基于不同校准平面的rru驻波比的检测方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻波比的检测方法和装置，所述校准平面包括第一校准平面和第二校准平面，所述RRU中存储有由第二校准平面的校准数据推导出的第一校准平面处的校准数据；所述方法包括：计算第一校准平面处的反射参数；采用所述第一校准平面处的反射参数和第一校准平面处的校准数据计算驻波比。本发明实施例用以在校准平面不一致时，精确检测RRU的驻波比。
【专利说明】基于不同校准平面的RRU驻波比的检测方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量【技术领域】，特别是涉及一种基于不同校准平面的远端射频单元 RRU驻波比的检测方法和一种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻波比的检测装置。
【背景技术】
[0002] 当前较为流行的基站系统架构中主要采用了分布式结构，是由RRLKRemote Radio Unit,远端射频单元）及BBU(Building Base band Unit，室内基带处理单元）构成。基站 系统架构的一个重要的功能就是实现系统驻波比的检测，驻波比是测量反射性特性的一个 指标。SWR(Standard Wave Ratio,驻波比）/VSWR(Voltage Standing Wave Ratio,电压驻 波比）是指对RRU的各天线通道进行检测，从而测量得到RRU的各天线端口的驻波值，从而 及时获知天线端口的匹配状况，驻波比检测主要包括OPD (Output Power Detector，输出功 率检测）和RPD (Return Power Detector，反射功率检测）。
[0003] 在实施驻波比检测时，需要规定一个校准平面，用来计算RRU所包含的误差。但 由于基站在生产时与外场实际使用是存在差异的，因此其进行驻波比检测的校准平面不一 致，并且，在目前可知的技术中均未提及关于校准平面不一致所带来的驻波比检测精度的 问题。
[0004] 因此，本领域技术人员迫切需要解决的问题之一在于，提出一种基于不同校准平 面的远端射频单元RRU驻波比检测的方法及装置，用以在校准平面不一致时，精确检测RRU 的驻波比。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种基于不同校准平面的远端射频单 元RRU驻波比的检测方法，用以在校准平面不一致时，精确检测RRU的驻波比。
[0006] 相应的，本发明实施例还提供了一种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻波 比的检测装置，用以保证上述方法的实现及应用。
[0007] 为了解决上述问题，本发明公开了一种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻 波比的检测方法，所述校准平面包括第一校准平面和第二校准平面，所述RRU中存储有由 第二校准平面的校准数据推导出的第一校准平面处的校准数据；所述方法包括：
[0008] 计算第一校准平面处的反射参数；
[0009] 采用所述第一校准平面处的反射参数和第一校准平面处的校准数据计算驻波比。
[0010] 优选地，所述计算第一校准平面处的反射参数的步骤包括：
[0011] 生成扫频信号；
[0012] 采用预置的训练序列发射所述扫频信号至待测设备；
[0013] 采用所述RRU抓取所述待测设备的反射功率检测RPD反馈数据及输出功率检测 0PD反馈数据；
[0014] 依据所述反射功率检测RPD反馈数据及输出功率检测0PD反馈数据计算第一校准 平面处的反射参数。
[0015] 优选地，所述依据反射功率检测RPD反馈数据及输出功率检测0PD反馈数据计算 第一校准平面处的反射参数的步骤包括：
[0016] 采用所述输出功率检测0PD反馈数据对所述反射功率检测RPD反馈数据进行相位 同步操作；
[0017] 分段从预置的各个驻留频点在所述相位同步后的反射功率检测RPD反馈数据中 提取单音信号；
[0018] 依据所述单音信号获得最大峰值；
[0019] 采用所述最大峰值及计算第一校准平面处的反射参数。
[0020] 优选地，所述依据所述单音信号获得最大峰值的步骤包括：
[0021] 对所述单音信号进行快速傅里叶变换FFT获得频域特征图；
