專利名稱：Cdma基站接收鏈路檢測的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CDMA移動通訊領(lǐng)域，尤其涉及CDMA移動通訊領(lǐng)域的對基站射頻接收鏈路性能進(jìn)行檢測的方法。
CDMA基站的主要功能兩方面(1)將射頻信號轉(zhuǎn)換成基帶信號，再從基帶信號中提取手機所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀；(2)將通信網(wǎng)傳送來的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成基帶信號，再將基帶信號轉(zhuǎn)換成射頻信號，通過空中傳送給手機?；局饕缮漕l信號處理子系統(tǒng)和基帶信號處理子系統(tǒng)組成，基站的性能主要由射頻信號處理子系統(tǒng)和基帶信號處理子系統(tǒng)的性能決定。
射頻信號處理子系統(tǒng)中包含了很多的模擬電路的成分，天線、天饋也屬于射頻信號處理子系統(tǒng)的一部分。模擬電路模擬器件的老化失效，天線、天饋因為某種原因?qū)е碌墓收?，會?dǎo)致基站發(fā)送的射頻信號或接收射頻信號的能力的下降，這種性能的下降通常是一種漸進(jìn)的方式，即通過少量的呼叫測試往往不容易發(fā)現(xiàn)，更由于無線環(huán)境的復(fù)雜性，即使呼叫過程中出現(xiàn)異常，也無法簡單地將問題歸咎于某個因素，但是這種射頻信號處理子系統(tǒng)性能的下降卻可能會帶來通話質(zhì)量下降、系統(tǒng)無線容量下降的嚴(yán)重后果。
通過對基站天線、天饋、射頻器件的定期檢查雖然可以對射頻信號處理子系統(tǒng)性能的穩(wěn)定起到一定的保證作用，但是缺點也是明顯的；首先，故障的出現(xiàn)通常是隨機的，定期檢查對此無能為力，其次，基站往往分散在業(yè)務(wù)區(qū)的各個角落，沒有針對性的檢查對人力、物力都是極大的浪費，最后，如果沒有有效的檢測手段，即使是現(xiàn)場檢查，也無法保證基站天線、天饋、射頻器件保持良好的性能狀態(tài)。
在以往，對基站系統(tǒng)接收鏈路性能沒有一種合理、簡便、有效的評估方法，基站接收鏈路的運行狀況得不到有效的監(jiān)控，維護(hù)人員無法準(zhǔn)確掌握網(wǎng)絡(luò)運行情況。一旦接收鏈路出現(xiàn)異常影響通話，維護(hù)人員在現(xiàn)場排障時也往往由于沒有有效的現(xiàn)場實時性能評估手段，而使故障排除工作處于事倍功半的狀態(tài)。
如果能夠在操作維護(hù)后臺迅速快捷準(zhǔn)確地對基站天線、天饋、射頻器件的性能進(jìn)行評估檢測，對于提高基站系統(tǒng)維護(hù)工作的效率是非常有幫助，也是非常有必要的。
本發(fā)明提出的對CDMA基站接收鏈路性能進(jìn)行檢測的方法，包括如下步驟為基帶信號處理單元m的多徑信號處理器n設(shè)置2*k個鎖定計數(shù)器，用于代表基站k個扇區(qū)的主分集接收鏈路被基帶信號處理單元m的多徑信號處理器n鎖定的次數(shù)；每隔一段足夠長的時間將基站所有基帶信號處理單元的多徑信號處理器的鎖定計數(shù)器分別累加，獲得各接收鏈路鎖定統(tǒng)計值；根據(jù)公式分別計算主分集接收鏈路平衡度 基于有效主分集接收鏈路平衡度，進(jìn)行以下基站接收鏈路故障的判斷過程如果基站的扇區(qū)中有任意兩個扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度都大于10，則兩個扇區(qū)的分集天線接反；如果基站的扇區(qū)中有任意扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度都大于10且小于100，則該扇區(qū)的主分集天線方向性不一致；如果基站的扇區(qū)中有任意扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度都大于100，則該扇區(qū)的射頻器件有故障；如上所述的對CDMA基站接收鏈路性能進(jìn)行檢測的方法，如果基站缺少某扇區(qū)，則相應(yīng)扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度無效；如果主分集接收鏈路平衡度的可信度小于1，則相應(yīng)的主分集接收鏈路平衡度無效。
如上所述的對CDMA基站接收鏈路性能進(jìn)行檢測的方法，所述一段足夠長的時間可以是20-30分鐘。
