本公開屬于直放站射頻通道控制，尤其涉及一種直放站的射頻通道控制電路與控制方法。

背景技術：

1、直放站分為數(shù)字光纖直放站和數(shù)字無線直放站，而直放站與信源的耦合方式分為有線耦合和無線耦合兩種方式。其中，數(shù)字光纖直放站采用有線耦合方式，數(shù)字無線直放站采用無線耦合方式。

2、數(shù)字光纖直放站如圖1所示，由射頻接入單元（master?unit，mu）和遠端單元（remote?unit，ru）組成，射頻接入單元將新無線（new?radio，nr）信源的下行射頻信號通過有線耦合方式進數(shù)字光纖直放站系統(tǒng)，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換為光信號后傳至遠端單元。同時，將遠端單元上傳的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成上行射頻信號，通過有線方式傳回信源。射頻接入單元需支持對所屬遠端單元進行遠程監(jiān)控管理功能及集中升級功能。遠端單元將射頻接入單元下發(fā)的數(shù)字信號轉(zhuǎn)成射頻信號，實現(xiàn)5g的無線覆蓋；同時將無線接收的上行射頻信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號，傳至接入單元。

3、數(shù)字無線直放站如圖2所示，其將5g信源的下行射頻信號通過無線耦合的方式進入數(shù)字無線直放站，低噪聲放大之后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后進行數(shù)字化處理，再轉(zhuǎn)換為射頻信號經(jīng)功率放大后實現(xiàn)5g信號的無線覆蓋；同時用戶信號通過無線接收的方式進入數(shù)字無線直放站系統(tǒng)，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換/數(shù)字處理/功率放大后，經(jīng)無線方式傳回信源。

4、駐波是指頻率相同、傳輸方向相反的兩種波，沿傳輸線形成的一種分布狀態(tài)。其中的一個波一般是另一個波的反射波。在兩者電壓或電流相加的點出現(xiàn)波腹，在兩者電壓或電流相減的點形成波節(jié)。在波形上，波節(jié)和波腹的位置始終是不變的，給人“駐立不動”的印象，但它的瞬時值是隨時間而改變的。如果這兩種波的幅值相等，則波節(jié)的幅值為零。

5、駐波比全稱為電壓駐波比（voltage?standing?wave?ratio，vswr），又名vswr和swr，它表示傳輸線波腹電壓與波谷電壓幅度之比，即vswr=(vmax/vmin)。也可以表示為vswr?=?(1?+?γ)?/?(1?-?γ)，其中γ為反射系數(shù)，描述電傳輸線反射程度的一個參數(shù)，取值范圍在-1到1之間。駐波比等于1時，表示饋線和天線的阻抗完全匹配，此時高頻能量全部被天線輻射出去，沒有能量的反射損耗；駐波比為無窮大時，表示全反射，能量完全沒有輻射出去。

6、在無線電通信中，駐波比是衡量天線系統(tǒng)性能的一個重要參數(shù)。當駐波比大于1時，表示有一部分電波被反射回來，最終變成熱量，使得饋線升溫，在實際應用中，通常要求駐波比小于2，以保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。如果駐波比過高，可能會導致信號質(zhì)量下降、通信距離縮短等問題，若當被反射的電波能量過大，在發(fā)射臺輸出口產(chǎn)生相當高的電壓時，甚至有可能損壞發(fā)射臺。

7、在室分系統(tǒng)中，運營商為了降低成本，在一些低容量、低價值場景中，會考慮使用直放站來代替信源。當直放站連接室分系統(tǒng)后，若天饋連接或天饋本身存在故障，如天饋與直放站出現(xiàn)斷接、虛接或天饋系統(tǒng)本身存在故障時，由于天饋單元出現(xiàn)不匹配現(xiàn)象，便會產(chǎn)生一個較高的反射功率，導致系統(tǒng)駐波比很差，從而使信號傳輸效果變差，直放站通道增益下降，致使直放站下行輸出功率變低、上行噪聲系數(shù)加大等問題，若其中有一部分信號被反射至功放，超過功放的最大功率，則會導致功放燒毀，對設備造成致命性損害。

8、直放站在接收到來自施主基站的信號后，信號通過射頻硬件中的功放進行放大，然后在輸出端通常會通過天線將能量輻射出去。然而，當直放站輸出端未接天線或與天線匹配不良時，信號會被反射回來，反射的信號經(jīng)過功放時，若發(fā)射信號功率持續(xù)超過功放功率要求，很容易燒毀功放，給直放站帶來致命性損壞。