[0022] 从所述频域特征图计算出指定带宽内的最大峰值。
[0023] 优选地，所述校准平面包括第第二校准平面，所述第一校准平面处的校准数据包 括方向性误差D，反射跟踪误差R，和源失配误差S，所述第一校准平面处的校准数据采用如 下方式获得：
[0024] 采用预置的训练序列发射所述扫频信号至待测设备；
[0025] 采用RRU分别抓取在第二校准平面处的短路、开路、负载匹配时所述待测设备的 反射功率检测RPD反馈数据；
[0026] 采用矢量网络分析仪VNA对第一校准平面与第二校准平面处的设备及线缆进行 测量获得实际反射参数；
[0027] 采用所述在第二校准平面处的短路、开路、负载匹配时所述待测设备的反射功率 检测RPD反馈数据，以及实际反射参数计算第一校准平面处的方向性误差D，反射跟踪误差 R，和源失配误差S。
[0028] 优选地，所述采用第一校准平面处的反射参数和第一校准平面处的校准数据计算 驻波比的步骤包括：
[0029] 采用所述第一校准平面处的反射参数及所述RRU中的校准数据计算精确反射系 数；
[0030] 采用所述精确反射系数计算指定带宽内的均值反射系数；
[0031] 采用所述均值反射系数计算驻波比。
[0032] 本发明实施例还公开了一种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻波比的检 测装置，所述校准平面包括第一校准平面和第二校准平面，所述RRU中存储有由第二校准 平面的校准数据推导出的第一校准平面处的校准数据；所述装置包括：
[0033] 第一反射参数计算模块，用于计算第一校准平面处的反射参数；
[0034] 驻波比计算模块，用于采用所述第一校准平面处的反射参数和第一校准平面处的 校准数据计算驻波比。
[0035] 优选地，所述第一反射参数计算模块包括：
[0036] 第一扫频信号生成子模块，用于生成扫频信号；
[0037] 第一训练序列发射子模块，用于采用预置的训练序列发射所述扫频信号至待测设 备；
[0038] 第一反馈数据抓取子模块，用于采用所述RRU抓取所述待测设备的反射功率检测 RPD反馈数据及输出功率检测0PD反馈数据；
[0039] 反射参数计算子模块，用于依据所述反射功率检测RTO反馈数据及输出功率检测 0PD反馈数据计算第一校准平面处的反射参数。
[0040] 优选地，所述反射参数计算子模块包括：
[0041] 相位同步单元，用于采用所述输出功率检测oro反馈数据对所述反射功率检测 RPD反馈数据进行相位同步操作；
[0042] 单音信号提取单元，用于分段从预置的各个驻留频点在所述相位同步后的反射功 率检测RPD反馈数据中提取单音信号；
[0043] 最大峰值获得单元，用于依据所述单音信号获得最大峰值；
[0044] 反射参数计算单元，用于采用所述最大峰值及计算第一校准平面处的反射参数。
[0045] 优选地，所述最大峰值获得单元包括：
[0046] 频域特征图获得子单元，用于对所述单音信号进行快速傅里叶变换FFT获得频域 特征图；
[0047] 最大峰值获得子单元，用于从所述频域特征图计算出指定带宽内的最大峰值。
[0048] 优选地，所述校准平面包括第第二校准平面，所述第一校准平面处的校准数据包 括方向性误差D，反射跟踪误差R，和源失配误差S，所述装置还包括校准数据模块：
[0049] 第二扫频信号生成模块，用于采用预置的训练序列发射所述扫频信号至待测设 备；
[0050] 第二训练序列发射模块，用于采用RRU分别抓取在第二校准平面处的短路、开路、 负载匹配时所述待测设备的反射功率检测Rro反馈数据；
[0051] 实际反射参数测量模块，用于采用矢量网络分析仪VNA对第一校准平面与第二校 准平面处的设备及线缆进行测量获得实际反射参数；
[0052] 第二反馈数据抓取模块，用于采用所述在第二校准平面处的短路、开路、负载匹配 时所述待测设备的反射功率检测Rro反馈数据，以及实际反射参数计算第一校准平面处的 方向性误差D，反射跟踪误差R，和源失配误差S。
[0053] 优选地，所述驻波比计算模块包括：
[0054] 精确反射系数计算子模块，用于采用所述第一校准平面处的反射参数及所述RRU 中的校准数据计算精确反射系数；
[0055] 均值反射系数计算子模块，用于采用所述精确反射系数计算指定带宽内的均值反 射系数；
[0056] 驻波比计算子模块，用于采用所述均值反射系数计算驻波比。
