專利名稱：靠近天線部分的設備的自動配置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于移動通信系統(tǒng)的基站，具體地，本發(fā)明涉及用于自動配置連接到這樣的基站的靠近天線部分的設備的方法和裝置。
相關技術(shù)描述在蜂窩移動通信系統(tǒng)中使用的無線基站包括所連接的設備，諸如，發(fā)射機、接收機、衰減器、放大器、濾波器、天線、以及靠近該天線部分的設備。重要的是知道這個設備是如何連接的。關于這樣的知識的重要性一個理由是與故障報告有關的。基站必須知道基站的設備是如何連接的，以便在故障檢測后采取正確的行動。例如，如果天線有故障，則基站必須知道設備連接，以便關斷恰當?shù)陌l(fā)射機以及把通信引導到其它的發(fā)射機／天線對。更重要地，如果故障影響基站廣播其控制信道的能力，則基站必須知道設備連接，以便把控制信道切換到其它設備。這樣的知識的重要性另一個理由是與基站性能最優(yōu)化有關的。在這方面，考慮到基站中使用的設備可能具有某些射頻特性。在基站啟動時，這些特性被裝載到基站數(shù)據(jù)庫。為了正確地裝載、存儲、和分析用于全部所包括的設備的這種信息，要求基站知道設備是如何被連接的。
有關用于基站的設備連接的信息通常被裝載和被存儲到安裝數(shù)據(jù)庫(IDB)中。在安裝數(shù)據(jù)庫中，存儲了識別各條無線路徑的信息。對所有的發(fā)射機路徑進行存儲，每個發(fā)射機路徑例如包括發(fā)射機號碼、濾波器號碼、和輸入端口號碼、以及天線端口號碼。同樣地，存儲所有的接收機路徑，每個接收機路徑例如包括安裝在天線上的放大器號碼、天線端口號碼、濾波器號碼、和輸出端口號碼、以及接收機號碼。在利用有源天線、升壓器、或安裝在天線塔上的放大器的基站中，安裝數(shù)據(jù)庫還為每個發(fā)射機和接收機路徑識別所包括的有源天線、升壓器、和安裝在天線塔上的放大器。
按照已知的現(xiàn)有技術(shù)方案，對于每個發(fā)射機和接收機路徑的設備識別號是人工輸入到安裝數(shù)據(jù)庫的。對于大型的天線配置，人工數(shù)據(jù)輸入并不可取，因為它需要花費大量的時間和精力，而且容易出錯。所以需要有更經(jīng)濟和準確的方式來更新安裝數(shù)據(jù)庫。
各個設備還可包括必須按照達到最佳性能的系統(tǒng)配置來進行校正的部件。例如，某些靠近天線部分的設備包括可變衰減器部件，它所施加的衰減量必須被確定和規(guī)定。在現(xiàn)有技術(shù)方案中，這種校正工作涉及基于人的判決的近似值的人工選擇。所以需要有更經(jīng)濟和準確的方式來根據(jù)部件校正使得系統(tǒng)性能最佳化。
發(fā)明概要為了實現(xiàn)以上需要，提出了用于靠近天線部分的設備的自動配置和校正方法。按照這個方法，建立了在基站與它連接的靠近天線部分的部件中的每個部件之間的通信。于是，借助于處理通過所建立的通信而發(fā)送的信息，可以更新基站的安裝數(shù)據(jù)庫。這是通過在接通電源時使得每個靠近天線部分的部件把它的識別號發(fā)送給基站而完成的。而且，監(jiān)視在射頻饋線上有選擇地發(fā)送的通信，以便確定基站的各個發(fā)射機／接收機對與每個靠近通信部分的設備之間的連接性。這些射頻饋線通信被進一步處理，以便確定校正數(shù)據(jù)，從而將其用于配置每個靠近天線部分的設備，以實現(xiàn)最佳運行。
附圖簡述當結(jié)合附圖時，通過參照以下的詳細說明可獲得對于本發(fā)明的方法和裝置的更全面的了解，其中

圖1是無線基站的簡化方框圖；圖2是有源天線的方框圖；圖3是包括多個連接到無線基站的有源天線的通信系統(tǒng)的方框圖；圖4是升壓器和無源天線方框圖；圖5是包括多個通過升壓器連接到無線基站的無源天線的通信系統(tǒng)的方框圖；圖6是安裝在天線塔上的放大器和天線的方框圖；圖7是包括多個通過安裝在天線塔上的放大器連接到無線基站的接收天線的通信系統(tǒng)的方框圖；以及圖8和9A-9C是顯示用于自動配置靠近天線部分的設備(諸如，有源天線、升壓器、和安裝在天線塔上的放大器)的方法的流程圖。
附圖詳細說明現(xiàn)在參照圖1，其中顯示了例如在基于蜂窩的移動通信系統(tǒng)中所采用的無線基站10的簡化方框圖?；?0包括多個發(fā)射機／接收機對(TRX)12。每個發(fā)射機／接收機對12包括天線端口14。天線端口14可以支持雙工射頻饋線(其中發(fā)送信號和接收信號由單個饋線載送)或支持一對饋線(發(fā)送和接收各一個)。首先著手于雙工運行，對于每個發(fā)射機／接收機對12，發(fā)射機16連接到雙工濾波器20的發(fā)送端口18。而且，接收機22連接到同一個雙工濾波器20的接收端口24。在雙工濾波器20的天線端口14處，通過射頻饋線26連接到天線(未示出)，更具體地，連接到靠近天線部分的設備(也未示出)。假定從發(fā)射機16輸出的射頻信號與接收機22接收的射頻信號是不同的頻段的，雙工濾波器20用來傳送在發(fā)送端口18接收到的發(fā)射頻段信號，以便在天線端口14處輸出，以及傳送在天線端口14接收到的接收頻段信號，以便在接收端口24處輸出。替換地，發(fā)射機16可以通過發(fā)送天線端口14(t)被連接到發(fā)送射頻饋線26(t)，接收機22通過接收天線端口14(r)被連接到接收射頻饋線26(r)。在發(fā)射機／接收機對12的天線端口14(t)和14(r)處，通過兩個射頻饋線26(t)和26(r)，連接到天線(未示出)，更具體地，連接到靠近天線部分的設備(也未示出)。
