Ltemimo室內光纖分布系統無線信號監控設備的製作方法
2023-05-02 13:05:16
Lte mimo室內光纖分布系統無線信號監控設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種LTE?MIMO室內光纖分布系統無線信號監控設備，包括：從機監控部分，其通信端與遠端從機的一體化光收發器連接，用於接收近端主機發送的信號檢測指令並上傳監測結果信號給所述近端主機；其射頻輸出、射頻輸入端與LTE?MIMO室內光纖分布系統的雙極化天線連接，用於輸出射頻測試信號及輸入雙極化天線接收的終端反饋信號；其控制輸出端與遠端從機的一體化功放低噪放模塊連接，用於輸出對遠端從機的射頻輸出控制信號；還包括無線信號RFID檢測終端，與雙極化天線通訊，用於接收射頻測試信號，並反饋包含該終端身份信息的終端反饋信號給所述雙極化天線。本實用新型可以及時發現網絡盲點，優化室內LTE無線網絡信號。
【專利說明】LTE MIMO室內光纖分布系統無線信號監控設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及信息與通信【技術領域】，具體涉及一種針對LTE MIMO室內光纖分布系統的無線信號監控設備。
【背景技術】
[0002]隨著移動數據業務需求的日益增加，國內各大運營商都已經開始了 LTE網絡的商用建設，室內覆蓋網絡建設是4G網絡二期規劃的重中之重。MIMO技術是4G核心技術之一，在提高網絡速率和質量方面，其扮演著重要角色。4G新建室內覆蓋系統一般採用雙饋線MMO系統。LTE MMO室內光纖分布系統，對LTE室內分布網絡信號放大、傳輸與控制，減少施工難度，減低室內布網成本，提高數據傳輸速率，改善通信質量扮演著重要的角色。
[0003]如圖1所示，LTE MIMO室內光纖分布系統包括:LTE MIMO近端主機、LTE MIMO遠端從機、複合光纖光纜及雙極化天線。LTE MIMO室內光纖分布系統的下行傳輸鏈路為:基站信號I和基站信號2，通過饋線耦合到LTE MMO近端主機，經LTE MMO近端主機處理後通過複合光纖光纜傳送到LTE MMO遠端從機，LTE MMO遠端從機對其信息處理後，再通過雙極化天線進行室內信號覆蓋；其上行鏈路為:雙極化天線接收到附近終端設備發過來的無線信息後，轉送到LTE MMO遠端從機，經LTE MMO遠端從機對信號進行處理變換，再通過複合光纖光纜傳輸到LTE MIMO近端主機，LTE MIMO近端主機對遠端機發送過來的信號進行變換處理，通過饋線傳送到基站。
[0004]如圖2所示，為LTE MMO室內光纖分布系統的多路組網圖。多路組網的LTE MIMO室內光纖分布系統包括:LTE MIMO近端主機、複合光纖光纜、LTEMIM0光分路器、多個LTEMIMO遠端從機、多個雙極化天線和傳輸饋線。LTEMIM0室內光纖分布多路組網中，通過LTEMMO光分路器，對LTE MMO的遠端設備進行多路分配、組網，其上下行鏈路傳輸方式和圖1的LTE MMO室內光纖分布系統大致相同。
[0005]如圖3所示，LTE MIMO近端主機包括:雙工器、一體化上下行變頻模塊、射頻信號合路器、一體化射頻信號濾波器、一體化光收發器、主機設備監控部分、主機設備電源供電部分組成。LTE MMO近端主機的下行信號處理鏈路為:基站信號I與基站信號2通過饋線耦合，分別進入各自對應的雙工器，通過一體化上下行變頻模塊，將射頻信號下變頻到1300MHz後與基站信號2通過射頻合路器合路，經一體化射頻信號濾波器濾波處理後，通過一體化光收發器進行光電變換，將射頻信號調製到1550nm的光載波上,調製後的光載波信號通過複合光纖光纜傳送到LTE MIMO遠端從機；LTE MIMO近端主機的上行信號處理鏈路為:一體化光收發器接收到LTE MIMO遠端從機通過光纖傳送過來的光信號後，對其進行光電變換，經一體化射頻信號濾波器濾波處理後，通過射頻信號合路器分離出兩路射頻信號，其中一路經一體化上下行變頻模塊進行上變頻到LTE通信頻段，此時兩路射頻信號分別通過對應的雙工器，再通過饋線輸送到基站。
