基于rfid技术的td－lte双流室分监控系统及方法
【专利摘要】一种基于RFID技术的TD－LTE双流室分监控系统及方法，其系统包括主机及终端覆盖天线；主机包括读卡器芯片、数控衰减器、发射链路、隔离器、主集端口、分集端口、两级放大器及接收链路。本发明提供的TD-LTE双流室内分布覆盖网络监控系统及方法，在原有RFID天馈线监控系统基础上，通过特殊电路改进及控制设计，在TD-LTE双流室内分布覆盖网络基础上，通过一台监控系统主机实现对TD-LTE双流室内分布覆盖网络的有效监控，监控系统主机数量仅为传统技术的一半。
【专利说明】基于RFID技术的TD - LTE双流室分监控系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于TD - LTE室内分布网络监控【技术领域】，具体涉及一种基于RFID技术的TD - LTE双流室分监控系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着国内数据业务需求日益增加，中国移动TD — LTE室内覆盖网络建设投入力度越来越大。作为中国自主知识产权的TD-LTE技术，室内覆盖网络建设中，覆盖天线端双流功率平衡才能保证覆盖区域最高数据速率。在网络建设初期，对TD-LTE双流室内分布覆盖网络不平衡性的有效监控能够有力推动网络建设。
[0003]现阶段实现室内分布覆盖网络监控大致有以下几种形式:
[0004]1、通过有源监控终端实现覆盖区域信号质量检测，该方式每个监控终端需要一张SIM卡，通过SIM卡与覆盖网络的实时通信对网络质量进行实时监控。每个有源监控终端都需要SIM卡，占用了大量运营商的SIM卡资源，同时占用了大量的运营商数据流量，由于需要电源供电而且无法实现TD-LTE室分双流不平衡性监控，使得应用场合局限性比较大。
[0005]2、RFID天馈线监控系统，见图1，该方式利用RFID技术实现对天线端口功率及驻波的检测，监控主机需要SIM卡，无源检测端子不需要SIM卡，虽然节省了 SIM资源，但是在对TD-LTE双流室内分布覆盖网络进行监控时需要两台主机，增加了运营商的成本。
[0006]由上可知，在大规模的TD-LTE网络建设中，实现TD-LTE双流室内分布覆盖网络的有效监控，以上两种实现方式都存在一定的局限性。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种简单、低成本的TD-LTE双流室内分布覆盖网络监控方法。本发明的目的由以下技术方案实现:
[0008]一种基于RFID技术的TD — LTE双流室分监控系统，包括主机及终端覆盖天线；其特征在于:所述主机包括读卡器芯片、数控衰减器、发射链路、隔离器、主集端口、分集端口、两级放大器及接收链路；读卡器芯片的输出连接数控衰减器，数控衰减器经发射链路连接隔离器的输入，隔离器的输出接主集端口，主集端口通过多频合路器与TD-LTE主集信号合路进入TD-LTE主集覆盖网络，分集端口通过多频合路器与TD-LTE分集信号合路后进入TD-LTE分集覆盖网络，分集端口还通过两级放大器的输入接读卡器芯片的输入；终端覆盖天线包括TD-LTE主集信号覆盖天线、TD-LTE分集信号覆盖天线及集成于双极化天线之间的窄带RFID射频标签，TD-LTE主集信号覆盖天线感应接收TD-LTE主集覆盖网络传输的RFID信号，窄带RFID射频标签反射RFID信号，TD-LTE分集信号覆盖天线将反射的RFID信号传给TD-LTE分集覆盖网络。
[0009]一种基于上述监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0010](I)、监控系统主机通过主集室内分布覆盖网络步进逐渐增加RFID信号发射功率；通过分集室内分布覆盖网络接收窄带RFID射频标签反射回来的RFID信号；当查询到满足系统协议窄带RFID射频标签时，记录此时监控系统主机发射功率Pkfid ；
[0011](2)、根据公式Lmain = Pefid -S-Lv,计算得到TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain，其中，S为窄带RFID射频标签灵敏度、Lv为RFID信号从TD-LTE主集信号覆盖天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗；进而根据监控系统主机检测得到的TD-LTE主集下行信号强度Pmain及TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain,得到TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度；
[0012]同时，根据公式Lmim。= Pefid — Lmain — Lv — Lloss — Lh — Smimo,计算得到 TD-LTE 分集覆盖网络的传输损耗Lmim。，其中，Lltjss为窄带RFID射频标签芯片吸收部分能量导致的信号衰减，Lh为TD-LTE分集信号覆盖天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗，Smimo为分集端口的灵敏度；进而根据监控系统主机检测得到的TD-LTE分集下行信号强度Pminro及TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmim。，得到TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度；
