一种基于无源rfid标签的室分天馈监控系统与方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统与方法，包括室内分布系统、读写器、RFID标签以及合路器，所述的室内分布系统包括信源、功分器、耦合器以及室分天线；所述的读写器设置于所述室内分布模块中的信源所在的弱电间，读写器与室分系统的信源均连接至所述的合路器的输入端，所述的合路器的输出端与室分系统的主干连接，所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩上；所述的读写器与信源通过运营商网络与网管中心连接。本发明结构简单，成本低，安装维护方便，原有室分系统改动极小，极大降低工程施工难度。
【专利说明】一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统与方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信【技术领域】，具体涉及一种基于无源RFID标签的室分天馈监 控系统与方法。
【背景技术】
[0002] 随着移动通信用户数量的快速增加，话务密度不断上升，移动用户对通信信号的 覆盖要求也不断提高。据统计，70%的无线数据业务量发生在室内，3G以及4G网络的主要 业务量来自于室内。因此，室内分布系统的稳定性对维持较高的用户使用满意度至关重要。 目前移动运营商在室内分布上普遍采用无源的室内分布系统，主要包含合路器、耦合器、功 分器、天线等无源器件。无源分布系统在稳定性上要优于有源分布系统，但也存在一定的挑 战，其中一大挑战是无源器件的监控。目前，运营商通常是被动地从用户的投诉知道室分系 统可能出现故障，这种方式实效性低，故障定位繁琐，尤其对于大型楼宇，故障处理时间长； 另一种方法是主动地采用人工CQT(Call Quality Test，呼叫质量拨打测试）的方式监测 室分系统，这种方式存在测试频率低、测试量大、测试不全面等缺点。总之，室分天馈的监控 需要大量的人力和较高的维护成本。因此，实现室内分布系统的自动监测是电信运营商急 待解决的问题。
[0003] 超高频（UHF)射频识别（RFID)技术的工作频段位于860 MHz~960 MHz。近年来， 由于其比传统的条形码在信息收集方面具有更高的效率而受到了研究者极大的关注。UHF RFID的应用遍及各个领域：供应链管理(如自动货存管理)、后勤、自动收费、资产跟踪（如 对图书馆的书籍、动物的跟踪）以及智能交通系统等等。RFID系统由读写器和标签组成。 在无源UHF RFID系统中，标签中的电路不是由电池供电，而是通过吸收由读写器发射的射 频能量来给自身供电，从而与读写器进行数据通信。由于不需安装电池，因此无源UHF RFID 系统的标签具有尺寸小、轻便、低功耗等优点。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统与 方法。本发明结构简单，成本低，安装维护方便，原有室分系统改动极小，极大降低工程施工 难度。
[0005] 本发明的系统采用以下方案实现：一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统， 包括室内分布系统、读写器、RFID标签以及合路器，所述的室内分布系统包括信源、功分器、 耦合器以及室分天线；所述的读写器设置于所述室内分布模块中的信源所在的弱电间，所 述的读写器与所述室分系统的信源均连接至所述的合路器的输入端，所述的合路器的输出 端与室分系统的主干连接，所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩上；所述的读写器 与信源通过运营商网络与网管中心连接。
[0006] 进一步地，所述的RFID标签为无源UHF RFID标签，工作于860 MHz~960 MHz频段。 所述的RFID标签与所述读写器采用EPC C1G2通信协议。
[0007] 进一步地，所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩锥顶内侧。
[0008] 进一步地，所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩侧面内侧。
[0009] 进一步地，所述的室分天线为吸顶天线；所述的室分天线为全向天线。
[0010] 较佳地，所述的读写器供电形式可为内部电池供电、直流供电、PoE供电或者220V 交流供电。
[0011] 进一步地，室分系统的信源可为BBU+RRU、直放站或者小基站。
[0012] 本发明的实现方法采用以下方案实现：一种基于无源RFID标签的室分天馈监控 方法，提供室内分布系统、读写器、RFID标签以及合路器，所述的室内分布系统包括信源、功 分器、耦合器以及室分天线；包括以下步骤： 51 :将所述的读写器与所述室内分布系统的信源通过一合路器合路； 52 :所述读写器发出未调制的连续波信号，所述的连续波信号经过所述合路器、功分 器、耦合器传输至所述室分天线； 53 :所述室分天线将所述的连续波信号向空间辐射出去； 54 :所述的RFID标签接收所述连续波信号能量，用以激活内部芯片电路，从而启动所 述RFID标签； 55 :所述的RFID标签响应所述读写器的指令，并将存储在内部芯片电路的ID信息经由 室分系统回传至所述读写器； 56 :所述读写器读取所述RFID标签回传的ID信息，并将所述ID信息传至网管中心； 57 :所述的网管中心对所述的ID信息进行实时监控。
[0013] 进一步地，所述的RFID标签为无源UHF RFID标签；所述的RFID标签与所述读写 器采用EPC C1G2通信协议。
