CN1257622C - Cdma基站接收链路检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出对CDMA基站接收链路性能进行检测的方法，包括：为基带信号处理单元m的多径信号处理器n设置2*k个锁定计数器，用于代表基站k个扇区的主分集接收链路被基带信号处理单元m的多径信号处理器n锁定的次数；每隔一段足够长的时间将基站所有基带信号处理单元的多径信号处理器的锁定计数器分别累加，获得各接收链路锁定统计值；根据公式分别计算主分集接收链路平衡度：进行基站接收链路故障的判断；本发明采用主分集接收链路被多径信号处理器锁定次数之比作为主分集接收链路平衡性评估的指标，用于评估接收链路的接收性能，通过对接收链路平衡性的检测可以给出基站接收链路性能的评估，达到对基站接收链路性能进行实际监测的目的。

Description

CDMA基站接收链路检测的方法

技术领域

本发明涉及CDMA移动通讯领域，尤其涉及CDMA移动通讯领域的对基站射频接收链路性能进行检测的方法。

背景技术

CDMA移动通讯***由移动台和移动通信网构成，基站在移动通信网中实现对无线射频信号的接收和发送功能。

CDMA基站的主要功能两方面：(1)将射频信号转换成基带信号，再从基带信号中提取手机所发送的数据帧；(2)将通信网传送来的数据帧转换成基带信号，再将基带信号转换成射频信号，通过空中传送给手机。基站主要由射频信号处理子***和基带信号处理子***组成，基站的性能主要由射频信号处理子***和基带信号处理子***的性能决定。

射频信号处理子***中包含了很多的模拟电路的成分，天线、天馈也属于射频信号处理子***的一部分。模拟电路模拟器件的老化失效，天线、天馈因为某种原因导致的故障，会导致基站发送的射频信号或接收射频信号的能力的下降，这种性能的下降通常是一种渐进的方式，即通过少量的呼叫测试往往不容易发现，更由于无线环境的复杂性，即使呼叫过程中出现异常，也无法简单地将问题归咎于某个因素，但是这种射频信号处理子***性能的下降却可能会带来通话质量下降、***无线容量下降的严重后果。

通过对基站天线、天馈、射频器件的定期检查虽然可以对射频信号处理子***性能的稳定起到一定的保证作用，但是缺点也是明显的；首先，故障的出现通常是随机的，定期检查对此无能为力，其次，基站往往分散在业务区的各个角落，没有针对性的检查对人力、物力都是极大的浪费，最后，如果没有有效的检测手段，即使是现场检查，也无法保证基站天线、天馈、射频器件保持良好的性能状态。

在以往，对基站***接收链路性能没有一种合理、简便、有效的评估方法，基站接收链路的运行状况得不到有效的监控，维护人员无法准确掌握网络运行情况。一旦接收链路出现异常影响通话，维护人员在现场排障时也往往由于没有有效的现场实时性能评估手段，而使故障排除工作处于事倍功半的状态。

如果能够在操作维护后台迅速快捷准确地对基站天线、天馈、射频器件的性能进行评估检测，对于提高基站***维护工作的效率是非常有帮助，也是非常有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了实现一种有效的对CDMA基站接收链路性能进行检测的方法，以达到节省基站***维护成本，方便维护人员工作的目的。

本发明提出的对CDMA基站接收链路性能进行检测的方法，包括如下步骤：

为基带信号处理单元m的多径信号处理器n设置2*k个锁定计数器，用于代表基站k个扇区的主分集接收链路被基带信号处理单元m的多径信号处理器n锁定的次数；

每隔一段足够长的时间将基站所有基带信号处理单元的多径信号处理器的锁定计数器分别累加，获得各接收链路锁定统计值；

根据公式分别计算主分集接收链路平衡度：

基于有效主分集接收链路平衡度，进行以下基站接收链路故障的判断过程：

如果基站的扇区中有任意两个扇区的主分集接收链路平衡度都大于10，则两个扇区的分集天线接反；

如果基站的扇区中有任意扇区的主分集接收链路平衡度都大于10且小于100，则该扇区的主分集天线方向性不一致；

如果基站的扇区中有任意扇区的主分集接收链路平衡度都大于100，则该扇区的射频器件有故障；

如上所述的对CDMA基站接收链路性能进行检测的方法，如果基站缺少某扇区，则相应扇区的主分集接收链路平衡度无效；如果主分集接收链路平衡度的可信度小于1，则相应的主分集接收链路平衡度无效。