[0013](3)、通过比较TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度与TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度，得到终端覆盖天线功率的不平衡性。
[0014]本发明提供的TD-LTE双流室内分布覆盖网络监控系统及方法，在原有RFID天馈线监控系统基础上，通过特殊电路改进及控制设计，在TD-LTE双流室内分布覆盖网络基础上，通过一台监控系统主机实现对TD-LTE双流室内分布覆盖网络的有效监控，监控系统主机数量仅为传统技术的一半。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为现有常规RFID天馈线监控系统主机的构成示意图。
[0016]图2为本发明实施例提供的基于RFID技术实现TD — LTE双流室分监控系统主机的构成示意图。
[0017]图3为本发明实施例提供的基于RFID技术实现TD — LTE双流室分监控系统主机的网络连接示意图。
[0018]图4为本发明实施例提供的基于RFID技术实现TD — LTE双流室分监控系统中终端覆盖天线的示意图。
【具体实施方式】
[0019]结合图2及图4所示，本实施例提供的TD - LTE双流室分监控系统包括主机及终
端覆盖天线。
[0020]如图2所示，上述测试系统的主机包括读卡器芯片、数控衰减器、发射链路、隔离器、主集端口、分集端口、两级放大器及接收链路。读卡器芯片的输出连接数控衰减器，数控衰减器经发射链路连接隔离器的输入，隔离器的输出接主集端口，分集端口接两级放大器的输入，两级放大器的输出接读卡器芯片的输入。其中，分集端口设置的一级低噪声放大和一级射频放大(两级放大器增益为G)，用于接收TD-LTE分集覆盖网络返回的RFID信号以及提高此信号的强度。
[0021]结合图3所示，上述主机的主集端口通过多频合路器与TD-LTE主集信号合路进入TD-LTE主集覆盖网络；上述主机的分集端口通过多频合路器与TD-LTE分集信号合路后进入TD-LTE分集覆盖网络。[0022]结合图4所示，终端覆盖天线设置在远端，包括TD-LTE主集信号覆盖天线(垂直极化天线)、TD-LTE分集信号覆盖天线(水平极化天线)及集成于双极化天线之间的窄带RFID射频标签，TD-LTE主集信号覆盖天线感应接收TD-LTE主集覆盖网络传输的RFID信号，窄带RFID射频标签反射RFID信号，TD-LTE分集信号覆盖天线将反射的RFID信号传给TD-LTE分集覆盖网络。
[0023]双极化天线中，窄带RFID射频标签与垂直极化天线(TD-LTE主集信号覆盖天线)之间的传输损耗Lh (单位:dB)、窄带RFID射频标签与水平极化天线(TD-LTE分集信号覆盖天线)之间的传输损耗Lv (单位:dB)基本保持一致。窄带RFID射频标签全部自动化印刷、贴片完成，灵敏度S (单位:dBm)基本保持一致。
[0024]上述监控系统主机只有双流工作模式，当TD-LTE室内分布覆盖网络采用双流覆盖时(即覆盖网络中同时存在主集、分集信号情况下)，其监控原理及工作过程详述如下:
[0025]1、监控系统主机通过TD-LTE主集覆盖网络以IdB为步进逐渐增加RFID信号发射功率；通过TD-LTE分集覆盖网络接收窄带RFID射频标签反射回来的RFID信号。由于分集端口增加了两级放大器，因此可以确保窄带标签被激活时，通过TD-LTE主集覆盖网络接收到窄带RFID射频标签反射的RFID信号。当查询到满足系统协议的窄带RFID射频标签时，记录此时监控系统主机发射的RFID信号功率Pkfid (单位:dBm)。
[0026]2、首先，TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度的计算。
[0027]监控系统主机发射的功率Pkfid的RFID信号经过TD-LTE主集覆盖网络到达窄带RFID射频标签的路径损耗包含以下几部分=TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain、终端覆盖天线内部垂直极化天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗Lv (天线设计完成后此参数为已知确定)，综合考虑窄带RFID射频标签灵敏度S，可以得出以下结果:
[0028]Pefid — Lmain — Lv = S
[0029]因此:
[0030]Lmain = Pefid -S-Lv
[0031]Pefid, S、Lv，三个参数均可以确认，因此可以明确得到TD-LTE主集信号到达终端覆盖天线的传输损耗Lmain,综合考虑监控系统主机检测得到的TD-LTE主集下行信号强度Pmain及TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain，可以得到TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度。