9、因此，為了保護直放站設備，直放站在工作時，需要對直放站的vswr進行檢測，并根據(jù)檢測結果作出是否通道關斷的指示。

10、直放站檢測流程一般為：通過在直放站的雙工器和天線端口之間設置正反向功率檢測單元，正反向功率檢測通常由正向耦合器和反向耦合器組成，從正向耦合器和反向耦合器輸出的正向耦合信號和反向耦合信號分別經(jīng)過衰減器衰減到一定值，衰減后的信號再進入相應的檢波器進行檢波，輸出為電壓信號；正向電壓和反向電壓經(jīng)過運算放大器放大后進入cpu進行運算，cpu根據(jù)正向電壓和反向電壓計算出電壓駐波比，然后將計算出的電壓駐波比與系統(tǒng)設定的駐波告警門限值進行比較，如果實際電壓駐波比大于駐波告警門限值，則產(chǎn)生告警；如果小于等于駐波告警門限值，則視為正常。

11、一旦檢測到直放站有駐波告警，直放站會直接關斷通道，如關閉上行鏈路和下行鏈路，以防止射頻功放單元輸出口空載導致駐波無窮大，從而保護功放模塊不受損壞。

12、現(xiàn)有的駐波檢測技術存在以下問題：

13、1）目前直放站進行駐波檢測時，當檢測到駐波異常，直放站會關閉射頻通道，當駐波恢復正常直放站通道需要開啟時，現(xiàn)場需要人工介入才能進行二次開站，因此，現(xiàn)有方案二次開站效率低下，且會帶來維護成本的提升。

14、2）當直放站輸出功率較低，即有用信號接近底噪時，若此時受到外部信號干擾，直放站測得的反射信號中可能會包含外部干擾信號，影響駐波檢測精度，增加誤告警和誤關斷的概率。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本公開提供了一種直放站的射頻通道控制電路與控制方法，采用基于輸出功率動態(tài)調(diào)整檢測周期的駐波檢測機制，結合多次異常觸發(fā)關斷策略，能夠?qū)崿F(xiàn)通道自動恢復，有效降低誤告警率和維護成本。

2、以下為本公開技術細節(jié)：

3、一種直放站的射頻通道控制電路，其特征在于，包括：

4、射頻前端電路，其輸入端連接直放站電路的輸出信號處理模塊的輸出端，其控制端連接直放站電路的處理器的輸出端；用于接收反射信號后，將發(fā)射信號和反射信號同時輸出；

5、反饋模塊電路，其輸入端連接射頻前端電路的輸出端，用于將發(fā)射信號和反射信號分離得到反饋信號，測量反饋信號中的反射信號功率并輸出給直放站電路的處理器；

6、第一功率計，其輸入端連接射頻前端電路的輸出端，用于測量發(fā)射信號功率后輸出給直放站電路的處理器；

7、所述直放站電路的處理器被配置為：

8、控制射頻前端電路不定期接收反射信號，并根據(jù)接收的發(fā)射信號功率和反射信號功率計算電壓駐波比；

9、如果電壓駐波比大于第一閾值且發(fā)射信號功率大于第二閾值，累積記錄駐波異常次數(shù)；如果駐波異常次數(shù)達到第三閾值，觸發(fā)直放站電路的射頻通道關斷，關斷后重置駐波異常次數(shù)并記錄射頻通道關斷次數(shù)；

10、如果射頻通道關斷次數(shù)小于第四閾值，等待第一預設時長后重開通道檢測；如果射頻通道關斷次數(shù)不小于第四閾值，重置射頻通道關斷次數(shù)，間隔第二預設時長后打開射頻通道并繼續(xù)檢測駐波；其中，第二預設時長大于第一預設時長。

11、進一步地，

12、所述直放站電路的處理器還被配置為：

13、當電壓駐波比大于第一閾值且發(fā)射信號功率小于第二閾值時，觸發(fā)駐波告警；

14、如果連續(xù)駐波異常次數(shù)小于第三閾值，每次都觸發(fā)駐波告警。

15、進一步地，

16、所述反饋模塊電路包括：

17、耦合器，其輸入端與射頻前端電路的輸出端相連，用于將射頻前端電路輸出的發(fā)射信號和反射信號分離后輸出；

18、第一數(shù)字步進衰減器，其輸入端連接所述耦合器的輸出端，用于調(diào)節(jié)所述耦合器輸出的發(fā)射信號和反射信號的功率后輸出；

19、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其輸入端連接第一數(shù)字步進衰減器的輸出端，用于將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后輸出反饋信號；

20、第二功率計，其輸入端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端，輸出端連接處理器的輸入端，用于測量反饋信號中的反射信號功率后輸出給處理器。

21、進一步地，

22、所述直放站電路的輸出信號處理模塊包括：

23、數(shù)字預失真處理模塊，其輸入端連接處理器的輸出端，用于對處理器輸出的數(shù)字信號進行dpd運算后輸出；

24、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，與數(shù)字預失真處理模塊串聯(lián)，用于將數(shù)字預失真處理模塊輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號后輸出；

