專利名稱：監(jiān)控天線設(shè)備性能的方法和監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)控天線設(shè)備性能的一種方法和一種監(jiān)控裝置。此外，本發(fā)明涉及一種包括這種監(jiān)控裝置的無線基站，以及一種包括這種無線基站的移動(dòng)無線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
美國專利6266528 B1公開了一種天線陣列的性能監(jiān)控器。按照該專利，在蜂窩電話基站應(yīng)用中，利用天線陣列元件得到空間分集的基站在特定時(shí)間對(duì)接收的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行采樣，前述特定時(shí)間就是當(dāng)活躍移動(dòng)用戶在該區(qū)域中操作時(shí)。這些樣本定期求平均，加入累計(jì)值中，后者維護(hù)在每根天線的長(zhǎng)期累加器中。在收集了足夠統(tǒng)計(jì)數(shù)量的樣本之后，比較累計(jì)的總和，并求平均。具有相對(duì)較低的累計(jì)總和的那些相應(yīng)信號(hào)路徑表明了故障天線，包括損壞的天線和連接不良的天線。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，天線系統(tǒng)，例如移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站天線的監(jiān)管，通常通過監(jiān)控具有固定告警等級(jí)的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。這些固定告警等級(jí)或者利用參數(shù)，例如“電力干線(feeder cable)損耗”等為每個(gè)天線系統(tǒng)單獨(dú)計(jì)算，更為典型的是，這些預(yù)定告警等級(jí)對(duì)包括許多天線系統(tǒng)的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都是相同的，并且是固定值。需要監(jiān)控并計(jì)算這些預(yù)定和固定告警值的參數(shù)可以是包含發(fā)射信號(hào)和/或接收信號(hào)強(qiáng)度的天線系統(tǒng)的電壓駐波比(VSWR)，或者包含接收信號(hào)的天線系統(tǒng)的其它接收質(zhì)量參數(shù)。
但是，對(duì)不同天線系統(tǒng)應(yīng)用這種相同并固定的告警閾值具有一定缺陷，它沒有考慮監(jiān)控系統(tǒng)的允許誤差，也沒有考慮單個(gè)天線系統(tǒng)安裝的允許誤差。因此，使用的告警閾值并不單獨(dú)地適用天線系統(tǒng)；告警閾值或者設(shè)得過低，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤告警，或者告警閾值設(shè)得過高，即使天線損壞也不產(chǎn)生告警。這樣，將固定告警閾值應(yīng)用于不同天線系統(tǒng)，很難針對(duì)單個(gè)天線系統(tǒng)的性能產(chǎn)生可靠的告警。

發(fā)明內(nèi)容
基于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是改進(jìn)監(jiān)控天線設(shè)備性能的已知方法和監(jiān)控裝置，以及一種包含這種監(jiān)控裝置的無線基站，還有包含這種基站的移動(dòng)無線系統(tǒng)，從而為單個(gè)天線設(shè)備產(chǎn)生更為可靠的告警。
該目的通過根據(jù)發(fā)明的方法來解決。確切地說，該目的通過觀察性能樣本pi隨時(shí)間的變化，基于所述變化量檢測(cè)出天線設(shè)備的性能惡化來實(shí)現(xiàn)。
與現(xiàn)有技術(shù)不同，按照本發(fā)明，天線設(shè)備的性能惡化不是通過比較性能樣本和預(yù)定的固定或外部給出的預(yù)定閾值來檢測(cè)，而是將性能樣本相互比較，也就是不是比較絕對(duì)值，而是提出了一種相對(duì)比較或測(cè)量方法。換句話說，開始或者以前采樣的性能樣本代表了閾值或者參考值，與后面采樣的性能樣本比較，確定變化值。
所要求的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，它適于需要確定性能的單個(gè)天線安裝；因此，可以得到更為可靠的告警。此外，與現(xiàn)有技術(shù)的絕對(duì)測(cè)量不同，它不需要昂貴的測(cè)量設(shè)備；因此，提出的方法比現(xiàn)有技術(shù)中采用的方法成本更低。
按照所要求方法的一種優(yōu)選實(shí)施例，通過比較新近或最近得到的性能樣本和上次得到的性能樣本，檢測(cè)出最近發(fā)生的惡化。如果所述兩個(gè)性能樣本的差很大，可以迅速開始惡化修復(fù)。