現(xiàn)在參照圖2，其中顯示了有源天線40的方框圖。有源天線40包括射頻部分42和數(shù)字部分44。首先著手于射頻部分42，它被用來放大在射頻饋線26上從基站10的發(fā)射機／接收機對12(見圖1)接收的發(fā)送信號以用于廣播，以及用來接收廣播射頻信號以及放大該信號，以便由基站的發(fā)射機／接收機對其進行接收。對于由發(fā)射機16產(chǎn)生的發(fā)送信號(見圖1)，首先將它傳送通過可變衰減器46，衰減器給信號施加上選定的衰減，以便補償?shù)陀谂c射頻饋線26有關的額定的饋線衰減。如果只有單個有源天線被連接到其有關的發(fā)射機／接收機對12，或如果多個具有相同的饋線衰減的有源天線被連接到同一個發(fā)射機／接收機對，則在有源天線40中不需要包括可變衰減器46。接著，發(fā)送信號由第一雙工濾波器48從公共端口50被路由到發(fā)送端口52，以便加到功率放大器(PA)54。從功率放大器54輸出的放大的發(fā)送信號然后由第二雙工濾波器56從發(fā)送端口58被路由到公共端口60，以便由天線補片62進行廣播。對于由天線補片62接收的接收信號，它由第二雙工濾波器56從公共端口60被路由到接收端口64，以便加到低噪聲放大器(LNA)66。接著，接收信號由第一雙工濾波器48從接收端口68被路由到公共端口50，以便將其傳送通過可變衰減器46，衰減器給信號加上相同的選定的衰減，以便補償?shù)陀谂c射頻饋線26有關的額定的饋線衰減。
接著轉(zhuǎn)到數(shù)字部分44，有源天線40包括用來控制有源天線的運行的中央處理單元(CPU)70。具體地，通過在總線72上輸出的命令信號，中央處理單元70控制功率放大器54的接通／關斷狀態(tài)，以及設定由可變衰減器46提供的選定的衰減。中央處理單元70還接收來自用于測量發(fā)射機功率的測量接收機74的輸出。測量接收機74利用定向耦合器76對于從雙工濾波器48的發(fā)送端口52輸出的、用于加到功率放大器54的發(fā)射信號52進行功率測量。定向耦合器76可以被放置在放大器54的基站側(cè)的任何選定的位置，包括在衰減器46之前或之后。有源天線40的數(shù)字部分44還包括被連接到中央處理單元70的有源天線數(shù)據(jù)庫(AADB)78。有源天線數(shù)據(jù)庫78存儲用于該有源天線40的射頻特征信息，其中包括以下方面的信息有源天線增益的頻率依賴性；有源天線的頻率范圍(如果不是全頻段的話)；當功率放大器被關斷時的發(fā)送路徑的衰減；測量接收機的幅度測量范圍；測量接收機的測量時間(最壞情況)；以及可變衰減器的范圍。
現(xiàn)在參照圖1和2的組合以及圖3，其中顯示了包括被連接到無線基站10的多個有源天線(AA)40的通信系統(tǒng)的方框圖。無線基站10還包括控制處理器(CP)90，它總的用來控制無線基站的運行，具體地，控制每個所包括的發(fā)射機／接收機對12的運行。無線基站10的控制處理器90通過天線總線92被連接到每個有源天線40的中央處理單元70，以用于數(shù)據(jù)通信。在優(yōu)選實施例中，天線總線92被所有的有源天線40共用。替換地，天線總線可以被提供在每個發(fā)射機／接收機對12和與其連接的有源天線40之間。每個所包括的射頻饋線26可以以共享的方式被利用來把單個發(fā)射機／接收機對12連接到多個有源天線40(如總的以94表示)，或者被利用來把單個發(fā)射機／接收機對12連接到單個有源天線(如總的以96表示)。
用于存儲有關用于無線基站10的設備連接的信息的安裝數(shù)據(jù)庫(IDB)98被連接到該基站10的控制處理器90。安裝數(shù)據(jù)庫98可以存儲用來鑒別用于連接的發(fā)射機／接收機對12和靠近天線部分的設備(諸如有源天線40)的發(fā)射機和接收機射頻路徑的信息。一個示例的發(fā)射機路徑可以包括發(fā)射機號碼、濾波器號碼與輸入端口號碼、天線端口號碼、和有源天線號碼。一個示例的接收機路徑可以包括有源天線號碼、天線端口號碼、濾波器號碼與輸出端口號碼、和接收機號碼。
現(xiàn)在參照圖4，其中顯示了升壓器132和無源天線130方框圖。升壓器132包括射頻部分42和數(shù)字部分44。首先著手于射頻部分42，它用來放大在射頻饋線26上從基站10的發(fā)射機／接收機對12(見圖1)接收的發(fā)送信號以用于廣播。對于由發(fā)射機16(見圖1)產(chǎn)生的發(fā)送信號，它首先通過可變衰減器134，衰減器給信號加上選定的衰減，以便補償?shù)陀谂c射頻饋線26有關的額定的饋線衰減。如果只有單個無源天線130被連接到其有關的發(fā)射機／接收機對12，或如果多個具有相同的饋線衰減的無源天線被連接到同一個發(fā)射機／接收機對，則在升壓器132中不需要包括可變衰減器134。接著，發(fā)送信號由位于無線基站與天線之間的發(fā)射機路徑上的功率放大器136放大。升壓器132不需要雙工功能。因此，在發(fā)射機／接收機對12與無源天線130之間的射頻饋線26連接可以利用與接收饋線26(r)分開的發(fā)送饋線26(t)。
接著轉(zhuǎn)到數(shù)字部分44，升壓器132還包括被連接的中央處理單元142的升壓器數(shù)據(jù)庫(BDB)140。升壓器數(shù)據(jù)庫140存儲存儲射頻特征信息，其中包括以下方面的信息升壓器增益的頻率依賴性；升壓器的頻率范圍(如果不是全頻段的話)；當功率放大器被關斷時的發(fā)送路徑的衰減；測量接收機的幅度測量范圍；測量接收機的測量時間(最壞情況)；以及可變衰減器的范圍。中央處理單元142還接收來自用來測量發(fā)射機功率的測量接收機148的輸出。測量接收機148利用定向耦合器146對于從可變衰減器134輸出的、用于加到功率放大器136的發(fā)射信號進行功率測量。定向耦合器146可以被放置在功率放大器136的基站側(cè)的任何選定的位置，包括在衰減器134之前或之后。中央處理單元142用來控制(通過在總線144上輸出的命令信號)由可變衰減器134提供的衰減、控制由功率放大器136提供的放大、以及從數(shù)據(jù)庫140讀出信息。