[0057] 与现有技术相比，本发明实施例包括以下优点：
[0058] 本发明实施例在实际使用场景中的校准平面进行驻波比检测时，可以基于生产测 试环境的校准平面的校准数据进行补偿校准，获得有效、精确的驻波。应用本发明实施例所 提出的校准方法可有效的改善RRU系统驻波比检测精度，克服由于生产测试环境与实际使 用存在着校准平面不一致的问题，使得基于矢量检测技术的驻波比检测方法及装置可更好 的应用于实际基站系统。
[0059] 本发明实施例应用于现有基站系统不需要增加额外的硬件成本，仅需要利用基站 系统的少量DSP计算资源就可对于基站系统在生成环境与实际使用环境中，其校准平面不 一致所带来的驻波比检测精度下降的问题。本发明实施例极大简化了测试环节，节省了大 量测试时间及成本。
[0060] 本发明实施例不需要每次都进行繁琐的短路、开路以及匹配负载的校准，以及在 不同校准平面间的重复测量。而是仅利用存储在RRU内部存储器（如E2PR0M)中的一次 性计算得到的校准数据，并且与任何一种基于矢量测量技术的驻波比检测方法或装置相结 合，便可实现基站系统精确的驻波比检测功能。
[0061] 本发明实施例并不受限于基站RRU系统内部不同功放、射频板卡间器件的差异， 且具有校准数据计算结果稳定，驻波比检测准确度高的特点。应用本发明实施例可以与任 ~种基于矢量检测技术的驻波比检测装直相结合，在实际的RRU系统下，对不同功放板卡 进行了实际测试，实际验证了本发明提出的方法是有效、精确的。
【专利附图】
【附图说明】
[0062] 图1是一种基站远端射频单兀RRU的结构图；
[0063] 图2是一种在不同应用场景下的校准平面不一致的比较示意图；
[0064] 图3是本发明的一种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻波比的检测方法实 施例的步骤流程图；
[0065] 图4是本发明的一种单端口 DUT校准模型的示意图；
[0066] 图5是本发明所提出的校准方法应用于某一种基于矢量校准技术的驻波比检测 装置在实际环境中的应用流程图；
[0067] 图6是本发明的一种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻波比的检测装置实 施例的结构框图。
【具体实施方式】
[0068] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0069] 驻波比检测功能就是在RRU端实现的，在实施驻波比检测时，需要规定一个校准 平面，用来计算RRU系统所包含的误差。
[0070] 参照图1所示的一种基站远端射频单元RRU的结构图，在校准平面处实施驻波比 检测，校准平面设置在RRU端口，校准平面左侧为RRU内部器件，具体可以包括环形器、电压 控振荡器（VCO,voltage controlled oscillator)、稱合器（Coupler)、混频器（Mixer)、模 数转换器（ADC, Analog to Digital Converter)，PA (power amplifier,功率放大器）、负载， 校准平面右侧为天线设备，通过同轴电缆与RRU相连接。
[0071] 由于基站设备在生产时与外场实际使用是存在差异的，具体表现为，为了提高基 站设备的生产测试效率，在生产测试时，使用了一个开关矩阵并通过同轴线缆与待测的基 站设备相连接，这样就可以快速的测试基站设备的多个RRU通道，节省了大量的测试时间 与人力成本。基站设备完成了生产环节后，在外场实际环境中应用时，是没有开关矩阵与同 轴线缆的，对于驻波比检测来说，这两种情况下的校准平面是不一致的，具体可以参照图2 所示一种在不同应用场景下的校准平面不一致的比较示意图。在实际应用中，为了提高测 量效率，降低测试成本，RRU系统误差数据是存储在RRU系统内部的，如E2PR0M中，当基站 系统需要进行驻波比检测时，可随时调用己有的误差数据，对RRU系统进行校准。
[0072]然而系统误差数据的测量与生成，一般是在生成测试环节中确定的。如果将生产 测试环节中得到的系统误差数据应用在实际环境中，即将图2所示的在校准平面2处得到 的系统误差数据应用于校准平面1处，这必将导致驻波比检测精度变差。这是由于两次测 量，系统所包含的误差项是不同的，对于引入的额外系统误差项必须经过相应的补偿才可 保证两次测量的结果是相同的。