如上所述的对CDMA基站接收链路性能进行检测的方法，所述一段足够长的时间可以是20-30分钟。

本发明采用主分集接收链路被多径信号处理器锁定次数之比作为主分集接收链路平衡性评估的指标，用于评估接收链路的接收性能，有以下好处：

(1)合理

接收链路接收的信号通过多径信号处理器的处理，提取出有效的能量信息，多个多径信号处理器能量信息用于合成手机发送的数据帧，接收链路接收信号对基站接收功能的贡献就在于为多径信号处理器提供有效的能量信息，这种贡献可以通过被多径信号处理器锁定的次数体现出来，因此采用接收链路被多径信号处理器锁定次数作为对接收链路性能进行评估的依据，是一种非常直接的方式，正是由于这种直接性，保证了评价结果的准确性。

(2)简便

在CDMA基站***的基带信号处理子***中，多径信号处理器对多径信号的处理是一种必须的功能实现，只要有用户处于通话状态，相应基站扇区的接收链路就必定会被某个多径信号处理器锁定，因此，对接收链路被多径信号处理器锁定次数的统计不需要特别增加设备，也不需要特别的测试过程，只要在基带信号处理子***的软件中增加接收链路被多径信号处理器锁定次数统计的算法实现，在用户处于通话状态时，即可完成接收链路被多径信号处理器锁定次数的统计工作。另外，对接收链路被多径信号处理器锁定次数的统计数据的分析不需要复杂的计算，通过简单的推理，往往就能够对故障的严重程度和故障的根源作出准确的判断。

(3)低成本

由于对接收链路被多径信号处理器锁定次数的统计不需要特别增加设备，对接收链路被多径信号处理器锁定次数的统计数据的分析不需要复杂的计算，因此在功能的实现上基本上不需要增加什么成本。

对接收链路被多径信号处理器锁定次数的统计数据的收集不需要特别的测试活动，只要有用户正常通话就能够得到统计数据，因此，维护人员可以通过操作维护后台即可实时快捷地得到基站接收链路性能的信息，这对于降低基站***的维护成本是非常有效的。

(4)有效

通过对接收链路平衡性的检测可以给出基站接收链路性能的评估，达到对基站接收链路性能进行监测的目的。

附图说明

图1为CDMA基站***(BTS)在移动通信***中的示意图；

图2为CDMA基站***(BTS)的结构示意图；

图3为CDMA基站接收链路的示意图；

图4为接收链路锁定次数统计方法流程图；

图5为扇区主分集接收链路平衡度生成方法流程图。

具体实施方式

CDMA基站***(BTS)在CDMA移动通信***中的位置如图1所示，基站***(BTS)从网络侧(由基站控制器BSC、移动交换机MSC、公共交换传输网PSTN构成。)接收数据帧，先将数据帧转换基带信号，再转换成射频信号，通过天馈传输到天线以无线的方式发送给手机，同时，基站天线接收手机发送的无线射频信号，通过天馈传输给基站，基站将射频信号转换成基带信号，并从基带信号中提取手机发送的数据帧，然后将数据帧传送到网络侧。为提高基站接收无线信号的性能，基站安装了两个接收天线，以达到空间分集的目的，相应的基站有两套射频接收链路。