本發(fā)明采用主分集接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)之比作為主分集接收鏈路平衡性評估的指標(biāo)，用于評估接收鏈路的接收性能，有以下好處(1)合理接收鏈路接收的信號通過多徑信號處理器的處理，提取出有效的能量信息，多個多徑信號處理器能量信息用于合成手機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，接收鏈路接收信號對基站接收功能的貢獻(xiàn)就在于為多徑信號處理器提供有效的能量信息，這種貢獻(xiàn)可以通過被多徑信號處理器鎖定的次數(shù)體現(xiàn)出來，因此采用接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)作為對接收鏈路性能進(jìn)行評估的依據(jù)，是一種非常直接的方式，正是由于這種直接性，保證了評價結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(2)簡便在CDMA基站系統(tǒng)的基帶信號處理子系統(tǒng)中，多徑信號處理器對多徑信號的處理是一種必須的功能實現(xiàn)，只要有用戶處于通話狀態(tài)，相應(yīng)基站扇區(qū)的接收鏈路就必定會被某個多徑信號處理器鎖定，因此，對接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)的統(tǒng)計不需要特別增加設(shè)備，也不需要特別的測試過程，只要在基帶信號處理子系統(tǒng)的軟件中增加接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)統(tǒng)計的算法實現(xiàn)，在用戶處于通話狀態(tài)時，即可完成接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)的統(tǒng)計工作。另外，對接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析不需要復(fù)雜的計算，通過簡單的推理，往往就能夠?qū)收系膰?yán)重程度和故障的根源作出準(zhǔn)確的判斷。
(3)低成本由于對接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)的統(tǒng)計不需要特別增加設(shè)備，對接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分析不需要復(fù)雜的計算，因此在功能的實現(xiàn)上基本上不需要增加什么成本。
對接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的收集不需要特別的測試活動，只要有用戶正常通話就能夠得到統(tǒng)計數(shù)據(jù)，因此，維護(hù)人員可以通過操作維護(hù)后臺即可實時快捷地得到基站接收鏈路性能的信息，這對于降低基站系統(tǒng)的維護(hù)成本是非常有效的。
(4)有效通過對接收鏈路平衡性的檢測可以給出基站接收鏈路性能的評估，達(dá)到對基站接收鏈路性能進(jìn)行監(jiān)測的目的。
CDMA基站系統(tǒng)(BTS)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示，主集天線同時承擔(dān)收發(fā)任務(wù)，分集天線則只承擔(dān)接收任務(wù)，從所實現(xiàn)的接收功能來說，主分集接收鏈路是基本上一樣的。接收鏈路接收到的射頻信號轉(zhuǎn)換成基帶信號后，被傳輸?shù)交鶐盘柼幚碜酉到y(tǒng)中的基帶信號處理單元，基帶信號處理單元分別處理各自對應(yīng)的手機發(fā)送過來的基帶信號，生成數(shù)據(jù)幀發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)側(cè)。對于網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送過來的數(shù)據(jù)幀，基帶信號處理單元將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成基帶信號，傳輸給射頻信號處理子系統(tǒng)的發(fā)射鏈路，轉(zhuǎn)換成射頻信號，通過天饋傳輸?shù)教炀€，從空中發(fā)送給手機。