現(xiàn)在參照圖1和4的組合以及圖5，其中顯示了包括通過升壓器132被連接到無線基站10的多個無源天線130的通信系統(tǒng)的方框圖。無線基站10的控制處理器90通過天線總線92被連接到每個升壓器132的中央處理單元142，以用于數(shù)據(jù)通信。在優(yōu)選實施例中，天線總線92被所有的升壓器132共用。替換地，天線總線可以被提供在每個發(fā)射機／接收機對12和與其連接的升壓器132之間。每個所包括的射頻饋線26可以以共享的方式被利用來把單個發(fā)射機／接收機對12連接到多個升壓器132(如總的以94表示)，或者被利用來把單個發(fā)射機／接收機對12連接到單個升壓器(如總的以96表示)。
安裝數(shù)據(jù)庫(IDB)98存儲有關用于基站的設備連接的信息。安裝數(shù)據(jù)庫98可以存儲用來鑒別用于連接的發(fā)射機／接收機對12和靠近天線部分的設備(諸如升壓器132)的發(fā)射機和接收機射頻路徑的信息。一個示例的發(fā)射機路徑可以包括發(fā)射機號碼、濾波器號碼與輸入端口號碼、天線端口號碼、和升壓器號碼。一個示例的接收機路徑可以包括安裝在天線塔上的放大器號碼、天線端口號碼、濾波器號碼與輸出端口、和接收機號碼。
現(xiàn)在參照圖6，其中顯示了安裝在天線塔上的放大器(TMA)152。安裝在天線塔上的放大器152包括射頻部分42和數(shù)字部分44。首先轉(zhuǎn)到射頻部分42，它用來接收廣播射頻信號以及放大該信號，以用于由基站的發(fā)射機／接收機對的接收。對于由天線150接收的接收信號，它通過帶通濾波器158被路由加到低噪聲放大器(LNA)160。接著，接收信號被傳送通過可變衰減器162，衰減器給信號加上選定的衰減，以便補償?shù)陀谂c射頻饋線26有關的額定的饋線衰減。如果只有單個天線150線被連接到其有關的發(fā)射機／接收機對12，或如果多個具有相同的饋線衰減的天線被連接到同一個發(fā)射機／接收機對，則在安裝在天線塔上的放大器152中不需要包括可變衰減器162。安裝在天線塔上的放大器152不需要雙工功能。因此，在發(fā)射機／接收機對12與天線150之間的射頻饋線連接可以利用與接收饋線26(r)分開的發(fā)送饋線26(t)。
接著轉(zhuǎn)到數(shù)字部分44，安裝在天線塔上的放大器152包括用來控制安裝在天線塔上的放大器的運行的中央處理單元(CPU)164。具體地，通過在總線174上輸出的命令信號，中央處理單元164控制低噪聲放大器160的運行。中央處理單元164還發(fā)送命令給參考發(fā)射機176，使它產(chǎn)生在基站接收機22的頻段上的射頻信號。參考發(fā)射機176利用定向耦合器178把這個信號注入到射頻饋線26上。定向耦合器178可以被放置在放大器54的基站側(cè)的任何選定的位置上，其中包括在衰減器162之前或之后。中央處理單元164還規(guī)定了要被可變衰減器162加上的衰減。安裝在天線塔上的放大器152的數(shù)字部分44還包括被連接到中央處理單元164的安裝在天線塔上的放大器數(shù)據(jù)庫(TMADB)182。安裝在天線塔上的放大器數(shù)據(jù)庫182存儲射頻特征信息，包括以下方面的信息參考發(fā)射機的頻率；和由參考發(fā)射機產(chǎn)生的信號的幅度。
現(xiàn)在參照圖1和6的組合以及圖7，其中顯示了包括通過安裝在天線塔上的放大器152被連接到無線基站10的多個天線150的通信系統(tǒng)的方框圖。無線基站10的控制處理器90通過天線總線92被連接到每個安裝在天線塔上的放大器152的中央處理單元164，以用于數(shù)據(jù)通信。在優(yōu)選實施例中，天線總線92被所有的安裝在天線塔上的放大器152共用。替換地，天線總線可以被提供在每個發(fā)射機／接收機對12和與其連接的安裝在天線塔上的放大器152之間。每個所包括的射頻饋線26可以以共享的方式被利用來把單個發(fā)射機／接收機對12連接到多個安裝在天線塔上的放大器152(如總的以94表示)，或者被利用來把單個發(fā)射機／接收機對12連接到單個安裝在天線塔上的放大器(如總的以96表示)。
安裝數(shù)據(jù)庫(IDB)98存儲有關用于基站的設備連接的信息。安裝數(shù)據(jù)庫98可以存儲用來鑒別用于連接的發(fā)射機／接收機對12和靠近天線部分的設備(諸如安裝在天線塔上的放大器152)的發(fā)射機和接收機射頻路徑的信息。一個示例的發(fā)射機路徑可以包括發(fā)射機號碼、濾波器號碼與輸入端口號碼、天線端口號碼、和升壓器號碼。一個示例的接收機路徑可以包括安裝在天線塔上的放大器號碼、天線端口號碼、濾波器號碼與輸出端口、和接收機號碼。
現(xiàn)在參照圖8和9A-9C，其中顯示了用于自動配置靠近天線部分的設備(諸如，有源天線40、升壓器132、和安裝在天線塔上的放大器152)的方法的流程圖。該方法總的使用在天線總線92上的數(shù)據(jù)通信以及在射頻饋線上的偽傳輸突發(fā)，以便更新在安裝數(shù)據(jù)庫98中存儲的發(fā)射機／接收機射頻路徑和靠近天線部分的設備的配置(諸如，由每個有源天線40的可變衰減器46所加的選定的衰減)。
