基于rfid技術的td-lte單雙流室分監控系統及方法
【專利摘要】一種基于RFID技術的TD－LTE單雙流室分監控系統，包括主機及終端覆蓋天線；主機包括讀卡器芯片、數控衰減器、發射鏈路、環形器、主集端口、分集端口、兩級放大器、二級電子開關及接收鏈路。本發明提供的TD-LTE單雙流室分監控系統及方法，在原有RFID天饋線監控系統基礎上，通過針對性的電路改進以及控制設計，在TD-LTE單雙流室內分布覆蓋網絡基礎上，通過一臺RFID天饋線監控系統主機即可實現對TD-LTE單雙流室內分布覆蓋網絡的有效監控，監控系統主機數量僅為原來的一半。
【專利說明】基于RFID技術的TD-LTE單雙流室分監控系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于TD - LTE室內分布網絡監控【技術領域】，具體涉及一種基于RFID技術的TD - LTE單雙流室分監控系統及方法。
【背景技術】
[0002]隨著國內數據業務需求日益增加，中國移動TD — LTE室內覆蓋網絡建設投入力度越來越大。作為中國自主知識產權的TD-LTE技術，室內覆蓋網絡建設中，覆蓋天線端雙流功率平衡才能保證覆蓋區域最高數據速率。在網絡建設初期，對網絡覆蓋效果的有效監控能夠有力推動網絡建設的速度。
[0003]現階段實現室內分布覆蓋網絡監控大致有以下幾種形式:
[0004]1、通過有源監控終端實現覆蓋區域信號質量檢測，該方式每個監控終端需要一張SM卡，通過SM卡與覆蓋網絡的實時通信對網絡質量進行實時監控。由于每個有源監控終端都需要SIM卡，占用了大量運營商的SIM卡資源，同時占用了大量的運營商數據流量，同時由于需要電源供電，使得該種檢測方式應用場合局限性比較大。
[0005]2,RFID天饋線監控系統，利用RFID技術實現對天線端口功率及駐波的檢測，監控主機需要SM卡，無源檢測端子不需要SM卡，雖然節省了 SM資源，但是在對TD-LTE雙流室內分布覆蓋網絡進行監控時需要兩臺主機，增加了運營商的成本，參見圖1。
[0006]由上可知，在大規模的TD-LTE網絡建設中，實現室內分布覆蓋網絡的有效監控時，以上兩種實現方式都存在一定的局限性。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種簡單、低成本的TD-LTE單雙流室內分布覆蓋網絡監控方法。本發明的目的由以下技術方案實現:
[0008]一種基于RFID技術的TD — LTE單雙流室分監控系統，包括主機及終端覆蓋天線；其特征在于:所述主機包括讀卡器芯片、數控衰減器、發射鏈路、環形器、主集端口、分集端口、兩級放大器、二級電子開關及接收鏈路；讀卡器芯片的輸出連接數控衰減器，數控衰減器經發射鏈路連接環形器的輸入，環形器的輸出接主集端口，主集端口通過多頻合路器與TD-LTE主集信號合路進入TD-LTE主集覆蓋網絡，分集端口通過多頻合路器與TD-LTE分集信號合路后進入TD-LTE分集覆蓋網絡；二級電子開關用于將環形器的隔離端連接接收鏈路，或者用于將分集端口通過兩級放大器連接讀卡器芯片的輸入；終端覆蓋天線包括TD-LTE主集信號覆蓋天線、TD-LTE分集信號覆蓋天線及集成于雙極化天線之間的窄帶RFID射頻標簽，TD-LTE主集信號覆蓋天線感應接收TD-LTE主集覆蓋網絡傳輸的RFID信號，窄帶RFID射頻標簽反射RFID信號，TD-LTE分集信號覆蓋天線將反射的RFID信號傳給TD-LTE分集覆蓋網絡。
[0009]一種基于上述監控系統的單流室分監控方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0010](I)將二級電子開關切換為將環形器的隔離端連接接收鏈路，監控系統主機進入單流工作模式；
[0011](2)監控系統主機步進逐漸增加RFID信號發射功率，當查詢到滿足系統協議的窄帶RFID射頻標簽時，記錄監控系統主機發射功率Pkfid ；
[0012](3)監控系統主機發射功率Pkfid到達窄帶RFID射頻標簽的路徑損耗包含以下幾部分=TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain、終端覆蓋天線內部TD-LTE主集信號覆蓋天線(垂直極化天線)到窄帶RFID射頻標簽之間的傳出損耗Lv (天線設計完成后此參數為已知確定)，綜合考慮窄帶RFID射頻標簽靈敏度S，可以得出以下結果:
[0013]Pefid — Lmain — Lv = S
[0014]因此:
[0015]通過公示Lmain = Pefid -S-Lv,計算得到TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain,其中，S為窄帶RFID射頻標簽靈敏度、Lv為RFID信號從TD-LTE主集信號覆蓋天線到窄帶RFID射頻標簽之間的傳輸損耗；進而根據監控系統主機檢測得到的TD-LTE主集下行信號強度Pmain及TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain,得到TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度；