CDMA基站***(BTS)的功能结构如图2所示，主集天线同时承担收发任务，分集天线则只承担接收任务，从所实现的接收功能来说，主分集接收链路是基本上一样的。接收链路接收到的射频信号转换成基带信号后，被传输到基带信号处理子***中的基带信号处理单元，基带信号处理单元分别处理各自对应的手机发送过来的基带信号，生成数据帧发送到网络侧。对于网络侧发送过来的数据帧，基带信号处理单元将数据帧转换成基带信号，传输给射频信号处理子***的发射链路，转换成射频信号，通过天馈传输到天线，从空中发送给手机。

CDMA基站接收链路的功能结构如图3所示，主分集接收链路的基带信号都被传送给基带信号处理单元，基带信号处理单元从基带信号中搜索有效多径，有效多径分别由若干个多径信号处理器处理，多径信号处理器从中提取多径的能量信息，这些能量信息被送往多径能量合成器中被用于生成数据帧，生成的数据帧被送往网络侧。多径信号处理器处理的多径信号可能是由主集接收链路传送过来的，也有可能是由分集接收链路传送过来的，多径信号处理器对多径信号选择的依据是多径信号能量的大小，多径信号处理器决定多径信号去留的依据也是多径信号能量的大小，如果多径信号能量足够大，多径信号处理器会处于锁定状态，并能够从多径信号中获取有效的能量信息；如果多径信号能量变小甚至消失，多径信号处理器将无法继续保持锁定状态，相应地也无法从多径信号中获取有效的能量信息，当这种状况持续一定的时间后，多径信号处理器将会重新选择多径信号，新的多径信号可能来自于主分集接收链路的任何一方，取舍的依据是多径信号能量的强度。

主分集接收链路平衡性评估的指标就是被多径信号处理器锁定次数统计结果的比值。当基带信号处理单元被分配用于解调某个手机的反向信号时，基带信号处理单元中的若干多径信号处理器将会根据多径信号能量的强度选择多径信号，并根据多径信号能量的强度决定是否处于锁定状态。基带信号处理子***中的软件可以定时查询多径信号处理器的锁定状态，以及所处理的多径信号来自于那条接收链路，通过一定时间的统计，即可得到主分集接收链路被多径信号处理器锁定的统计数据，由于接收链路与基带信号处理单元中所有多径信号处理器的关系是一样的，因此所有多径信号处理器对主分集接收链路的锁定统计值是可以分别累加作为接收链路被多径信号处理器锁定的统计值，更进一步，接收链路与所有接收其基带信号的基带信号处理单元的关系也是一样的，因此所有接收其基带信号的基带信号处理单元中的所有多径信号处理器对接收链路的锁定统计值，也是可以分别累加作为接收链路被多径信号处理器锁定的统计值。前述累加的目的在于使统计值能够比较容易达到一个较大值，以防止由于统计数据量有限，而导致偶然因素产生的影响被不必要地放大，从而提高统计数据的可信度。

主分集接收链路被多径信号处理器锁定的统计值即可用于计算主分集接收链路平衡度，计算公式如下所示：

主分集接收链路平衡度越大，则主分集接收链路平衡性越差，接收链路异常问题越严重，通常出现异常的链路是锁定次数少的那一条，当然另一条链路出现异常的可能性也是存在的。由于主分集天线空间分集的作用，主分集接收链路在短时间内的锁定次数不会完全一样，因此，用于计算平衡度的锁定次数(指的是其中的大值，因为小值可能会很小甚至为0。)绝对值越大，平衡度的可信度就越高。另外，如果主分集接收链路都出现异常，则可能主分集接收链路锁定次数都为0，此时故障已经非常严重，因为相应扇区根本无法用于通话。

设定基站ALPHA、BETA、GAMMA扇区主分集接收链路平衡度分别为ALPHARecBalance、BETARecBalance、GAMMARecBalance，主分集接收链路平衡度可信度分别为ALPHARecBalanceCre、BETAReceriverBalanceCre、GAMMAReceriverBalanceCre，则有以下计算公式：

$\mathrm{ALPHARecBalance}=\frac{\max \{\mathrm{CFALPHA}0,\mathrm{CFALPHA}1\}}{\min \{\mathrm{CFALPHA}0,\mathrm{CFALPHA}1\}}$

