所述开关控制模块为电子开关。
全文摘要
本发明公开了基站接收通道故障定位方法及基站，以解决现有技术中对基站接收通道故障定位效率低、耗时长以及较繁琐的问题。该方法包括在确定出基站接收通道输出的信号功率异常后，连通所述基站的发射通道与接收通道；生成在预先设定的功率阈值范围内的载波信号，并将所述载波信号送入所述发射通道，确定所述载波信号到达所述发射通道的输出端后的第一功率值，所述载波信号经发射通道和与其连通的接收通道到达接收通道的输出端；确定所述载波信号到达所述接收通道输出端后的第二功率值；根据所述第一功率值、第二功率值确定所述基站是否发生故障。采用本发明技术方案，简化了故障定位流程、提高了故障定位效率，以及节省人力、物力资源。
文档编号H04W24/04GK102036278SQ20091017397
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月27日 优先权日2009年9月27日
发明者林涛, 王卓勇, 马兴望 申请人:中兴通讯股份有限公司