CDMA基站接收鏈路的功能結(jié)構(gòu)如圖3所示，主分集接收鏈路的基帶信號都被傳送給基帶信號處理單元，基帶信號處理單元從基帶信號中搜索有效多徑，有效多徑分別由若干個多徑信號處理器處理，多徑信號處理器從中提取多徑的能量信息，這些能量信息被送往多徑能量合成器中被用于生成數(shù)據(jù)幀，生成的數(shù)據(jù)幀被送往網(wǎng)絡(luò)側(cè)。多徑信號處理器處理的多徑信號可能是由主集接收鏈路傳送過來的，也有可能是由分集接收鏈路傳送過來的，多徑信號處理器對多徑信號選擇的依據(jù)是多徑信號能量的大小，多徑信號處理器決定多徑信號去留的依據(jù)也是多徑信號能量的大小，如果多徑信號能量足夠大，多徑信號處理器會處于鎖定狀態(tài)，并能夠從多徑信號中獲取有效的能量信息；如果多徑信號能量變小甚至消失，多徑信號處理器將無法繼續(xù)保持鎖定狀態(tài)，相應(yīng)地也無法從多徑信號中獲取有效的能量信息，當(dāng)這種狀況持續(xù)一定的時間后，多徑信號處理器將會重新選擇多徑信號，新的多徑信號可能來自于主分集接收鏈路的任何一方，取舍的依據(jù)是多徑信號能量的強度。
主分集接收鏈路平衡性評估的指標(biāo)就是被多徑信號處理器鎖定次數(shù)統(tǒng)計結(jié)果的比值。當(dāng)基帶信號處理單元被分配用于解調(diào)某個手機的反向信號時，基帶信號處理單元中的若干多徑信號處理器將會根據(jù)多徑信號能量的強度選擇多徑信號，并根據(jù)多徑信號能量的強度決定是否處于鎖定狀態(tài)?；鶐盘柼幚碜酉到y(tǒng)中的軟件可以定時查詢多徑信號處理器的鎖定狀態(tài)，以及所處理的多徑信號來自于那條接收鏈路，通過一定時間的統(tǒng)計，即可得到主分集接收鏈路被多徑信號處理器鎖定的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，由于接收鏈路與基帶信號處理單元中所有多徑信號處理器的關(guān)系是一樣的，因此所有多徑信號處理器對主分集接收鏈路的鎖定統(tǒng)計值是可以分別累加作為接收鏈路被多徑信號處理器鎖定的統(tǒng)計值，更進(jìn)一步，接收鏈路與所有接收其基帶信號的基帶信號處理單元的關(guān)系也是一樣的，因此所有接收其基帶信號的基帶信號處理單元中的所有多徑信號處理器對接收鏈路的鎖定統(tǒng)計值，也是可以分別累加作為接收鏈路被多徑信號處理器鎖定的統(tǒng)計值。前述累加的目的在于使統(tǒng)計值能夠比較容易達(dá)到一個較大值，以防止由于統(tǒng)計數(shù)據(jù)量有限，而導(dǎo)致偶然因素產(chǎn)生的影響被不必要地放大，從而提高統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可信度。
主分集接收鏈路被多徑信號處理器鎖定的統(tǒng)計值即可用于計算主分集接收鏈路平衡度，計算公式如下所示
主分集接收鏈路平衡度越大，則主分集接收鏈路平衡性越差，接收鏈路異常問題越嚴(yán)重，通常出現(xiàn)異常的鏈路是鎖定次數(shù)少的那一條，當(dāng)然另一條鏈路出現(xiàn)異常的可能性也是存在的。由于主分集天線空間分集的作用，主分集接收鏈路在短時間內(nèi)的鎖定次數(shù)不會完全一樣，因此，用于計算平衡度的鎖定次數(shù)(指的是其中的大值，因為小值可能會很小甚至為0。)絕對值越大，平衡度的可信度就越高。另外，如果主分集接收鏈路都出現(xiàn)異常，則可能主分集接收鏈路鎖定次數(shù)都為0，此時故障已經(jīng)非常嚴(yán)重，因為相應(yīng)扇區(qū)根本無法用于通話。
設(shè)定基站ALPHA、BETA、GAMMA扇區(qū)主分集接收鏈路平衡度分別為ALPHARecBalance、BETARecBalance、GAMMARecBalance，主分集接收鏈路平衡度可信度分別為ALPHARecBalanceCre、BETAReceriverBalanceCre、GAMMAReceriverBalanceCre，則有以下計算公式ALPHARecBalance=max{CFALPHA0,CFALPHA1}min{CFALPHA0,CFALPHA1}]]>ALPHARecBalanceCre=max{CFALPHA0,CFALPHA1}STATISTICBASE]]>BETARecBalance=mx{CFBETA0,CFBETA1}min{CFBETA0,CFBETA1}]]>BETARecBanlanceCre=max{CFBETA0,CFBETA1}STATISTICBASE]]>GAMMARecBalance=max{CFGAMMA0,CFGAMMA1}min{CFGAMMA0,CFGAMMA1}]]>GAMMARecBalanceCre=max{CFGAMMA0,CFGAMMA1}STATISTICBASE]]>其中STATISTICBASE為統(tǒng)計基數(shù)，取值10000。
基于上面所述原理，多徑信號處理器鎖定接收鏈路的統(tǒng)計流程如圖4所示。以3扇區(qū)基站為例，為多徑信號處理器設(shè)置6個鎖定計數(shù)器CFALPHA0n、CFALPHA1n、CFBETA0n、CFBETA1n、CFGAMMA0n、CFGAMMA1n，用于代表接收鏈路ALPHA0、ALPHA1、BETA0、BETA1、GAMMA0、GAMMA1被多徑信號處理器鎖定的次數(shù)。