[0016]一種基于上述監控系統的雙流室分監控方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0017](I)、RFID天饋線監控系統主機切換為將分集端口通過兩級放大器連接讀卡器芯片的輸入，進入雙流工作模式；
[0018](2)、監控系統主機通過主集室內分布覆蓋網絡步進逐漸增加RFID信號發射功率；通過分集室內分布覆蓋網絡接收窄帶RFID射頻標簽反射回來的RFID信號；當查詢到滿足系統協議窄帶RFID射頻標簽時，記錄此時監控系統主機發射功率Pkfid ；
[0019](3)、根據公式Lmain = Pefid -S-Lv,計算得到TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain，其中，S為窄帶RFID射頻標簽靈敏度、Lv為RFID信號從TD-LTE主集信號覆蓋天線到窄帶RFID射頻標簽之間的傳輸損耗；進而根據監控系統主機檢測得到的TD-LTE主集下行信號強度Pmain及TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain,得到TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度；
[0020]同時，根據公式Lmim。= Pefid — Lmain — Lv — Lloss — Lh — Smimo,計算得到 TD-LTE 分集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmim。，其中，Lltjss為窄帶RFID射頻標簽芯片吸收部分能量導致的信號衰減，Lh為TD-LTE分集信號覆蓋天線到窄帶RFID射頻標簽之間的傳輸損耗，Smimo為分集端口的靈敏度；進而根據監控系統主機檢測得到的TD-LTE分集下行信號強度Pminro及TD-LTE分集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmim。，得到TD-LTE分集信號覆蓋天線端口的下行信號強度；
[0021](4)、通過比較TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度與TD-LTE分集信號覆蓋天線端口的下行信號強度，得到終端覆蓋天線功率的不平衡性。
[0022]本發明提供的TD-LTE單雙流室分監控系統及方法，在原有RFID天饋線監控系統基礎上，通過針對性的電路改進以及控制設計，在TD-LTE單雙流室內分布覆蓋網絡基礎上，通過一臺RFID天饋線監控系統主機即可實現對TD-LTE單雙流室內分布覆蓋網絡的有效監控，監控系統主機數量僅為原來的一半。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為現有常規RFID天饋線監控系統主機的構成示意圖。[0024]圖2為本發明實施例提供的基于RFID技術實現TD — LTE單雙流室分監控系統主機的構成示意圖。
[0025]圖3為本發明實施例提供的基于RFID技術實現TD — LTE單雙流室分監控系統主機的網絡連接示意圖。
[0026]圖4為本發明實施例提供的基于RFID技術實現TD — LTE單雙流室分監控系統中終端覆蓋天線的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]結合圖2及圖4所示，本實施例提供的TD — LTE單雙流室分監控系統包括主機及終端覆蓋天線。
[0028]如圖2所示，上述測試系統的主機包括讀卡器芯片、數控衰減器、發射鏈路、隔離器、主集端口、分集端口、兩級放大器、二級電子開關及接收鏈路。讀卡器芯片的輸出連接數控衰減器，數控衰減器經發射鏈路連接隔離器的輸入，隔離器的輸出接主集端口，分集端口接兩級放大器的輸入。二級電子開關受控下可以切換，用于將環形器的隔離端連接接收鏈路，或者用于將分集端口通過兩級放大器連接讀卡器芯片的輸入。其中，分集端口設置的一級低噪聲放大和一級射頻放大(兩級放大器增益為G)，用于接收TD-LTE分集覆蓋網絡返回的RFID信號以及提高此信號的強度。
[0029]結合圖3所示，上述主機的主集端口通過多頻合路器與TD-LTE主集信號合路進入TD-LTE主集覆蓋網絡；上述主機的分集端口通過多頻合路器與TD-LTE分集信號合路后進入TD-LTE分集覆蓋網絡。
[0030]結合圖4所示，終端覆蓋天線設置在遠端，包括TD-LTE主集信號覆蓋天線(垂直極化天線)、TD-LTE分集信號覆蓋天線(水平極化天線)及集成于雙極化天線之間的窄帶RFID射頻標簽，TD-LTE主集信號覆蓋天線感應接收TD-LTE主集覆蓋網絡傳輸的RFID信號，窄帶RFID射頻標簽反射RFID信號，TD-LTE分集信號覆蓋天線將反射的RFID信號傳給TD-LTE分集覆蓋網絡。本雙極化天線中，窄帶RFID射頻標簽與垂直極化天線(TD-LTE主集信號覆蓋天線)之間的傳輸損耗Lh (單位:dB)、窄帶RFID射頻標簽與水平極化天線(TD-LTE分集信號覆蓋天線)之間的傳輸損耗Lv (單位:dB)基本保持一致。窄帶RFID射頻標簽全部自動化印刷、貼片完成，靈敏度S (單位:dBm)。
[0031]上述監控系統主機可以工作于單流工作模式，也可以工作于雙流工作模式，下面分別詳述其監控原理及工作過程:
[0032]單流工作模式:
[0033](I)將二級電子開關切換為將環形器的隔離端連接接收鏈路，監控系統主機進入單流工作模式；