[0032]其次，TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度的计算。
[0033]当窄带RFID射频标签被激活时，标签芯片会吸收部分能量导致信号衰减，此衰减标签芯片设计完成出厂时为确定值Lltjss (单位dB)。
[0034]RFID天馈线监控系统主机发射的RFID信号经过主集室内分布覆盖网络传输损耗Lfflain (由2计算后已知)、垂直极化天线到窄带RFID射频标签之间传输损耗Lv、标签芯片吸收Lltjss、水平极化天线到窄带RFID射频标签之间传输损耗Lh、TD-LTE分集覆盖网络传输损耗Lmim。，到达RFID天馈线监控系统主机分集接收端口，分集接收端口灵敏度Sminro可以通过测试得到。
[0035]因此:
[0036]Prfid — Lmain — Lv — Lloss — Lh — Lmimo 一 Smimo
[0037]Pefid, Lmain, Lv、Lloss, Lh、Smimo均为已知或者可测试得到，因此:[0038]Lmimo 一 Pefid — Lmain — Lv — Lloss — Lh — Smimo
[0039]由此得到TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmim。，结合监控系统主机检测得到的TD-LTE分集下行信号强度Pminro及TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmim。，可以得到TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度；
[0040]3、通过比较TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度与TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度，可以获得TD-LTE室内分布覆盖网络终端天线功率的不平衡性，从而有效的指导TD-LTE室分建设。
【权利要求】
1.一种基于RFID技术的TD - LTE双流室分监控系统，包括主机及终端覆盖天线；其特征在于:所述主机包括读卡器芯片、数控衰减器、发射链路、隔离器、主集端口、分集端口、两级放大器及接收链路；读卡器芯片的输出连接数控衰减器，数控衰减器经发射链路连接隔离器的输入，隔离器的输出接主集端口，主集端口通过多频合路器与TD-LTE主集信号合路进入TD-LTE主集覆盖网络，分集端口通过多频合路器与TD-LTE分集信号合路后进入TD-LTE分集覆盖网络，分集端口还通过两级放大器的输入接读卡器芯片的输入；终端覆盖天线包括TD-LTE主集信号覆盖天线、TD-LTE分集信号覆盖天线及集成于双极化天线之间的窄带RFID射频标签，TD-LTE主集信号覆盖天线感应接收TD-LTE主集覆盖网络传输的RFID信号，窄带RFID射频标签反射RFID信号，TD-LTE分集信号覆盖天线将反射的RFID信号传给TD-LTE分集覆盖网络。
2.一种基于权利要求1所述监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、监控系统主机通过主集室内分布覆盖网络步进逐渐增加RFID信号发射功率；通过分集室内分布覆盖网络接收窄带RFID射频标签反射回来的RFID信号；当查询到满足系统协议窄带RFID射频标签时，记录此时监控系统主机发射功率Pkfid ； (2)、根据公式Lmain= Pefid - S - Lv，计算得到TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain,其中，S为窄带RFID射频标签灵敏度、Lv为RFID信号从TD-LTE主集信号覆盖天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗；进而根据监控系统主机检测得到的TD-LTE主集下行信号强度Pmain及TD-LTE主集覆盖网络的传输损耗Lmain,得到TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度；
同时，根据公式 Lmimo = Pefid — Lmain -Lv- Lloss -Lh- Smimo,计算得到 TD-LTE 分集覆盖网络的传输损耗Lmim。，其中，Lloss为窄带RFID射频标签芯片吸收部分能量导致的信号衰减，Lh为TD-LTE分集信号覆盖天线到窄带RFID射频标签之间的传输损耗，Smimo为分集端口的灵敏度；进而根据监控系统主机检测得到的TD-LTE分集下行信号强度Pminro及TD-LTE分集覆盖网络的传输损耗Lmim。，得到TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度； (3)、通过比较TD-LTE主集信号覆盖天线端口的下行信号强度与TD-LTE分集信号覆盖天线端口的下行信号强度，得到终端覆盖天线功率的不平衡性。
【文档编号】H04W52/00GK103607722SQ201310423179
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】王永刚 申请人:珠海银邮光电信息工程有限公司