對每個多徑信號處理器設(shè)置一個10ms定時器，當(dāng)該定時器超時后，將判斷多徑信號處理器是否處于鎖定狀態(tài)，如果處于非鎖定狀態(tài)，則重新開始10ms定時，否則，讀取多徑信號處理器鎖定多徑信號的接收鏈路信息，根據(jù)該信息決定6個接收鏈路計數(shù)器中的某個計數(shù)器累加1，然后判斷計數(shù)器數(shù)據(jù)上報定時器是否超時，如果定時器沒有超時，則重新開始10ms定時，否則將6個接收鏈路計數(shù)器中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)上報相應(yīng)處理軟件，計數(shù)器清零后將重新開始10ms定時。
扇區(qū)主分集接收鏈路平衡度生成算法流程如圖5所示，首先判斷基站是否存在該扇區(qū)，如果該扇區(qū)不存在，也就不存在什么接收鏈路平衡度；如果該扇區(qū)存在，則收集該基站所有多徑信號處理器對該扇區(qū)主分集接收鏈路的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，然后基于這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成該扇區(qū)主分集接收鏈路平衡度，以及主分集接收鏈路平衡度可信度，如果主分集接收鏈路平衡度可信度大于1，則主分集接收鏈路平衡度有效，該參數(shù)將會上報給操作維護(hù)后臺，用于進(jìn)行對接收鏈路的檢測，否則主分集接收鏈路平衡度將被判為無效，不能作為對接收鏈路檢測的依據(jù)。
基站操作維護(hù)中心對接收鏈路鎖定絕對次數(shù)和主分集接收鏈路平衡度的不同處理措施，可以達(dá)到不同的目的。(1)性能監(jiān)測基站操作維護(hù)中心對采集到的接收鏈路鎖定次數(shù)和主分集接收鏈路平衡度數(shù)據(jù)定期保存，并設(shè)置一定的報警閾值，即可方便地達(dá)到對基站系統(tǒng)接收性能的長期監(jiān)測。(2)實時檢測實時檢測對于出現(xiàn)故障后的排障工作具有非常重要的意義，維護(hù)人員糾正天線、天饋或射頻器件的故障時，通常需要在基站現(xiàn)場進(jìn)行，現(xiàn)場往往缺乏有效的驗證措施，此時通過后臺維護(hù)人員實時觀察接收鏈路鎖定次數(shù)和主分集接收鏈路平衡度數(shù)據(jù)，即可迅速對排障效果作出評估，從而及時調(diào)整排障策略。(3)故障判斷通過對接收鏈路鎖定次數(shù)和主分集接收鏈路平衡度數(shù)據(jù)歷史和實時數(shù)據(jù)的分析，可以得出故障產(chǎn)生的時間、發(fā)展規(guī)律，再輔以鏈路鎖定次數(shù)和主分集接收鏈路平衡度變化程度的分析，可以實現(xiàn)對故障原因的初步判斷。
基站主分集接收鏈路平衡性變差時，可以斷定主集接收鏈路或分集接收鏈路接收性能出現(xiàn)了異常，也可能是主分集接收鏈路都出現(xiàn)了異常，而根據(jù)主分集接收鏈路平衡性變差的程度，可以對導(dǎo)致接收鏈路異常的原因進(jìn)行進(jìn)一步的分析●天線、天饋、射頻器件故障如果基站扇區(qū)中有任意扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度都大于100，則該扇區(qū)的射頻器件有故障。
天線、天饋構(gòu)造比較簡單，通常損壞的幾率不是太大，如果天線、天饋受損的話，相應(yīng)接收鏈路被多徑信號處理器鎖定的次數(shù)會偏低。
射頻器件出現(xiàn)故障時，相應(yīng)接收鏈路被多徑信號處理器鎖定的次數(shù)通常會趨近于0，有時候射頻器件存在接觸不良的情況，相應(yīng)接收鏈路被多徑信號處理器鎖定的次數(shù)會在趨近于0和正常值之間振蕩，振蕩周期一般比較長。
●天線架設(shè)的方向性不一致；如果基站扇區(qū)中有任意扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度都大于10且小于100，則該扇區(qū)的主分集天線方向性不一致。
天線架設(shè)方向性嚴(yán)重不一致時，主分集接收鏈路平衡性會出現(xiàn)異常，但是一般不會出現(xiàn)接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)為0的情況，通常主分集天線對應(yīng)的接收鏈路都會有一定量的鎖定次數(shù)，而主集天線對應(yīng)接收鏈路被鎖定的次數(shù)會更多一些。