通過具體參照圖8，在步驟200，每個靠近天線部分的設備(諸如，有源天線40、升壓器132、和安裝在天線塔上的放大器152)在接通電源后，在天線總線92上發(fā)送消息到無線基站，以便鑒別它本身。這個自動鑒別步驟通過把天線總線92實現(xiàn)為多個主總線而最簡單地完成。這是指一條這樣的總線，其中假定該總線是空閑時允許所有設備進行發(fā)送。在接通電源時，靠近天線部分的設備只是發(fā)送包含被尋址到它服務的無線基站10的分配的網(wǎng)絡地址的其部件序列號的消息。這個消息被重復發(fā)送，直到確認接收到包含靠近天線部分的部件的部件序列號和網(wǎng)絡地址為止。對于無線基站10，它接收消息，把序列號附加到它服務的靠近天線部分的設備的清單上，以及返回包括序列號和邏輯地址的應答消息。
進一步響應于在步驟200發(fā)送的消息，基站10在步驟202接著檢索被存儲在靠近天線部分的設備的有源天線數(shù)據(jù)庫78、升壓器數(shù)據(jù)庫140和或安裝在天線塔上的放大器數(shù)據(jù)庫182中的信息。然后在步驟204，安裝數(shù)據(jù)庫98用當前的靠近天線部分的配置來被更新。步驟204的運行涉及多個行動的性能，它們?nèi)Q于所討論的靠近天線部分的設備的類型。
對于在步驟204的運行方面執(zhí)行的處理過程和用當前的靠近天線部分的配置更新安裝數(shù)據(jù)庫98的描述方面，現(xiàn)在具體地參照圖9A-9C。
a．有源天線步驟204-圖9A首先，在步驟206，有源天線被初始化。這種初始化涉及無線基站10指令每個有源天線40關斷其功率放大器54和設定其可變衰減器46的衰減到最小衰減量。這些指令在天線總線92上被發(fā)送。
第二，在步驟208，無線基站10通過某個發(fā)射機／接收機對12輸出短的射頻發(fā)送信號突發(fā)。這個突發(fā)的持續(xù)時間被設定為有源天線40的測量接收機74所需要的所有測量時間中的最長測量時間。這個突發(fā)的幅度被設定為預定的極限值(例如，-36dBm)加上有源天線40的發(fā)送路徑的最小的衰減(當功率放大器電路被關斷時)。這個突發(fā)的頻率被設定為在發(fā)射頻段內(nèi)的任意頻率。在連接的有源天線40不覆蓋整個發(fā)射頻段的情況下，任意選擇在所支持的頻段內(nèi)的頻率。而且，在不同的連接的有源天線40覆蓋發(fā)射頻段內(nèi)的不同頻段的情況下，選擇在最低的所支持的頻段內(nèi)的頻率。
如果無線基站10不能以計算的功率進行發(fā)送，則作出判決改變由有源天線的可變衰減器提供的衰減是否會改進這種情形。例如，如果計算的輸出功率低于無線基站中可被設定的功率，則增加可變衰減器所提供的衰減將允許設定更高的無線基站功率電平。在增加可變衰減器提供的衰減是不夠的情況下，則將給出一個通知并且該饋線衰減必須由人工輸入。
通過在步驟206關斷功率放大器，任何隨后發(fā)送的射頻信號(諸如步驟208中的短的射頻發(fā)送信號突發(fā))在有源天線中會被嚴重地衰減(例如約60dB)。對于這樣的衰減水平，以及考慮饋線衰減和可變衰減器的運行，用步驟208中的短的射頻發(fā)送信號突發(fā)違反任何合法的或與標準有關的廣播發(fā)送限制的運行，都幾乎沒有危險。
第三，在步驟210，有源天線40測量步驟208中的短的射頻發(fā)送信號突發(fā)和把它們的測量報告返回給無線基站10。由測量接收機進行這些測量，以及通過天線總線92把它報告回去。無線基站10在預定的延時時間間隔內(nèi)等待所有的有源天線40作出它們的報告。就這些不同的有源天線40覆蓋不同的頻段而言，步驟208和210的過程對于每個頻段重復進行。來自采用不同于發(fā)送突發(fā)頻段的頻段的有源天線40的任何報告的測量值被丟棄。
在所報告的測量值處在有源天線40的幅度測量范圍以外的情況下，步驟208和210的過程以改變的突發(fā)幅度選擇被重復。然而，在改變突發(fā)的功率輸出之前，無線基站必須首先確定所選擇的另一個功率將不違反任何合法的或基于標準的廣播限制。在發(fā)生這樣的違反的情況下，考慮其它的解決辦法，諸如改變由可變衰減器提供的衰減。如果這不能解決問題，則給出一個通知。在這些情況下的測量值(這或許是由于使用非常不同的饋線長度而造成的)可通過人工交互作用而補償。
如果所有的天線都工作在相同部分的頻段中(使用部分頻段天線)，則應當在該部分內(nèi)選擇偽突發(fā)的頻率。在天線工作在不同部分的頻段中(例如，第一發(fā)射機／接收機對12用于較低部分以及第二發(fā)射機／接收機對用于較高部分)的情況下，系統(tǒng)在天線報告它們被連接到哪個發(fā)射機／接收機對之前不知道應選擇哪個頻率。如果發(fā)射是在較低部分進行以及報告的天線是處在較高部分，則必須在更適當?shù)剡x擇的頻率上發(fā)送新的突發(fā)，以便得到正確的校正值。同樣地，當報告的數(shù)值處在天線測量接收機的測量范圍以外時，必須發(fā)送新的突發(fā)。
第四，在步驟212，安裝數(shù)據(jù)庫98被更新。為了完成這種更新，無線基站10的控制處理器90根據(jù)步驟208中的突發(fā)的幅度的報告的正確測量值來計算出給每個有源天線40的單獨的衰減值。也可以計算無線基站的輸出功率以及對于每個所包括的可變衰減器46的設置值。也可以根據(jù)對于作出測量報告的那些有源天線40的鑒別來更新所存儲的發(fā)射機／接收機射頻路徑(以及衰減器設置值)。
對于這種方法的一個限制是它只處理發(fā)射機路徑(不是接收機路徑)。然而，這并沒有多大關系，因為每個有源天線在接收機路徑中包括低噪聲放大器。由于兩個路徑的射頻信號共用了相同的饋線(雙工)，發(fā)射機路徑的鑒別自動地提供了接收機路徑的鑒別。還應當指出，接收信號饋線損耗幾乎是與發(fā)送信號饋線損耗相同的。