[0006]如圖4所不，LTE MIMO遠端從機包括:一體化光收發器、一體化射頻信號濾波器、射頻信號合路器、一體化上下行變頻模塊、一體化功放低噪放模塊、雙工器、從機設備監控部分、從機設備電源供電部分組成。LTE MMO遠端從機的下行信號處理鏈路為:一體化光收發器接收到LTE MMO近端主機發送來的信號後通過光電變換，經一體化射頻信號濾波器濾波處理，處理後的射頻信號經射頻信號合路器分離出兩路射頻信號，其中一路射頻信號通過一體化上下變頻模塊，將射頻信號上變頻到LTE通信頻段，此時兩路射頻信號，再分別通過各自對應的一體化功放低噪放模塊對其進行射頻功率放大，放大後的射頻信號分別通過各自對應的雙工器將射頻信號通過雙極化天線發射出去；LTE MMO遠端從機的上行信號處理鏈路為:雙極化天線接收到附近終端設備發送過來的射頻信號後，分別通過各自對應的雙工器、一體化功放低噪放對上行信號進行低噪聲功率放大，其中一路放大後射頻信號經一體化上下變頻模塊,下變頻到1400MHz，此時的兩路射頻信號通過射頻合路器合路進入一體化射頻信號濾波器濾波處理，處理後的射頻信號通過一體化光收發器調製1310nm的光波，調製後的光載波信號通過複合光纖光纜傳送到LTE MIMO近端主機。
[0007]在LTE MIMO室內光纖分布系統的工作工程中，由於LTE通信頻段較高，達到2GHz以上，而目前大都市裡的建築都是鋼筋混凝土結構，對高頻信號的衰減非常之大，複雜的空間電磁波環境、加上人為因素，LTE室內信號的變化波動將會比較大，這勢必降低公眾對LTE信號質量的感知。因此，對室內LTE信號的實時、全方位的智能監控的需求也迫在眉睫。
實用新型內容
[0008]本實用新型目的是針對4G室內通信需求，在提供LTE MMO室內光纖分布系統的同時，提供一種實時智能監控無線信號的設備，實現對室內LTE無線網絡信號優化，減少巡檢人員出勤，降低代維成本，改善通信質量。本實用新型目的由以下技術方案實現:
[0009]—種LTE MIMO室內光纖分布系統無線信號監控設備,其特徵在於,包括:
[0010]從機監控部分,其通信端與LTE MIMO室內光纖分布系統的遠端從機的一體化光收發器連接；其射頻輸出、射頻輸入端與LTE MIMO室內光纖分布系統的雙極化天線連接；其控制輸出端與所述遠端從機的一體化功放低噪放模塊連接；至少一個無線信號RFID檢測終端，均與所述雙極化天線無線雙工通訊。
[0011]作為具體的技術方案，所述從機監控部分包括:處理單元，提供從機監控部分的所述通信端及控制輸出端，還提供驅動輸出端和信號採集端；射頻測試信號發射模塊，輸入連接處理單元的驅動輸出端，輸出連接頻分雙工器一側的輸入端；射頻測試信號接收模塊，輸入端連接頻分雙工器所述一側的輸出端，輸出端連接信號檢波處理模塊的輸入端；信號檢波處理模塊，輸出端連接ADC模塊的輸入端；ADC模塊，輸出端連接處理單元的信號採集端；頻分雙工器，其另一側與所述雙極化天線連接。
[0012]作為具體的技術方案，所述無線信號RFID檢測終端包括:終端天線，用於和LTEMIMO室內光纖分布系統的雙極化天線通訊；無源濾波器件，與終端天線連接；恆定放大電路，與無源濾波器件連接；RFID收發電路，與恆定放大電路連接；電源電路，用於提供工作電源。
[0013]作為進一步的技術方案，上述監控設備還包括監控中心主機，與LTE MIMO室內光纖分布系統近端主機連接，接收所述監測結果信號。