[0034](2)監控系統主機以IdB為步進逐漸增加RFID信號發射功率，當查詢到滿足系統協議的窄帶RFID射頻標簽時，記錄監控系統主機發射功率Pkfid (單位:dBm)；
[0035](3)監控系統主機發射功率Pkfid到達窄帶RFID射頻標簽的路徑損耗包含以下幾部分=TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain、終端覆蓋天線內部TD-LTE主集信號覆蓋天線(垂直極化天線)到窄帶RFID射頻標簽之間的傳出損耗Lv (天線設計完成后此參數為已知確定)，綜合考慮窄帶RFID射頻標簽靈敏度S，可以得出以下結果:[0036]Pefid — Lmain — Lv = S
[0037]因此:
[0038]Lmain — Pefid — S — Lv
[0039]Pefid, S、Lv，三個參數均可以確認，因此可以明確得到TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain (dB)，綜合考慮監控系統主機檢測得到的主集下行信號強度Pmain及TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain，可以得到TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度。從而實現對TD - LTE單流模式室內分布覆蓋系統的有效監控。
[0040]雙流工作模式:
[0041]1、RFID天饋線監控系統主機切換為將分集端口通過兩級放大器連接讀卡器芯片的輸入，進入雙流工作模式；
[0042]2、監控系統主機通過TD-LTE主集覆蓋網絡以IdB為步進逐漸增加RFID信號發射功率；通過TD-LTE分集覆蓋網絡接收窄帶RFID射頻標簽反射回來的RFID信號。由于分集端口增加了兩級放大器，因此可以確保窄帶標簽被激活時，通過TD-LTE主集覆蓋網絡接收到窄帶RFID射頻標簽反射的RFID信號。當查詢到滿足系統協議的窄帶RFID射頻標簽時，記錄此時監控系統主機發射的RFID信號功率Pkfid (單位:dBm)。
[0043]3、首先，TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度的計算。
[0044]監控系統主機發射的功率Pkfid的RFID信號經過TD-LTE主集覆蓋網絡到達窄帶RFID射頻標簽的路徑損耗包含以下幾部分=TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain、終端覆蓋天線內部垂直極化天線到窄帶RFID射頻標簽之間的傳輸損耗Lv (天線設計完成后此參數為已知確定)，綜合考慮窄帶RFID射頻標簽靈敏度S，可以得出以下結果:
[0045]Pefid — Lmain — Lv = S
[0046]因此:
[0047]Lmain = Pefid -S-Lv
[0048]Pefid, S、Lv，三個參數均可以確認，因此可以明確得到TD-LTE主集信號到達終端覆蓋天線的傳輸損耗Lmain,綜合考慮監控系統主機檢測得到的TD-LTE主集下行信號強度Pmain及TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain，可以得到TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度。
[0049]其次，TD-LTE分集信號覆蓋天線端口的下行信號強度的計算。
[0050]當窄帶RFID射頻標簽被激活時，標簽芯片會吸收部分能量導致信號衰減，此衰減標簽芯片設計完成出廠時為確定值Lltjss (單位dB)。
[0051]RFID天饋線監控系統主機發射的RFID信號經過主集室內分布覆蓋網絡傳輸損耗Lfflain (由2計算后已知)、垂直極化天線到窄帶RFID射頻標簽之間傳輸損耗Lv、標簽芯片吸收Lltjss、水平極化天線到窄帶RFID射頻標簽之間傳輸損耗Lh、TD-LTE分集覆蓋網絡傳輸損耗Lmim。，到達RFID天饋線監控系統主機分集接收端口，分集接收端口靈敏度Sminro可以通過測試得到。
[0052]因此:
[0053]Prfid — Lmain — Lv — Lloss — Lh — Lmimo 一 Smimo
[0054]Pefid, Lmain, Lv、Lloss> Lh、Smimo均為已知或者可測試得到，因此:
[0055]L1Jimo — Prfid — Lmain — Lv — Lloss — Lh — Smimo[0056]由此得到TD-LTE分集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmim。，結合監控系統主機檢測得到的TD-LTE分集下行信號強度Pminro及TD-LTE分集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmim。，可以得到TD-LTE分集信號覆蓋天線端口的下行信號強度；
[0057]4、通過比較TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度與TD-LTE分集信號覆蓋天線端口的下行信號強度，可以獲得TD-LTE室內分布覆蓋網絡終端天線功率的不平衡性，從而有效的指導TD-LTE室分建設。