[0014] 特别的，每个RFID标签都有一个全球唯一的ID信息，该ID信息对应着天线的物 理位置。
[0015] 进一步地，所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩锥顶内侧。
[0016] 进一步地，所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩侧面内侧。
[0017] 进一步地，所述的室分天线为吸顶天线；所述的室分天线为全向天线。
[0018] 较佳地，读写器可通过光纤、以太网接口将监控的数据信息传回网管中心。当读写 器无法读取某个RFID标签的ID信息时，意味着该标签所在的天线断开或天线的外罩脱落， 此时网管系统将出现告警信息并实时通知网管或维护人员故障天线的所在位置来进行故 障排查。
[0019] 与现有技术相比，本发明所采用的监控天馈的RFID标签为无源器件，只需利用在 室分系统中传输的信号对其供电。整个发明的实现所采用的结构简单，成本低，安装维护方 便，对原有室分系统改动极小，极大降低工程施工难度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本发明的系统框图。
[0021] 图2为本发明的RFID标签位置示意图1。
[0022] 图3为本发明的RFID标签位置示意图2。
[0023] 图4为本发明的方法流程图。
[0024] 主要组件符号说明] 1为RFID标签，2为室分天线，3为室分天线的外罩。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0026] 实施例一。本实施例提供一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，如图1、 图2以及图3所示，包括室内分布系统、读写器、RFID标签1以及合路器，所述的室内分布 系统包括信源、功分器、耦合器以及室分天线2 ;所述的读写器设置于所述室内分布模块中 的信源所在的弱电间，所述的读写器与所述室分系统的信源均连接至所述的合路器的输入 端，所述的合路器的输出端与室分系统的主干连接，所述的RFID标签1设置于所述室分天 线的外罩3上；所述的读写器与信源通过运营商网络与网管中心连接。
[0027] 在本实施例中，所述的RFID标签1为无源UHF RFID标签；所述的RFID标签1与 所述读写器采用EPC C1G2通信协议。
[0028] 在本实施例中，所述的RFID标签1设置于所述室分天线的外罩3锥顶内侧。
[0029] 较佳地，在本实施例中所述的RFID标签1也可以设置于所述室分天线的外罩3侧 面内侧。
[0030] 在本实施例中，所述的室分天线为吸顶天线；所述的室分天线为全向天线。
[0031] 较佳地，在本实施例中所述的读写器供电形式可为内部电池供电、直流供电、PoE 供电或者220V交流供电。
[0032] 在本实施例中，室分系统的信源可为BBU+RRU、直放站或者小基站。
[0033] 实施例二。本实施例提供一种基于无源RFID标签的室分天馈监控方法，提供室内 分布系统、读写器、RFID标签以及合路器，所述的室内分布系统包括信源、功分器、耦合器以 及室分天线等；其方法流程图如图4所示，具体包括以下步骤： 51 :将所述的读写器与所述室内分系统的信源通过一合路器合路； 52 :所述读写器发出未调制的连续波信号，所述的连续波信号经过所述合路器、功分 器、耦合器传输至所述室分天线； 53 :所述室分天线将所述的连续波信号向空间辐射出去； 54 :所述的RFID标签接收所述连续波信号能量，用以激活内部芯片电路，从而启动所 述RFID标签； 55 :所述的RFID标签响应所述读写器的指令，并将存储在内部芯片电路的ID信息经由 室分系统回传至所述读写器； 56 :所述读写器读取所述RFID标签回传的ID信息，并将所述ID信息传至网管中心； 57 :所述的网管中心对所述的ID信息进行实时监控。
[0034] 在本实施例中，所述的RFID标签为无源UHF RFID标签；所述的RFID标签与所述 读写器采用EPC C1G2通信协议。
[0035] 特别的，在本实施例中每个RFID标签都有一个全球唯一的ID信息，该ID信息对 应着天线的物理位置。
[0036] 在本实施例中，所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩锥顶内侧。
[0037] 在本实施例中，所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩侧面内侧。
[0038] 在本实施例中，所述的室分天线为吸顶天线；所述的室分天线为全向天线。
[0039] 较佳地，在本实施例中读写器可通过光纤、以太网接口将监控的数据信息传回网 管中心。当读写器无法读取某个RFID标签的ID信息时，意味着该标签所在的天线断开或 天线的外罩脱落，此时网管系统将出现告警信息并实时通知网管或维护人员故障天线的所 在位置来进行故障排查。
[0040] 为了更好地说明以上两个实施例的可行性，以下提供本发明链路预算分析：令 巧为读写器发射功率，巧为从读写器到天线末端的线路总损耗，P i为从天线到标签的空 间传播损耗，$为读写器的最低接收功率要求，与^为标签的最低接收功率要求，为 标签的反向散射损耗。实际中，巧=30dBm，6 =-75dBm，=-15dBm，与，=10dB。RFID 工作于920MHz~925MHz频段（中国），标签与天线的距离约0.02m，因此可计算巧约等于 2. 5dB。