[0073] 对于RRU系统的驻波比检测，现有技术提出了较多的方案，但对于校准平面不一 致问题均未提及，这显然会影响这些检测技术在实际环境中的应用。如果不解决校准平面 不一致问题，那么基于矢量测量技术的驻波比检测方法将面临两个困境，其一是为了检测 精确度，需要增加测量的复杂性及成本；其二是为了不增加测量复杂度及人力、时间成本， 需要牺牲检测精确度。因此，校准平面不一致问题是十分重要的，它不仅影响了当前驻波比 检测方法的精度，更关系到基于矢量测量技术的驻波比检测方法是否可实际应用的问题。
[0074] 正是本专利发明人基于上述情况，本发明实施例提出的一种基于单端口校准技术 的补偿策略，可以很好的解决由于RRU端口的校准平面不一致所导致驻波比检测精度差的 问题。本发明实施例不但解决了驻波比检测精度问题，更有助于矢量检测技术在实际环境 中的应用，而且还大幅度提升了 RRU系统驻波比检测效率，节省了大量时间及人力成本。 [0075] 参照图3,示出了本发明的一种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻波比的 检测方法实施例的步骤流程图，所述校准平面可以包括第一校准平面和第二校准平面，所 述RRU中可以存储有由第二校准平面的校准数据推导出的第一校准平面处的校准数据；
[0076] 在本发明的一种优选实施例中，所述校准平面可以包括第第二校准平面，所述第 一校准平面处的校准数据可以包括方向性误差D，反射跟踪误差R，和源失配误差S，所述第 一校准平面处的校准数据可以采用如下方式获得：
[0077] 步骤S11,采用预置的训练序列发射所述扫频信号至待测设备；
[0078] 步骤S12,采用RRU分别抓取在第二校准平面处的短路、开路、负载匹配时所述待 测设备的反射功率检测RPD反馈数据；
[0079] 步骤S13,采用矢量网络分析仪VNA对第一校准平面与第二校准平面处的设备及 线缆进行测量获得实际反射参数；
[0080] 步骤S14,采用所述在第二校准平面处的短路、开路、负载匹配时所述待测设备的 反射功率检测RPD反馈数据，以及实际反射参数计算第一校准平面处的方向性误差D，反射 跟踪误差R，和源失配误差S。
[0081] 参照图4所示的本发明的一种单端口 DUT校准模型的示意图，由图4可见，基站系 统中存在着三种误差，即，方向性误差D，反射跟踪误差R以及源失配误差S。系统中实际的 反射系数r m可通过下式进行计算： _
【权利要求】
1. 一种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻波比的检测方法，其特征在于，所述 校准平面包括第一校准平面和第二校准平面，所述RRU中存储有由第二校准平面的校准数 据推导出的第一校准平面处的校准数据；所述方法包括： 计算第一校准平面处的反射参数； 采用所述第一校准平面处的反射参数和第一校准平面处的校准数据计算驻波比。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算第一校准平面处的反射参数的 步骤包括： 生成扫频信号； 采用预置的训练序列发射所述扫频信号至待测设备； 采用所述RRU抓取所述待测设备的反射功率检测RH)反馈数据及输出功率检测oro反 馈数据； 依据所述反射功率检测Rro反馈数据及输出功率检测oro反馈数据计算第一校准平面 处的反射参数。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据反射功率检测Rro反馈数据及输 出功率检测oro反馈数据计算第一校准平面处的反射参数的步骤包括： 采用所述输出功率检测oro反馈数据对所述反射功率检测Rro反馈数据进行相位同步 操作； 分段从预置的各个驻留频点在所述相位同步后的反射功率检测Rro反馈数据中提取 单音信号； 依据所述单音信号获得最大峰值； 采用所述最大峰值及计算第一校准平面处的反射参数。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据所述单音信号获得最大峰值的 步骤包括： 对所述单音信号进行快速傅里叶变换FFT获得频域特征图； 从所述频域特征图计算出指定带宽内的最大峰值。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准平面包括第第二校准平面，所述 第一校准平面处的校准数据包括方向性误差D，反射跟踪误差R，和源失配误差S，所述第一 校准平面处的校准数据采用如下方式获得： 采用预置的训练序列发射所述扫频信号至待测设备； 采用RRU分别抓取在第二校准平面处的短路、开路、负载匹配时所述待测设备的反射 功率检测RPD反馈数据； 采用矢量网络分析仪VNA对第一校准平面与第二校准平面处的设备及线缆进行测量 获得实际反射参数； 采用所述在第二校准平面处的短路、开路、负载匹配时所述待测设备的反射功率检测 Rro反馈数据，以及实际反射参数计算第一校准平面处的方向性误差D，反射跟踪误差R，和 源失配误差S。