[0014]作為進一步的技術方案，上述監控設備還包括無線代維人員的手持終端設備，與所述監控中心主機連接，接收所述檢測結果信號。[0015]本實用新型的有益效果在於:通過從機監控部分與無線信號RFID檢測終端模塊配合，實現對LTE室內分布網絡信號檢測、處理與控制，及時發現網絡盲點，優化室內LTE無線網絡信號，減少巡檢人員出勤，降低代維成本，改善通信質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為LTE MIMO室內光纖分布系統圖。
[0017]圖2為LTE MIMO室內光纖分布系統多路組網圖。
[0018]圖3為LTE MIMO室內光纖分布系統近端主機原理框圖。
[0019]圖4為LTE MIMO室內光纖分布系統遠端從機原理框圖。
[0020]圖5為本實用新型實施例提供的LTE MMO室內光纖分布系統從機設備監控部分原理框圖。
[0021]圖6為本實用新型實施例提供的LTE MMO室內光纖分布系統無線信號RFID檢測終端模塊原理框圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0023]本實施例提供的LTE MMO室內光纖分布系統無線信號監控設備包括從機監控部分及無線信號RFID檢測終端。
[0024]結合圖4及圖5所示，從機監控裝置包括:FPGA處理單元、ADC模塊、信號檢波處理模塊、射頻測試信號發射模塊、射頻測試信號接收模塊及頻分雙工器。FPGA處理單元連接LTE MIMO遠端從機的一體化光收發器，射頻測試信號發射模塊的輸入連接FPGA處理單元的輸出，射頻測試信號發射模塊的輸出連接頻分雙工器的一側的輸入端，射頻測試信號接收模塊的輸入端連接頻分雙工器所述一側的輸出端，信號檢波處理模塊的輸入端連接射頻測試信號接收模塊的輸出端，ADC模塊的輸入端連接信號檢波處理模塊的輸出端，ADC模塊的輸出端連接FPGA處理單元，頻分雙工器另一側與雙極化天線連接。
[0025]上述從機監控部分的下行信號處理鏈路為:FPGA處理單元接收LTE MIMO近端主機發送給LTE MMO遠端從機的信號檢測指令，對指令進行處理並輸出給射頻測試信號發射模塊，射頻測試信號發射模塊根據相關指令輸出2.45GHz的窄帶射頻信號，通過頻分雙工器、雙極化天線向空間周圍輻射；上述從機監控部分的上行信號處理鏈路為:雙極化天線接收到來自所述無線信號RFID檢測終端(參見圖6)發送過來的2.45GHz的窄帶射頻信號後，通過頻分雙工器進入射頻測試信號接收模塊，經信號檢波處理、ADC轉換、FPGA處理，再通過光電調製後，傳送到LTE MIMO近端主機。
[0026]如圖6所示，無線信號RFID檢測終端包括:終端天線、無源濾波器件、恆定放大電路、RFID收發電路、電源電路。終端天線用於和LTE MIMO室內光纖分布系統的雙極化天線通訊，無源濾波器件連接天線，恆定放大電路與無源濾波器件連接，RFID收發電路與恆定放大電路連接，電源電路用於提供工作電源。
[0027]上述無線信號RFID檢測終端的下行信號處理鏈路為:終端天線接收到來自LTEMMO室內光纖分布系統的雙極化天線發送過來的2.45GHz的窄帶射頻信號後，通過無源濾波器件濾波、再經恆定放大電路對射頻信號進行放大處理，然後進入RFID標籤收發電路，對RFID標籤實施激活動作；無線信號RFID檢測終端的上行信號處理鏈路為:當RFID標籤被激活後自動返回被激活的含有相關信息的2.45GHz的窄帶射頻信號，通過恆定放大電路放大、濾波處理、再通過終端天線發射，回傳到LTE MMO室內光纖分布系統的雙極化天線。
[0028]基於上文提供的LTE MIMO室內光纖分布系統無線信號監控設備,本實施例提供一種監控方法，包括以下步驟:
[0029](I)從機監控部分接收近端主機發送給遠端從機的信號檢測指令，根據指令輸出射頻測試信號，並通過雙極化天線向安放有無線信號RFID檢測終端的原定無線覆蓋區域輻射；
[0030](2)從機監控部分判斷在規定時間內是否接收到所有無線信號RFID檢測終端的終端反饋信號，是則進入步驟(3a)，否則進入步驟(3b );
[0031](3a)從機監控部分輸出控制信號，控制所述遠端從機按一定幅度逐步減小射頻輸出的功率，並確定遠端從機能夠輪詢到其所覆蓋區域內所有RFID檢測終端的最小發射功率，並控制遠端從機按最小發射功率工作；
[0032](3b)從機監控部分輸出控制信號，控制所述遠端從機增大射頻輸出的功率，並確定遠端從機能夠輪詢到其所覆蓋區域內所有RFID檢測終端的最小發射功率，並控制遠端從機按最小發射功率工作。
[0033]上述方法還包括:從機監控部分將接收到的無線信號RFID檢測終端的終端反饋信號的監測結果信號發送給所述近端主機，以及近端主機將監測結果信號上報到監控中心主機和無線代維人員的手持終端設備。
[0034]上述監控過程中的相關算法處理如下:
[0035]LTE MMO室內光纖分布系統遠端從機通過雙極化天線向無線信號RFID檢測終端模塊發射2.45GHz的窄帶射頻信號。其中發射功率Patx (發射功率PATx，單位:dBm，其值可以實時讀取)，空間路損為Ls (單位:dB)，RFID檢測終端中濾波、傳輸線、接口損耗為L,(單位:dB，RFID檢測終端模塊一旦定型，其值為常數)，RFID檢測終端中恆定放大倍數Ad (單位:dB，RFID檢測終端模塊一旦定型，其值為常數)，RFID標籤的接收靈敏度為Pidkx (單位:dBm, RFID標籤出廠後，其值為常數)，RFID標籤的發射功率為Pidtx (單位:dBm，RFID標籤出廠後，其值為常數)，當RFID標籤被激活應滿足如下不等式:
[0036]Patx-Ls-LJAd-PidkxX) (I)
[0037]一旦滿足上述不等式(I )，無線信號RFID檢測終端模塊中的RFID標籤被激活，激活後該標籤攜帶相關信息自動發射一個同頻率(2.45GHz)的窄帶射頻信號，該信號通過恆定放大、濾波，再經過天線發射到雙極化天線埠(雙極化天線埠接收靈敏度為Pakx，單位:dBm，定型後其值為常數)，同時也要滿足如下不等式:
[0038]Pidtx+Ad-L δ -Ls-PAEx>0 (2)
[0039]一旦滿足上述不等式(2)，從機監控部分接收到無線信號RFID檢測終端模塊應答返回回來的射頻信息後，通過頻分雙工器進入射頻測試信號接收模塊，經信號檢波處理、ADC轉換、FPGA處理，解析出RFID標籤應答返回信息，再通過光電調製後，傳送到LTE MIMO室內光纖分布系統近端主機，通過監控應用軟體上報到監控中心和無線代維人員的手持終端設備上。
[0040]不等式(I)和不等式(2)只要有一個不能滿足，則LTE MMO室內光纖分布系統從機設備在規定的時間內接收不到無線信號RFID檢測終端模塊中的RFID標籤應答信息，此時就可以判斷出LTE MMO室內光纖分布系統從機設備不能輪詢到其原定安放在其無線覆蓋區域的RFID檢測終端模塊，即是RFID檢測終端模塊所在位置周邊的LTE信號場強很微弱，不能滿足通信要求。
[0041]不等式(I)和不等式(2)滿足後，即LTE MMO室內光纖分布系統從機設備能夠很好地輪詢到其所覆蓋區域的RFID檢測終端模塊。
[0042]基於上文提供的LTE MMO室內光纖分布系統無線信號監控設備，本實施例提供另一種監控方法，包括以下步驟:
[0043](I)從機監控部分接收近端主機發送給遠端從機的信號檢測指令，根據指令輸出射頻測試信號，並通過雙極化天線向安放有無線信號RFID檢測終端的原定無線覆蓋區域輻射；