25、第二數(shù)字步進衰減器，其輸入端數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連，其輸出端與射頻前端電路的輸入端相連，用于調(diào)節(jié)信號的功率后輸出；

26、所述直放站電路的處理器還被配置為：

27、當射頻前端電路接收反射信號時，凍結所述數(shù)字預失真處理模塊的dpd運算；

28、如果電壓駐波比正常，控制射頻前端電路不接收反射信號，并啟動數(shù)字預失真處理模塊的dpd運算。

29、進一步地，

30、所述數(shù)字預失真處理模塊包括：

31、dpd預仿真模塊，用于對dpd運算進行預仿真，生成初始預失真參數(shù)；

32、dpd校準模塊，其輸入端連接處理器的輸出端和dpd預仿真模塊的輸出端，用于調(diào)整預失真參數(shù)后，對處理器輸出的信號進行補償后輸出。

33、進一步地，

34、還包括：

35、數(shù)據(jù)采集模塊，其輸入端連接第一功率計、反饋模塊電路和dpd校準模塊的輸出端；用于獲取發(fā)射信號功率、反饋信號和dpd校準模塊產(chǎn)生的dpd校準數(shù)據(jù)后傳輸給處理器；

36、處理器通過對比發(fā)射信號功率、反饋信號中的發(fā)射信號以及dpd校準數(shù)據(jù)，修正由于dpd校準異常對發(fā)射信號功率產(chǎn)生的干擾，得到修正后的發(fā)射信號功率以計算電壓駐波比。

37、進一步地，

38、所述電壓駐波比的計算為：

39、vswr=

40、其中，vswr為電壓駐波比，為發(fā)射信號功率，為反射信號功率。

41、進一步地，

42、所述處理器通過gpio控制接口控制所述射頻前端電路不定期接收反射信號。

43、一種用于所述的直放站的射頻通道控制電路的控制方法，其特征在于，包括：

44、利用處理器控制射頻前端電路不定期接收反射信號，并根據(jù)接收的發(fā)射信號功率和反射信號功率計算電壓駐波比；

45、如果電壓駐波比大于第一閾值且發(fā)射信號功率大于第二閾值，累積記錄駐波異常次數(shù)；如果駐波異常次數(shù)達到第三閾值，觸發(fā)直放站電路的射頻通道關斷，關斷后重置駐波異常次數(shù)并記錄射頻通道關斷次數(shù)；

46、如果射頻通道關斷次數(shù)小于第四閾值，等待第一預設時長后重開通道檢測；如果射頻通道關斷次數(shù)不小于第四閾值，重置射頻通道關斷次數(shù)，間隔第二預設時長后打開射頻通道并繼續(xù)檢測駐波；其中，第二預設時長大于第一預設時長。

47、進一步地，

48、所述控制射頻前端電路不定期接收反射信號的接收時間間隔為：

49、如果，=；

50、如果，=；

51、如果，；

52、其中，為設置的固定時間間隔，為最小功率閾值、為最大功率閾值；、為調(diào)整參數(shù)。

53、與現(xiàn)有技術相比，本公開具有如下優(yōu)點：

54、本公開電路中的射頻前端電路用于不定期接收反射信號后，將發(fā)射信號和反射信號同時輸出；第一功率計用于測量直放站電路的發(fā)射信號功率后傳輸給處理器；反饋模塊電路用于射頻前端電路輸出的發(fā)射信號和反射信號分離得到反饋信號，測量反饋信號中的反射信號功率并輸出給直放站電路的處理器；使得處理器根據(jù)發(fā)射信號功率和反射信號功率計算電壓駐波比，并且結合發(fā)射信號功率進行射頻通道控制；其中：

55、處理器控制射頻前端電路進行不定期駐波測量，避免了固定周期測量的盲目性和資源浪費；

56、當電壓駐波比大于第一閾值且發(fā)射信號功率大于第二閾值時才累積記錄駐波異常次數(shù)，這種結合輸出功率的判斷方式有效避免了因外部干擾導致的誤判，因為當有用信號接近底噪受干擾時，若僅依據(jù)電壓駐波比判斷，容易出現(xiàn)誤告警和誤關斷，而此方式下駐波異常但輸出功率低時僅觸發(fā)告警不累積異常次數(shù)；

57、只有當駐波異常次數(shù)達到第三閾值才觸發(fā)射頻通道關斷，防止了因偶然因素導致的頻繁關斷；關斷后，若射頻通道關斷次數(shù)小于第四閾值，等待一定時間后重開通道檢測；若不小于第四閾值，間隔較長時間后打開射頻通道并繼續(xù)檢測駐波，這一自動重開通道的機制解決了現(xiàn)有方案中二次開站需人工介入、效率低下且維護成本高的問題，實現(xiàn)了通道的自動恢復，大大提高了維護效率并降低了成本。

58、本公開的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本公開而了解。本公開的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所指出的結構來實現(xiàn)和獲得。