6. 根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述采用第一校准平面处的反射参数 和第一校准平面处的校准数据计算驻波比的步骤包括： 采用所述第一校准平面处的反射参数及所述RRU中的校准数据计算精确反射系数； 采用所述精确反射系数计算指定带宽内的均值反射系数； 采用所述均值反射系数计算驻波比。
7. -种基于不同校准平面的远端射频单元RRU驻波比的检测装置，其特征在于，所述 校准平面包括第一校准平面和第二校准平面，所述RRU中存储有由第二校准平面的校准数 据推导出的第一校准平面处的校准数据；所述装置包括： 第一反射参数计算模块，用于计算第一校准平面处的反射参数； 驻波比计算模块，用于采用所述第一校准平面处的反射参数和第一校准平面处的校准 数据计算驻波比。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一反射参数计算模块包括： 第一扫频信号生成子模块，用于生成扫频信号； 第一训练序列发射子模块，用于采用预置的训练序列发射所述扫频信号至待测设备； 第一反馈数据抓取子模块，用于采用所述RRU抓取所述待测设备的反射功率检测RPD 反馈数据及输出功率检测OPD反馈数据； 反射参数计算子模块，用于依据所述反射功率检测Rro反馈数据及输出功率检测OPD 反馈数据计算第一校准平面处的反射参数。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述反射参数计算子模块包括： 相位同步单元，用于采用所述输出功率检测oro反馈数据对所述反射功率检测RH)反 馈数据进行相位同步操作； 单音信号提取单元，用于分段从预置的各个驻留频点在所述相位同步后的反射功率检 测Rro反馈数据中提取单音信号； 最大峰值获得单元，用于依据所述单音信号获得最大峰值； 反射参数计算单元，用于采用所述最大峰值及计算第一校准平面处的反射参数。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述最大峰值获得单元包括： 频域特征图获得子单元，用于对所述单音信号进行快速傅里叶变换FFT获得频域特征 图； 最大峰值获得子单元，用于从所述频域特征图计算出指定带宽内的最大峰值。
11. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述校准平面包括第第二校准平面，所 述第一校准平面处的校准数据包括方向性误差D，反射跟踪误差R，和源失配误差S，所述装 置还包括校准数据模块： 第二扫频信号生成模块，用于采用预置的训练序列发射所述扫频信号至待测设备； 第二训练序列发射模块，用于采用RRU分别抓取在第二校准平面处的短路、开路、负载 匹配时所述待测设备的反射功率检测RH)反馈数据； 实际反射参数测量模块，用于采用矢量网络分析仪VNA对第一校准平面与第二校准平 面处的设备及线缆进行测量获得实际反射参数； 第二反馈数据抓取模块，用于采用所述在第二校准平面处的短路、开路、负载匹配时所 述待测设备的反射功率检测RH)反馈数据，以及实际反射参数计算第一校准平面处的方向 性误差D，反射跟踪误差R，和源失配误差S。
12. 根据权利要求7或11所述的装置，其特征在于，所述驻波比计算模块包括： 精确反射系数计算子模块，用于采用所述第一校准平面处的反射参数及所述RRU中的 校准数据计算精确反射系数； 均值反射系数计算子模块，用于采用所述精确反射系数计算指定带宽内的均值反射系 数； 驻波比计算子模块，用于采用所述均值反射系数计算驻波比。
【文档编号】H04B17/00GK104270209SQ201410543053
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】王世华, 艾宝强, 王杰丽, 薛斌, 何艳辉 申请人:大唐移动通信设备有限公司