第五，步驟208、210、和212的過程對于無線基站10的每個所包括的發(fā)射機／接收機對12如路徑214所示地重復進行。
b．安裝在天線塔上的放大器，步驟204-圖9B首先，在步驟216，選擇當前沒有被配置的安裝在天線塔上的放大器進行配置。
第二，所在步驟218，所選擇的安裝在天線塔上的放大器被初始化。這種初始化涉及由無線基站10去命令所選擇的安裝在天線塔上的放大器關斷其低噪聲放大器、設定其可變衰減器46的衰減到最小衰減量、以及開始用其參考發(fā)射機176進行發(fā)射。這些指令在天線總線92上被發(fā)送。用來注入信號的定向耦合器178可以提供一定的方向性(例如，朝向無線基站10方向的信號比起朝向天線方向的信號高30dB)。如果低噪聲放大器160被關斷，則可以獲得從發(fā)射機到天線的附加隔離。這允許更高的發(fā)射機功率，它改進無線基站10對參考發(fā)射機信號靈敏度的檢測。
第三，在步驟220，無線基站10中的接收機被初始化。這種初始化涉及由無線基站10去命令發(fā)射機／接收機對12中的每個接收機22監(jiān)聽安裝在天線塔上的放大器參考發(fā)射機176的頻率。
第四，在步驟222，接收由安裝在天線塔上的放大器參考發(fā)射機176產(chǎn)生的信號的無線基站10中的接收機22將對該信號進行測量。
第五，在步驟224，安裝數(shù)據(jù)庫98被更新。根據(jù)參考發(fā)射機176發(fā)射的信號幅度的知識可以計算出衰減值。也可以根據(jù)對于被測量的那些參考發(fā)射機發(fā)射信號的鑒別來更新所存儲的發(fā)射機／接收機射頻路徑(以及衰減器設置值)。
第六，步驟216、218、220、222、和224的過程對于每個所包括的安裝在天線塔上的放大器如路徑226所示地重復進行。
c．升壓器步驟204-圖9C
首先，在步驟230，升壓器被初始化。這種初始化涉及由無線基站10去命令每個升壓器132關斷其功率放大器136和設定其可變衰減器134的衰減到最小衰減量。這些指令在天線總線92上被發(fā)送。
第二，在步驟232，無線基站10通過某個發(fā)射機／接收機對12輸出短的射頻發(fā)送信號突發(fā)。這個突發(fā)的持續(xù)時間被設定為升壓器132的測量接收機148所需要的所有測量時間中的最長測量時間。這個突發(fā)的幅度被設定為預定的極限值(例如，-36dBm)加上升壓器132的發(fā)送路徑的最小的衰減(當功率放大器電路被關斷時)。這個突發(fā)的頻率被設定為在發(fā)射頻段內(nèi)的任意頻率。在連接的升壓器132不覆蓋整個發(fā)射頻段的情況下，任意選擇在所支持的頻段內(nèi)的頻率。而且，在不同的連接的升壓器132覆蓋發(fā)射頻段內(nèi)的不同頻段的情況下，選擇在最低的所支持的頻段內(nèi)的任意頻率。
如果無線基站10不能以計算的功率進行發(fā)送，則作出判決改變由升壓器的可變衰減器提供的衰減是否會改進這種情形。例如，如果計算的輸出功率低于無線基站中可被設定的功率，則增加可變衰減器所提供的衰減將允許設定更高的無線基站功率電平。在增加可變衰減器提供的衰減是不夠的情況下，則給出一個通知以及饋線衰減必須由人工來輸入。
通過在步驟230關斷放大器，任何隨后發(fā)送的射頻信號(諸如步驟232中的短的射頻發(fā)送信號突發(fā))在升壓器中會被嚴重地衰減(例如約60dB)。對于這樣的衰減水平，以及考慮饋線衰減和可變衰減器的運行，用步驟232中的短的射頻發(fā)送信號突發(fā)違反任何合法的或與標準有關的廣播發(fā)送限制的運行，都幾乎沒有危險。
第三，在步驟234，升壓器132將測量步驟232中的短的射頻發(fā)送信號突發(fā)和把它們的測量報告返回無線基站10。由測量接收機進行這些測量，以及通過天線總線92把它們報告回去。無線基站10在預定的延時時間間隔內(nèi)等待所有的升壓器132作出它們的報告。就在這些不同的升壓器132覆蓋不同的頻段而言，步驟232和234的過程對于每個頻段重復進行。來自采用不同于發(fā)送突發(fā)頻段的頻段的升壓器132的任何報告的測量值被丟棄。
在報告的測量值處在升壓器132的幅度測量范圍以外的情況下，步驟232和234的過程以改變的突發(fā)幅度選擇而被重復進行。然而，在改變突發(fā)的功率輸出之前，無線基站必須首先確定所選擇的另一個功率將不違反任何合法的或基于標準的廣播限制。在發(fā)生這樣的違反的情況下，考慮其它的解決辦法，諸如改變由可變衰減器提供的衰減。如果這不能解決問題，則給出一個通知。在這些情況下的測量值(這或許是由于使用非常不同的饋線長度而造成的)可通過人工交互作用而補償。
如果所有的升壓器都工作在相同部分的頻段中(使用部分頻段升壓器)，則應當在該部分內(nèi)選擇偽突發(fā)的頻率。在升壓器工作在不同部分的頻段中(例如，第一發(fā)射機／接收機對12用于較低部分以及第二發(fā)射機／接收機對用于較高部分)的情況下，系統(tǒng)在升壓器報告它們被連接到哪個發(fā)射機／接收機對之前不知道應選擇哪個頻率。如果發(fā)射是在較低部分進行以及報告的升壓器是處在較高部分，則必須在更適當?shù)剡x擇的頻率上發(fā)送新的突發(fā)，以便得到正確的校正值。同樣地，當報告的數(shù)值處在測量接收機的測量范圍以外時，必須發(fā)送新的突發(fā)。
第四，在步驟236，安裝數(shù)據(jù)庫98被更新。為了完成這種更新，無線基站10的控制處理器90根據(jù)步驟232中的突發(fā)的幅度的所報告的正確測量值計算出給每個升壓器232的單獨的衰減值。也可以計算無線基站的輸出功率以及對于每個所包括的可變衰減器134的設置值。也可以根據(jù)對于作出測量報告的那些升壓器132的鑒別來更新所存儲的發(fā)射機／接收機射頻路徑(以及衰減器設置值)。