按照所要求方法的第二優(yōu)選實(shí)施例，通過比較新近或最近得到的性能樣本和開始得到的性能樣本，檢測(cè)出天線設(shè)備的性能惡化，這種惡化可能在一段時(shí)間之前就發(fā)生了。在這種情況下，可以產(chǎn)生表示性能漸次變化的第二告警信號(hào)。
當(dāng)然，按照本發(fā)明，可以相互比較具有任意長(zhǎng)時(shí)間間隔的任意一對(duì)性能樣本來檢查性能。
本申請(qǐng)的其它有利實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。
上面給出的本發(fā)明目的還通過實(shí)現(xiàn)所要求方法的一種監(jiān)控設(shè)備，包含這種監(jiān)控設(shè)備的一種無線基站，以及包含這種無線基站的一種移動(dòng)無線系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。所述解決方案的優(yōu)點(diǎn)與前面針對(duì)所要求方法所提到的優(yōu)點(diǎn)相同。


下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，在附圖中圖1示出了包含按照本發(fā)明的監(jiān)控設(shè)備的一種無線基站；圖2的流程圖說明了按照本發(fā)明的方法；以及圖3示出了按照本發(fā)明的移動(dòng)基站。
具體實(shí)施例方式
下面參看圖1和2，解釋監(jiān)控設(shè)備的構(gòu)造和操作。
在圖1中，示出了按照本發(fā)明的無線基站200。它包括天線設(shè)備210和發(fā)射機(jī)、接收機(jī)或收發(fā)信機(jī)設(shè)備220，用于通過天線設(shè)備210發(fā)送和/或接收信號(hào)。為了監(jiān)控天線設(shè)備210的性能，設(shè)備220析取需要監(jiān)管的和所述天線設(shè)備210的性能相關(guān)的信號(hào)和/或參數(shù)，并輸入監(jiān)控裝置100。所述監(jiān)控裝置100包括測(cè)量裝置110，通過采樣性能樣本pi，其中1≤i≤n，i代表了具體時(shí)刻，不時(shí)測(cè)量接收天線信號(hào)的性能。每個(gè)性能樣本pi通過求性能樣本pi觀察時(shí)間中監(jiān)管信號(hào)和/或參數(shù)的平均值來得到。
按照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的方法在第一測(cè)量步驟S1中執(zhí)行得到第一性能樣本p1的初始化方法。假定在開始時(shí)，檢查天線設(shè)備，得到測(cè)得的性能樣本p1作為初始性能樣本，代表了正常工作的天線設(shè)備?；蛘?，執(zhí)行天線系統(tǒng)性能的外部測(cè)量，產(chǎn)生正確的初始化性能樣本p1。
在第二方法步驟S2中，所述初始化性能樣本p1不是通用值，而是針對(duì)需要確定性能的天線設(shè)備單獨(dú)生成，所述初始化性能樣本p1存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置120中?？梢詾榘l(fā)射天線設(shè)備生成初始性能樣本，例如利用電壓駐波比VSWR參數(shù)來生成，而針對(duì)接收天線設(shè)備，所述樣本可以利用例如接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI參數(shù)來生成。
在第三步驟S3中，測(cè)量單元100在時(shí)刻i執(zhí)行另一次測(cè)量，得到另一性能樣本pi。按照?qǐng)D2的方法步驟S4，所述新近產(chǎn)生的性能樣本pi也存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置120中。在進(jìn)入方法步驟5，實(shí)際開始監(jiān)控天線設(shè)備210的性能之前，方法步驟S3和S4可以重復(fù)任意次數(shù)。按照方法步驟5，將新近或最近測(cè)得的性能樣本pn與前一性能樣本pn-1比較，計(jì)算所述這兩個(gè)性能樣本之差。所述差值表示了性能樣本隨時(shí)間的變化。
按照?qǐng)D1所使得本發(fā)明第一實(shí)施例，所述計(jì)算通過計(jì)算裝置130來完成，計(jì)算裝置130最好集成在所述監(jiān)控裝置100中。所述存儲(chǔ)裝置120和所述計(jì)算裝置130的組合也被稱為觀察裝置125，因?yàn)樗糜谟^察所述性能樣本pi隨時(shí)間的變化。