●天饋接錯如果基站扇區(qū)中有任意兩個扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度都大于10，則兩個扇區(qū)的分集天線接反。
在工程實施的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)天饋接錯的情況，主集天線接錯可以很容易通過手機接收信號的情況進(jìn)行判斷，但是分集天線接錯就不是那么容易發(fā)現(xiàn)了，而此時觀察主分集接收鏈路平衡性，通常會出現(xiàn)主分集接收鏈路平衡性變差的情況，對于有兩個以上扇區(qū)的基站，如果同時存在兩個以上的扇區(qū)存在主分集接收鏈路平衡性變差的情況，則分集天饋接反的可能性極大。
●帶內(nèi)或帶外干擾。
有時候干擾源具有較強的方向性，這也會使接收鏈路平衡性出現(xiàn)異常，但是要確認(rèn)該問題還需要結(jié)合其他的檢測手段，例如頻譜分析儀。另外，方向性不強的干擾源可能不會引起平衡性的異常。
●直放站對主分集接收鏈路平衡性進(jìn)行分析時，還應(yīng)該考慮基站是否安裝了光纖直放站。加了光纖直放站的扇區(qū)，主分集接收鏈路平衡性也會出現(xiàn)異常。由于直放站只與主集鏈路的收發(fā)端口連接，直放站會將主集接收鏈路的底噪抬高，導(dǎo)致分集接收鏈路無法發(fā)揮作用，此時分集接收鏈路的鎖定次數(shù)將會出現(xiàn)較大程度的偏低。
另外，維護(hù)人員在對故障基站進(jìn)行維護(hù)時，例如更換射頻器件，或排除天饋故障等，通過對接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測，可以迅速得到故障是否排除的準(zhǔn)確依據(jù)。
權(quán)利要求
1.對CDMA基站接收鏈路性能進(jìn)行檢測的方法，包括如下步驟為基帶信號處理單元m的多徑信號處理器n設(shè)置2*k個鎖定計數(shù)器，用于代表基站k個扇區(qū)的主分集接收鏈路被基帶信號處理單元m的多徑信號處理器n鎖定的次數(shù)；每隔一段足夠長的時間將基站所有基帶信號處理單元的多徑信號處理器的鎖定計數(shù)器分別累加，獲得各接收鏈路鎖定統(tǒng)計值；根據(jù)公式分別計算主分集接收鏈路平衡度 基于有效主分集接收鏈路平衡度，進(jìn)行以下基站接收鏈路故障的判斷過程如果基站的扇區(qū)中有任意兩個扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度都大于10，則兩個扇區(qū)的分集天線接反；如果基站的扇區(qū)中有任意扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度都大于10且小于100，則該扇區(qū)的主分集天線方向性不一致；如果基站的扇區(qū)中有任意扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度都大于100，則該扇區(qū)的射頻器件有故障。
2.如權(quán)利要求1所述的對CDMA基站接收鏈路性能進(jìn)行檢測的方法，如果基站缺少某扇區(qū)，則相應(yīng)扇區(qū)的主分集接收鏈路平衡度無效；如果主分集接收鏈路平衡度的可信度小于1，則相應(yīng)的主分集接收鏈路平衡度無效。
3.如權(quán)利要求1所述的對CDMA基站接收鏈路性能進(jìn)行檢測的方法，所述一段足夠長的時間可以是20-30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明提出對CDMA基站接收鏈路性能進(jìn)行檢測的方法，包括為基帶信號處理單元m的多徑信號處理器n設(shè)置2*k個鎖定計數(shù)器，用于代表基站k個扇區(qū)的主分集接收鏈路被基帶信號處理單元m的多徑信號處理器n鎖定的次數(shù)；每隔一段足夠長的時間將基站所有基帶信號處理單元的多徑信號處理器的鎖定計數(shù)器分別累加，獲得各接收鏈路鎖定統(tǒng)計值；根據(jù)公式分別計算主分集接收鏈路平衡度進(jìn)行基站接收鏈路故障的判斷；本發(fā)明采用主分集接收鏈路被多徑信號處理器鎖定次數(shù)之比作為主分集接收鏈路平衡性評估的指標(biāo)，用于評估接收鏈路的接收性能，通過對接收鏈路平衡性的檢測可以給出基站接收鏈路性能的評估，達(dá)到對基站接收鏈路性能進(jìn)行實際監(jiān)測的目的。
文檔編號H04B17/00GK1434596SQ0211480
公開日2003年8月6日 申請日期2002年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月24日
發(fā)明者凌柳堯, 向際鷹, 龍江 申請人:深圳市中興通訊股份有限公司