第五，步驟232、234、和236的過程對于無線基站10的每個所包括的發(fā)射機／接收機對12如路徑238所示地重復進行。
現(xiàn)在再次參照圖8。接著，在步驟204的更新靠近天線部分的配置以后，在步驟250，處理過程執(zhí)行故障估值。在這個過程中，進行判決是否存在未作出測量報告的、已被無線基站所知道的有源天線40，或是否存在安裝在天線塔上的、其信號沒有被測量的放大器152，或是否存在未作出測量報告的、已被無線基站所知道的升壓器132。這樣的報告故障，例如，可能是由于靠近天線部分的設備失效或射頻饋線失效而造成的。這個過程還確定是否報告了發(fā)生單個有源天線被連接到一個以上的發(fā)射機／接收機對12的情況(這可能是由于兩對之間的隔離問題造成的)。在每種故障情況下，提供適當?shù)南⒔o系統(tǒng)操縱員，以便采取糾正行動。
在步驟252，處理過程接著根據(jù)射頻饋線的所確定的衰減和每個靠近天線部分的部件數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容來計算對于系統(tǒng)的最佳設置。具體地，計算了每個所包括的可變衰減器46或180的最佳衰減、和對于所包括的發(fā)射機／接收機對12的每個發(fā)射機16或接收機22的必須的補償。有可能由控制處理器90針對在無線基站10所使用的頻率處的最佳性能選擇系統(tǒng)變量，因為無線基站已收集了有關每個發(fā)射機／接收機路徑的信息。
最后，在步驟254，對于最佳的系統(tǒng)性能所計算的變量由控制處理器90通過使用在天線總線92發(fā)送的命令傳送到有源天線40的中央處理單元70、升壓器132的中央處理單元142、或安裝在天線塔上的放大器152的中央處理單元162。具體地，對于每個可變衰減器46或180的最佳衰減被發(fā)送到中央處理單元70，以及被使用于靠近天線部分的設備配置運行。而且，在適當?shù)那樾沃?，所計算的變量被加到基?0內(nèi)，以便配置任何可配置的基站部件(諸如對于發(fā)射機或接收機)以達到最佳性能。最后，先前被關斷的功率放大器電路或低噪聲放大器被再次接通。
現(xiàn)在具體地參照圖8和9A。在步驟200和202執(zhí)行的運行假定有源天線當無線基站在其加電程序過程中要開始與有源天線通信以前被接通。在程序過程達到步驟204以后接通電源的任何有源天線沒有被包括在該配置中。在步驟254以前有源天線被接通電源的情況下，給出一個通知，以及處理過程將返回到步驟200，以便被用于新的天線。在有業(yè)務要由無線基站處理時有源天線被接通電源的情況下，要給出報警通知。該配置將不包括這個天線。然而，新天線的信息可以被輸入到安裝數(shù)據(jù)庫，或者該天線所連接到的發(fā)射機／接收機對12必須被復位。
上述的程序在操縱利用升壓器和安裝在天線塔上的放大器的配置時也是有效的(必要時，可作適當?shù)男薷?。
圖8和9A的方法在操縱其中發(fā)射機／接收機對12在無線基站10的其余發(fā)射機／接收機對進行工作和載送業(yè)務被改變的情形時也是有用的。在處理這種情形時需要對于該方法作出以下的微小的修改-在步驟200，重新配置以前處在天線總線上的任何天線應該被搜索和被找到。如果不能回答來自無線基站的命令，將會導致把天線認為是被除去的。
-在步驟202，在改變以前在天線總線上存在的天線的有源天線數(shù)據(jù)庫沒有被裝載，因為它們先前被存儲在無線基站中。
-在步驟206，這個步驟的處理過程只對于沒有連接到其它的發(fā)射機／接收機對12的天線才進行。
-在步驟208、210、和212，這些步驟的處理過程只對于已復位的發(fā)射機／接收機對12才進行。
-在步驟250，如果在發(fā)送突發(fā)以前天線作出測量報告，則這很像過分聽取(Over-hearing)來自另一個發(fā)射機／接收機對12的業(yè)務。這表示隔離問題，以及要提供適當?shù)耐ㄖ?br> 上述的程序在操縱利用升壓器和安裝在天線塔上的放大器的配置時也是有效的(必要時，可作適當?shù)男薷?。
通過使用本發(fā)明的方法而得到的某些顯著的好處包括該方法作出對系統(tǒng)狀態(tài)的精確的測量，而不用任何(或很少的)人為交互作用；自動配置可以精確地和很快地完成；連接到天線總線的所有的靠近天線部分的設備都被鑒別，并且可找到故障的射頻饋線，這樣，導致對故障定位的改進；以及支持自動饋線衰減校正。
雖然已經(jīng)在附圖中顯示和在上述的詳細說明中描述了本發(fā)明的方法和裝置的優(yōu)選實施例，但應當看到，本發(fā)明并不限制于所揭示的實施例，而是能夠多種重新安排、修改與替換，而不背離由以下的權(quán)利要求所闡述和規(guī)定的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1．用于自動配置包括靠近天線部分的設備的系統(tǒng)的方法，靠近天線部分的設備通過射頻饋線和通信鏈路被連接到無線基站，該方法包括以下步驟從靠近天線部分的設備中的第一數(shù)據(jù)庫把與靠近天線部分的設備有關的射頻配置信息通過通信鏈路下載到無線基站中的第二數(shù)據(jù)庫；在射頻饋線上發(fā)送短的射頻突發(fā)；由靠近天線部分設備測量短的射頻突發(fā)；通過通信鏈路把靠近天線部分的設備對短的射頻突發(fā)的測量報告給無線基站；以及根據(jù)所下載的射頻特征，處理所報告的測量結(jié)果，以得出用于配置系統(tǒng)從而使其最佳地運行的校正數(shù)據(jù)。