【權利要求】
1.一種基于RFID技術的TD - LTE單雙流室分監控系統，包括主機及終端覆蓋天線；其特征在于:所述主機包括讀卡器芯片、數控衰減器、發射鏈路、環形器、主集端口、分集端口、兩級放大器、二級電子開關及接收鏈路；讀卡器芯片的輸出連接數控衰減器，數控衰減器經發射鏈路連接環形器的輸入，環形器的輸出接主集端口，主集端口通過多頻合路器與TD-LTE主集信號合路進入TD-LTE主集覆蓋網絡，分集端口通過多頻合路器與TD-LTE分集信號合路后進入TD-LTE分集覆蓋網絡；二級電子開關用于將環形器的隔離端連接接收鏈路，或者用于將分集端口通過兩級放大器連接讀卡器芯片的輸入；終端覆蓋天線包括TD-LTE主集信號覆蓋天線、TD-LTE分集信號覆蓋天線及集成于雙極化天線之間的窄帶RFID射頻標簽，TD-LTE主集信號覆蓋天線感應接收TD-LTE主集覆蓋網絡傳輸的RFID信號，窄帶RFID射頻標簽反射RFID信號，TD-LTE分集信號覆蓋天線將反射的RFID信號傳給TD-LTE分集覆蓋網絡。
2.一種基于權利要求1所述監控系統的單流室分監控方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將二級電子開關切換為將環形器的隔離端連接接收鏈路，監控系統主機進入單流工作模式； (2)監控系統主機步進逐漸增加RFID信號發射功率，當查詢到滿足系統協議的窄帶RFID射頻標簽時，記錄監控系統主機發射功率Pkfid ； (3)監控系統主機發射功率Pkfid到達窄帶RFID射頻標簽的路徑損耗包含以下幾部分:TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain、終端覆蓋天線內部TD-LTE主集信號覆蓋天線(垂直極化天線)到窄帶RFID射頻標簽之間的傳出損耗Lv (天線設計完成后此參數為已知確定)，綜合考慮窄帶RFID射頻標簽靈敏度S，可以得出以下結果: P — I —I =S rRFID Lmain Lv O` 因此: 通過公示Lmain = Pefid -S-Lv,計算得到TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain，其中，S為窄帶RFID射頻標簽靈敏度、Lv為RFID信號從TD-LTE主集信號覆蓋天線到窄帶RFID射頻標簽之間的傳輸損耗；進而根據監控系統主機檢測得到的TD-LTE主集下行信號強度Pmain及TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain,得到TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度。
3.一種基于權利要求1所述監控系統的雙流室分監控方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、RFID天饋線監控系統主機切換為將分集端口通過兩級放大器連接讀卡器芯片的輸入，進入雙流工作模式； (2)、監控系統主機通過主集室內分布覆蓋網絡步進逐漸增加RFID信號發射功率；通過分集室內分布覆蓋網絡接收窄帶RFID射頻標簽反射回來的RFID信號；當查詢到滿足系統協議窄帶RFID射頻標簽時，記錄此時監控系統主機發射功率Pkfid ； (3)、根據公式Lmain= Pefid - S - Lv，計算得到TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain,其中，S為窄帶RFID射頻標簽靈敏度、Lv為RFID信號從TD-LTE主集信號覆蓋天線到窄帶RFID射頻標簽之間的傳輸損耗；進而根據監控系統主機檢測得到的TD-LTE主集下行信號強度Pmain及TD-LTE主集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmain,得到TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度；
同時，根據公式 Lmimo = Pefid — Lmain — Lv — Lloss -Lh- Smimo,計算得到 TD-LTE 分集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmim。，其中，Lloss為窄帶RFID射頻標簽芯片吸收部分能量導致的信號衰減，Lh為TD-LTE分集信號覆蓋天線到窄帶RFID射頻標簽之間的傳輸損耗，Smimo為分集端口的靈敏度；進而根據監控系統主機檢測得到的TD-LTE分集下行信號強度Pminro及TD-LTE分集覆蓋網絡的傳輸損耗Lmim。，得到TD-LTE分集信號覆蓋天線端口的下行信號強度； (4)、通過比較TD-LTE主集信號覆蓋天線端口的下行信號強度與TD-LTE分集信號覆蓋天線端口的下行信號強度，得到終端覆蓋天線功率的不平衡性。
【文檔編號】H04W16/20GK103619028SQ201310395591
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】王永剛 申請人:珠海銀郵光電技術發展股份有限公司, 珠海銀郵光電信息工程有限公司