$\mathrm{ALPHARecBalanceCre}=\frac{\max \{\mathrm{CFALPHA}0,\mathrm{CFALPHA}1\}}{\mathrm{STATISTICBASE}}$

$\mathrm{BETARecBalance}=\frac{\max \{\mathrm{CFBETA}0,\mathrm{CFBETA}1\}}{\min \{\mathrm{CFBETA}0,\mathrm{CFBETA}1\}}$

$\mathrm{BETARecBalanceCre}=\frac{\max \{\mathrm{CFBETA}0,\mathrm{CFBETA}1\}}{\mathrm{STATISTICBASE}}$

$\mathrm{GAMMARecBalance}=\frac{\max \{\mathrm{CFGAMMA}0,\mathrm{CFGAMMA}1\}}{\min \{\mathrm{CFGAMMA}0,\mathrm{CFGAMMA}1\}}$

$\mathrm{GAMMARecBalanceCre}=\frac{\max \{\mathrm{CFGAMMA}0,\mathrm{CFGAMMA}1\}}{\mathrm{STATISTICBASE}}$

其中STATISTICBASE为统计基数，取值10000。

基于上面所述原理，多径信号处理器锁定接收链路的统计流程如图4所示。以3扇区基站为例，为多径信号处理器设置6个锁定计数器CFALPHA0n、CFALPHA1n、CFBETA0n、CFBETA1n、CFGAMMA0n、CFGAMMA1n，用于代表接收链路ALPHA0、ALPHA1、BETA0、BETA1、GAMMA0、GAMMA1被多径信号处理器锁定的次数。

对每个多径信号处理器设置一个10ms定时器，当该定时器超时后，将判断多径信号处理器是否处于锁定状态，如果处于非锁定状态，则重新开始10ms定时，否则，读取多径信号处理器锁定多径信号的接收链路信息，根据该信息决定6个接收链路计数器中的某个计数器累加1，然后判断计数器数据上报定时器是否超时，如果定时器没有超时，则重新开始10ms定时，否则将6个接收链路计数器中的统计数据上报相应处理软件，计数器清零后将重新开始10ms定时。

扇区主分集接收链路平衡度生成算法流程如图5所示，首先判断基站是否存在该扇区，如果该扇区不存在，也就不存在什么接收链路平衡度；如果该扇区存在，则收集该基站所有多径信号处理器对该扇区主分集接收链路的统计数据，然后基于这些统计数据生成该扇区主分集接收链路平衡度，以及主分集接收链路平衡度可信度，如果主分集接收链路平衡度可信度大于1，则主分集接收链路平衡度有效，该参数将会上报给操作维护后台，用于进行对接收链路的检测，否则主分集接收链路平衡度将被判为无效，不能作为对接收链路检测的依据。

基站操作维护中心对接收链路锁定绝对次数和主分集接收链路平衡度的不同处理措施，可以达到不同的目的。

(1)性能监测

基站操作维护中心对采集到的接收链路锁定次数和主分集接收链路平衡度数据定期保存，并设置一定的报警阈值，即可方便地达到对基站***接收性能的长期监测。

(2)实时检测

实时检测对于出现故障后的排障工作具有非常重要的意义，维护人员纠正天线、天馈或射频器件的故障时，通常需要在基站现场进行，现场往往缺乏有效的验证措施，此时通过后台维护人员实时观察接收链路锁定次数和主分集接收链路平衡度数据，即可迅速对排障效果作出评估，从而及时调整排障策略。

(3)故障判断

通过对接收链路锁定次数和主分集接收链路平衡度数据历史和实时数据的分析，可以得出故障产生的时间、发展规律，再辅以链路锁定次数和主分集接收链路平衡度变化程度的分析，可以实现对故障原因的初步判断。

基站主分集接收链路平衡性变差时，可以断定主集接收链路或分集接收链路接收性能出现了异常，也可能是主分集接收链路都出现了异常，而根据主分集接收链路平衡性变差的程度，可以对导致接收链路异常的原因进行进一步的分析：