2．如在權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，還包括以下步驟在從靠近天線部分設備通過通信鏈路發(fā)送到無線基站的消息中提供對該靠近天線部分的設備的標識；以及根據(jù)所下載的射頻特征和靠近天線部分的設備標識，處理所報告的測量值，以便鑒別無線基站的發(fā)射機／接收機對與靠近天線部分的設備之間的連接性。
3．如在權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，其中短的射頻突發(fā)具有預定的持續(xù)寬度、幅度和頻率。
4．如在權(quán)利要求3中的方法，其特征在于，其中該持續(xù)寬度被設定為在測量短的射頻突發(fā)時由靠近天線部分的設備所需要的最大測量時間。
5．如在權(quán)利要求3中的方法，其特征在于，其中該幅度被設定為對于廣播所批準的預定的極限值加上發(fā)送路徑衰減。
6．如在權(quán)利要求3中的方法，其特征在于，其中該頻率被設定為由靠近天線部分的設備所支持的發(fā)射頻段中的任意頻率。
7．如在權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括有源天線。
8．如在權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括升壓器。
9．如在權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，還包括按照校正數(shù)據(jù)調(diào)整對系統(tǒng)的可配置的部件的校正以便提供最佳性能的步驟。
10．如在權(quán)利要求9中的方法，其特征在于，還包括以下步驟通過通信鏈路發(fā)送校正數(shù)據(jù)給靠近天線部分的設備；以及按照發(fā)送的校正數(shù)據(jù)調(diào)整對靠近天線部分的設備的校正，以提供最佳性能。
11．如在權(quán)利要求10中的方法，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括可變衰減器，以及校正數(shù)據(jù)包括可變衰減器上要被設定的衰減量。
12．如在權(quán)利要求10中的方法，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括放大器，以及校正數(shù)據(jù)包括要由放大器施加上的放大量。
13．如在權(quán)利要求1中的方法，其特征在于，還包括處理靠近天線部分的設備對短的射頻突發(fā)的測量的報告以便鑒別故障的步驟。
14．用于自動配置包括靠近天線部分的設備的系統(tǒng)的方法，靠近天線部分的設備通過射頻饋線和通信鏈路被連接到無線基站，該方法包括以下步驟從靠近天線部分的設備中的第一數(shù)據(jù)庫把與靠近天線部分的設備有關的射頻配置信息通過通信鏈路下載到無線基站中的第二數(shù)據(jù)庫；在射頻饋線上發(fā)送參考射頻信號；由無線基站測量參考射頻信號；以及根據(jù)所下載的射頻特征，處理所測量結(jié)果，以得出用于配置系統(tǒng)從而使其最佳運行的校正數(shù)據(jù)。
15．如在權(quán)利要求14中的方法，其特征在于，還包括以下步驟在從靠近天線部分設備本身通過通信鏈路發(fā)送到無線基站的消息中提供對靠近天線部分的設備的標識；以及根據(jù)所下載的射頻特征和靠近天線部分的設備標識，處理該測量值，以便鑒別無線基站的發(fā)射機／接收機對與靠近天線部分的設備之間的連接性。
16．如在權(quán)利要求14中的方法，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括安裝在天線塔上的放大器。
17．如在權(quán)利要求14中的方法，其特征在于，還包括按照校正數(shù)據(jù)調(diào)整對系統(tǒng)的可配置的部件的校正以便提供最佳性能的步驟。
18．如在權(quán)利要求9中的方法，其特征在于，還包括以下步驟通過通信鏈路發(fā)送校正數(shù)據(jù)給靠近天線部分的設備；以及按照所發(fā)送的校正數(shù)據(jù)調(diào)整對靠近天線部分的設備的校正，以提供最佳性能。
19．如在權(quán)利要求18中的方法，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括可變衰減器，以及校正數(shù)據(jù)包括可變衰減器上的要被設定的衰減量。
20．如在權(quán)利要求18中的方法，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括放大器，以及校正數(shù)據(jù)包括要由放大器施加的放大量。
21．如在權(quán)利要求14中的方法，其特征在于，還包括處理參考射頻信號的測量值以便鑒別故障的步驟。
22．自動配置系統(tǒng)，包括靠近天線部分的設備，它包括用于對接收的射頻突發(fā)進行測量的測量接收機，靠近天線部分的設備報告所測量的射頻突發(fā)信息；至少一個可配置的部件；無線基站，它包括至少一個發(fā)射機／接收機對，它用來產(chǎn)生射頻突發(fā)，以便發(fā)送到靠近天線部分的設備；以及控制處理器，用于處理靠近天線部分的設備所測量的射頻突發(fā)信息，以得出校正數(shù)據(jù)，用于配置至少一個可配置的部件，以便最佳運行；射頻饋線，用于把靠近天線部分的設備連接到至少一個發(fā)射機／接收機對，以便在該射頻饋線上發(fā)送射頻突發(fā)；以及通信鏈路，把靠近天線部分的設備連接到控制處理器，以及在該通信鏈路上發(fā)送所測量的射頻突發(fā)信息。