[0041] (1)前向（下行）链路预算 为了使无源标签能够被激活，必须满足 Pt ~P,-PL ^ Ptag (Ο 即 Px^Pi-Pl-^ag = 42.5dB (2) (2)反向（上行）链路预算 标签反向散射回的功率为 fLck = pt- P,.-PL- Pr4 (3) 则读写器接收到的标签反向散射回的功率为 P=P - - P rx hmk 1 ? (4) = HIP1-Pr4 为了使读写器能够准备解调标签返回的数据，必须满足 Prx > Pr (5) 即 Pt - IPx - 2Pl ~ Pr4 > Pr (6) 则 ρχ < _ 2Pl -Pr^.-Pr)/2 = 456B (7) 综合公式（2)和公式（7)可知，理论上，只要读写器(或室分信源)到天线末端的线路总 损耗巧不超过42. 5dB，本发明的链路功率预算即可满足。在实际的应用场合，g-般也不 超过42. 5dB (典型值为30dB左右）。因此，本发明在链路预算方面满足实际应用的要求。 [0042] 综上所述，本发明克服了以往技术实效性低、故障定位繁琐、尤其对于大型楼宇故 障处理时间长的缺点，整个发明的实现所采用的结构简单，成本低，安装维护方便，对原有 室分系统改动极小，极大降低工程施工难度，并且大大解放了人力资源，提高了效率。
[0043] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与 修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1. 一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，其特征在于：包括室内分布系统、读 写器、RFID标签W及合路器，所述的室内分布系统包括信源、功分器、禪合器W及室分天线； 所述的读写器设置于所述室内分布模块中的信源所在的弱电间，读写器与室分系统的信源 均连接至所述的合路器的输入端，所述的合路器的输出端与室分系统的主干连接，所述的 RFID标签设置于所述室分天线的外罩上；所述的读写器与信源通过运营商网络与网管中 也连接。
2. 根据权利要求1所述的一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，其特征在于： 所述的RFID标签为无源UHF RFID标签，工作于860 MHz?960 MHz频段；所述的RFID标签 与所述读写器采用EPC C1G2通信协议。
3. 根据权利要求1所述的一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，其特征在于： 所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩锥顶内侧。
4. 根据权利要求1所述的一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，其特征在于： 所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩侧面内侧。
5. 根据权利要求1所述的一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，其特征在于： 所述的室分天线为吸顶天线；所述的室分天线为全向天线。
6. -种基于无源RFID标签的室分天馈监控方法，提供室内分布系统、读写器、RFID标 签W及合路器，所述的室内分布系统包括信源、功分器、禪合器W及室分天线；其特征在于 包括W下步骤： S1 ;将所述的读写器与所述室内分布系统的信源通过一合路器合路； S2;所述读写器发出未调制的连续波信号，所述的连续波信号经过所述合路器、功分 器、禪合器传输至所述室分天线； 53 ;所述室分天线将所述的连续波信号向空间福射出去； 54 ;所述的RFID标签接收所述连续波信号能量，用W激活内部芯片电路，从而启动所 述RFID标签； 55 ;所述的RFID标签响应所述读写器的指令，并将存储在内部芯片电路的ID信息经由 室分系统回传至所述读写器； 56 ;所述读写器读取所述RFID标签回传的ID信息，并将所述ID信息传至网管中也； 57 ;所述的网管中也对所述的ID信息进行实时监控。
7. 根据权利要求6所述的一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，其特征在于： 所述的RFID标签为无源UHF RFID标签；所述的RFID标签与所述读写器采用EPC C1G2通 信协议。
8. 根据权利要求6所述的一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，其特征在于： 所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩锥顶内侧。
9. 根据权利要求6所述的一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，其特征在于： 所述的RFID标签设置于所述室分天线的外罩侧面内侧。
10. 根据权利要求6所述的一种基于无源RFID标签的室分天馈监控系统，其特征在于： 所述的室分天线为吸顶天线；所述的室分天线为全向天线。
【文档编号】H04W24/04GK104463287SQ201510004532
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2015年1月6日 优先权日:2015年1月6日
【发明者】陈绍元, 陈群峰, 张健荣 申请人:中邮科通信技术股份有限公司