●天线、天馈、射频器件故障

如果基站扇区中有任意扇区的主分集接收链路平衡度都大于100，则该扇区的射频器件有故障。

天线、天馈构造比较简单，通常损坏的几率不是太大，如果天线、天馈受损的话，相应接收链路被多径信号处理器锁定的次数会偏低。

射频器件出现故障时，相应接收链路被多径信号处理器锁定的次数通常会趋近于0，有时候射频器件存在接触不良的情况，相应接收链路被多径信号处理器锁定的次数会在趋近于0和正常值之间振荡，振荡周期一般比较长。

●天线架设的方向性不一致；

如果基站扇区中有任意扇区的主分集接收链路平衡度都大于10且小于100，则该扇区的主分集天线方向性不一致。

天线架设方向性严重不一致时，主分集接收链路平衡性会出现异常，但是一般不会出现接收链路被多径信号处理器锁定次数为0的情况，通常主分集天线对应的接收链路都会有一定量的锁定次数，而主集天线对应接收链路被锁定的次数会更多一些。

●天馈接错

如果基站扇区中有任意两个扇区的主分集接收链路平衡度都大于10，则两个扇区的分集天线接反。

在工程实施的过程中经常会出现天馈接错的情况，主集天线接错可以很容易通过手机接收信号的情况进行判断，但是分集天线接错就不是那么容易发现了，而此时观察主分集接收链路平衡性，通常会出现主分集接收链路平衡性变差的情况，对于有两个以上扇区的基站，如果同时存在两个以上的扇区存在主分集接收链路平衡性变差的情况，则分集天馈接反的可能性极大。

●带内或带外干扰。

有时候干扰源具有较强的方向性，这也会使接收链路平衡性出现异常，但是要确认该问题还需要结合其他的检测手段，例如：频谱分析仪。另外，方向性不强的干扰源可能不会引起平衡性的异常。

●直放站

对主分集接收链路平衡性进行分析时，还应该考虑基站是否安装了光纤直放站。加了光纤直放站的扇区，主分集接收链路平衡性也会出现异常。由于直放站只与主集链路的收发端口连接，直放站会将主集接收链路的底噪抬高，导致分集接收链路无法发挥作用，此时分集接收链路的锁定次数将会出现较大程度的偏低。

另外，维护人员在对故障基站进行维护时，例如：更换射频器件，或排除天馈故障等，通过对接收链路被多径信号处理器锁定次数统计数据进行实时监测，可以迅速得到故障是否排除的准确依据。

Claims (3)

1、对CDMA基站接收链路性能进行检测的方法，其特征在于：包括如下步骤：

为基带信号处理单元m的多径信号处理器n设置2*k个锁定计数器，用于代表基站k个扇区的主分集接收链路被基带信号处理单元m的多径信号处理器n锁定的次数；

每隔一段足够长的时间将基站所有基带信号处理单元的多径信号处理器的锁定计数器分别累加，获得各接收链路锁定统计值；所述足够长的时间满足锁定统计数大于统计基数10000；

根据公式分别计算主分集接收链路平衡度：

基于有效主分集接收链路平衡度，进行以下基站接收链路故障的判断过程：

如果基站的扇区中有任意两个扇区的主分集接收链路平衡度都大于10，则两个扇区的分集天线接反；

如果基站的扇区中有任意扇区的主分集接收链路平衡度都大于10且小于100，则该扇区的主分集天线方向性不一致；

如果基站的扇区中有任意扇区的主分集接收链路平衡度都大于100，则该扇区的射频器件有故障。

2、如权利要求1所述的对CDMA基站接收链路性能进行检测的方法，其特征在于：如果基站缺少某扇区，则相应扇区的主分集接收链路平衡度无效；如果主分集接收链路平衡度的可信度小于1，则相应的主分集接收链路平衡度无效。

3、如权利要求1所述的对CDMA基站接收链路性能进行检测的方法，其特征在于：所述一段足够长的时间可以是20-30分钟。

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