23．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中控制處理器還用來在從靠近天線部分設備通過通信鏈路發(fā)送到無線基站的消息中接收對靠近天線部分的設備的標識，以及用來根據(jù)射頻特征信息和靠近天線部分的設備標識處理靠近天線部分的設備所測量的射頻突發(fā)信息，以便鑒別至少一個發(fā)射機／接收機對與靠近天線部分的設備之間的連接性。
24．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中通信鏈路包括一個多重主控天線總線，它把控制處理器連接到所有的靠近天線部分的設備。
25．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括有源天線。
26．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中有源天線包括功率放大器，以及其中當測量接收機進行射頻突發(fā)測量時，無線基站的控制處理器命令有源天線關斷功率放大器。
27．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中至少一個可配置的部件包括可變衰減器，以及校正數(shù)據(jù)包括可變衰減器上的要被設定的衰減量。
28．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中至少一個可配置的部件包括放大器，以及校正數(shù)據(jù)包括要由放大器施加的放大量。
29．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括升壓器。
30．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中短的射頻突發(fā)具有預定的持續(xù)寬度、幅度和頻率。
31．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中該持續(xù)寬度被設定為測量接收機所需要的最大的測量時間。
32．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中該幅度被設定為對于廣播所批準的預定的極限值加上發(fā)送路徑衰減。
33．如在權(quán)利要求22中的系統(tǒng)，其特征在于，其中頻率被設定為由靠近天線部分的設備所支持的發(fā)射頻段中的任意頻率。
34．一種自動配置系統(tǒng)，包括靠近天線部分的設備，包括用于產(chǎn)生參考射頻信號的參考發(fā)射機；至少一個可配置的部件；無線基站，包括多個發(fā)射機／接收機對，用來接收和測量由靠近天線部分的設備產(chǎn)生的參考射頻信號；以及控制處理器，用于處理所測量的參考射頻信號，以得出校正數(shù)據(jù)，用于配置至少一個可配置的部件，以使其最佳地運行；射頻饋線，用于把靠近天線部分的設備連接到至少一個發(fā)射機／接收機對，以便在該射頻饋線上發(fā)送射頻突發(fā)；以及通信鏈路，用于把靠近天線部分的設備連接到控制處理器。
35．如在權(quán)利要求34中的系統(tǒng)，其特征在于，其中控制處理器還用來在從靠近天線部分設備通過通信鏈路發(fā)送到無線基站的消息中接收對靠近天線部分的設備的標識，以及用來根據(jù)所下載的射頻特征和靠近天線部分的設備標識處理靠近天線部分的設備所測量的射頻突發(fā)信息，以便鑒別至少一個發(fā)射機／接收機對與靠近天線部分的設備之間的連接性。
36．如在權(quán)利要求34中的系統(tǒng)，其特征在于，其中通信鏈路包括一個多重主控天線總線，用于把控制處理器連接到所有的靠近天線部分的設備。
37．如在權(quán)利要求34中的系統(tǒng)，其特征在于，其中靠近天線部分的設備包括安裝在天線塔上的放大器。
38．如在權(quán)利要求34中的系統(tǒng)，其特征在于，其中安裝在天線塔上的放大器包括低噪聲放大器，以及其中當參考發(fā)射機產(chǎn)生參考射頻信號時，無線基站的控制處理器命令安裝在天線塔上的放大器關斷低噪聲放大器。
39．如在權(quán)利要求34中的系統(tǒng)，其特征在于，其中至少一個可配置的部件包括可變衰減器，以及校正數(shù)據(jù)包括可變衰減器上的要被設定的衰減量。
40．如在權(quán)利要求34中的系統(tǒng)，其特征在于，其中至少一個可配置的部件包括放大器，以及校正數(shù)據(jù)包括要由放大器施加的放大量。
全文摘要
無線基站(10)的每個發(fā)射機/接收機對(12)通過天線總線(92)和射頻饋線(26)被連接到靠近天線部分的設備,諸如有源天線(40)、升壓器(32)、和安裝在天線塔上的放大器(152)?？拷炀€部分的設備的自動配置和校正是通過建立基站與每個它所連接的靠近天線部分的部件之間的通信而完成的。每個靠近天線部分的部件在接通電源時把它的識別號(200)通過天線總線發(fā)送給基站。而且,監(jiān)視在射頻饋線上選擇地傳送的通信,以便確定在基站的各個發(fā)射機/接收機對與每個靠近天線部分的設備之間的連接性。這些射頻饋線通信還被處理,以便確定(252)校正數(shù)據(jù),從而去配置(254)每個靠近天線部分的設備,以便使其最佳地運行。
文檔編號H04W24/00GK1278988SQ98810918
公開日2001年1月3日 申請日期1998年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月3日
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