[0044](2)從機監控部分判斷在規定時間內是否接收到所有無線信號RFID檢測終端的終端反饋信號，是則進入步驟(3a)，否則進入步驟(3b );
[0045](3a)從機監控部分根據各無線信號RFID檢測終端的終端反饋信號，計算雙極化天線向各無線信號RFID檢測終端輻射過程的空間路損，根據其中最大空間路損確定遠端從機的最小發射功率，並輸出控制信號，控制所述遠端從機按最小發射功率工作；
[0046](3b)從機監控部分輸出控制信號，控制所述遠端從機增大射頻輸出的功率，並確定遠端從機能夠輪詢到其所覆蓋區域內所有RFID檢測終端模塊的最小發射功率，並控制遠端從機按最小發射功率工作。
[0047]上述實施例中，無線信號RFID檢測終端實施半雙工通信，即RFID標籤接收到信息後，自動應答返回信息，這種檢測方式大大簡化終端的體積，提高終端的檢測性能。無線信號RFID檢測終端體積較小，可以集成在樓道牆壁上的緊急通道指示牌內、應急燈處、電梯廣告牌內、地下停車場照明燈處等所有需要監控的地點。
[0048]本實用新型的有益效果在於:a.能夠對室內LTE無線信號進行全天24小時實時監測；b.能夠對室內LTE無線信號進行全方位空間監測；c.系統主機根據監測信息可對從機設備實施自動增益調節與控制；d.半雙工RFID通信檢測方式簡化終端模塊體積，提高終端檢測模塊性能；e.無需信號巡檢人員出勤，降低維護成本；f.提供觸發監控模式，實施定時監控；g.根據檢測處理信息可動態控制室內LTE無線信號覆蓋範圍。
【權利要求】
1.一種LTE MIMO室內光纖分布系統無線信號監控設備,其特徵在於,包括: 從機監控部分，其通信端與LTE MIMO室內光纖分布系統的遠端從機的一體化光收發器連接；其射頻輸出、射頻輸入端與LTE MMO室內光纖分布系統的雙極化天線連接；其控制輸出端與所述遠端從機的一體化功放低噪放模塊連接； 至少一個無線信號RFID檢測終端，均與所述雙極化天線無線雙工通訊。
2.根據權利要求1所述的LTEMIMO室內光纖分布系統無線信號監控設備，其特徵在於，所述從機監控部分包括:處理單元，提供從機監控部分的所述通信端及控制輸出端，還提供驅動輸出端和信號採集端；射頻測試信號發射模塊，輸入連接處理單元的驅動輸出端，輸出連接頻分雙工器一側的輸入端；射頻測試信號接收模塊，輸入端連接頻分雙工器所述一側的輸出端，輸出端連接信號檢波處理模塊的輸入端；信號檢波處理模塊，輸出端連接ADC模塊的輸入端；ADC模塊，輸出端連接處理單元的信號採集端；頻分雙工器，其另一側與所述雙極化天線連接。
3.根據權利要求2所述的LTEMMO室內光纖分布系統無線信號監控設備，其特徵在於，所述無線信號RFID檢測終端包括:終端天線，用於和LTE MMO室內光纖分布系統的雙極化天線通訊；無源濾波器件，與終端天線連接；恆定放大電路，與無源濾波器件連接；RFID收發電路，與恆定放大電路連接；電源電路，用於提供工作電源。
4.根據權利要求1所述的LTEMMO室內光纖分布系統無線信號監控設備，其特徵在於，還包括監控中心主機，與LTE MMO室內光纖分布系統近端主機連接，接收所述監測結果信號。
5.根據權利要求4所述的LTEMIMO室內光纖分布系統無線信號監控設備，其特徵在於，還包括無線代維人員的手持終端設備，與所述監控中心主機連接，接收所述檢測結果信號。
【文檔編號】H04B17/00GK203775203SQ201420057711
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月29日 優先權日:2014年1月29日
【發明者】李廣, 樊秋月, 王志輝, 周繼彥, 黃亮國, 黃進財, 王紅梅, 盧敦陸, 尹海昌, 陳明芳 申請人:廣東科學技術職業學院, 李廣