在步驟S5中，將前一性能樣本pn-1與新近的性能樣本pn之差與第一閾值TR1比較，檢測(cè)天線設(shè)備210的性能是否出現(xiàn)惡化。確切地說，檢測(cè)裝置140在比較的兩個(gè)性能樣本pn-1、pn的不同/變化超過了所述第一閾值TR1時(shí)，檢測(cè)出這種惡化。理論上說，所述第一閾值TR1可以設(shè)置為0，但實(shí)際上必須接受一定的允許誤差，所以所述第一閾值TR1不能設(shè)置成0，而是一個(gè)可接受的值。如果變化大于所述第一閾值，最好產(chǎn)生第一類型告警A1?；谔囟ū容^性能樣本pn-1和pn，所述第一告警類型提供了天線性能最近在時(shí)間間隔tn-1到tn中發(fā)生惡化的信息。
當(dāng)然，所描述的比較不一定在兩個(gè)相鄰的性能樣本pn-1和pn之間進(jìn)行，也可以在具有其它任意時(shí)間間隔的兩個(gè)性能樣本之間進(jìn)行。
這種測(cè)量的一個(gè)例子在按照?qǐng)D2的方法步驟6中給出并實(shí)現(xiàn)。在該步驟中，上一性能樣本pn最好與第一或初始性能樣本p1比較。這兩者之間的時(shí)間間隔為tn-t1。因此，如果所述性能樣本pn-1和p1之差超過了第二閾值TR2，也檢測(cè)到了天線設(shè)備210的性能惡化。這樣，與方法步驟S5中進(jìn)行的檢測(cè)不同，方法步驟S6中進(jìn)行的檢測(cè)只導(dǎo)致這樣的結(jié)果，即被檢測(cè)的天線設(shè)備210的惡化必須發(fā)生在較長(zhǎng)時(shí)間間隔tn-t1內(nèi)。這樣，可以產(chǎn)生表示惡化逐漸發(fā)生的第二告警類型A2。
按照?qǐng)D2，如果方法步驟S5無法檢測(cè)出惡化，則執(zhí)行方法步驟S6。如果方法步驟6也沒有檢測(cè)出惡化，則返回方法步驟3的開始，生成新的性能樣本pn+1...。
代表了兩個(gè)比較的性能樣本的變化量的差值量表示了惡化量。因此，較小的變化只表示幾乎沒有惡化，這種情況下，產(chǎn)生一個(gè)指示天線設(shè)備應(yīng)當(dāng)在下一次檢查和修補(bǔ)的報(bào)警就已足夠；但不要求緊急處理。相反，大的變化量表示了急劇惡化。因此，這種情況下，需要向值班技術(shù)人員輸出的不是報(bào)警而是告警，要求快速修補(bǔ)天線設(shè)備210。
對(duì)發(fā)射或收發(fā)信機(jī)天線而言，天線設(shè)備的性能一般以電壓駐波比VSWR參數(shù)的形式測(cè)量；因此，性能樣本pi一般表示了樣本觀察時(shí)間中的平均比值。但是，對(duì)只接收的天線而言，其它參數(shù)，尤其是接收的信號(hào)質(zhì)量參數(shù)，例如“接收信號(hào)強(qiáng)度指示”更為適合；這種情況下性能樣本給出了這些指示。
圖3示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。更為確切地說，它說明了本發(fā)明在移動(dòng)無線系統(tǒng)中的應(yīng)用。這種移動(dòng)無線系統(tǒng)300包括多個(gè)無線基站200’-1...200’-n。這些無線基站200’的構(gòu)造基本上與前面針對(duì)圖1描述的無線基站200一樣。
但是，基站200’與所述前面描述的基站200的不同在于，惡化的檢測(cè)，也就是比較性能樣本和閾值TR的不同，不是在所述基站200’中實(shí)現(xiàn)，而是在所述移動(dòng)無線系統(tǒng)300的評(píng)估裝置320中實(shí)現(xiàn)。所述評(píng)估裝置320最好是控制臺(tái)310的一部分，后者一般包含在所述移動(dòng)無線系統(tǒng)300中，用于控制所述基站200’的操作。
為了執(zhí)行檢測(cè)操作，在所述無線基站200’中測(cè)得的性能樣本pi最好通過無線接口從所述基站200’-I(其中1≤i≤n)中發(fā)送到移動(dòng)無線系統(tǒng)300的所述評(píng)估單元320；為此，前面結(jié)合圖1描述的無線基站惡化裝置323被替換成發(fā)送裝置230’-i，其中1≤i≤n，其用于發(fā)送所述性能樣本pi。此外，所述評(píng)估單元320中，必須提供接收單元321，用于從所述無線基站接收所述性能樣本。此外，評(píng)估單元320包括檢測(cè)裝置323，用于基于前面描述的兩個(gè)比較性能樣本pi得到的不同/變化量，檢測(cè)天線設(shè)備210’-i，其中1≤i≤n，性能的最終惡化。所述惡化裝置323可以與圖1的惡化裝置130相同。
只接收天線的性能也可以通過另一監(jiān)控方法來檢查。這種方法基于這樣的事實(shí)，即許多接收機(jī)，尤其是基站接收機(jī)采用一種技術(shù)上稱為分集接收的方法。這意味著同時(shí)使用兩個(gè)天線系統(tǒng)的兩個(gè)接收機(jī)來改進(jìn)接收。提出的備用監(jiān)控方法利用了這個(gè)事實(shí)，比較來自兩根天線的測(cè)得的質(zhì)量參數(shù)。因?yàn)閮筛炀€同時(shí)發(fā)生故障的可能性很小，兩個(gè)參數(shù)之差用于產(chǎn)生報(bào)警或告警。如果需要，也可以采用所謂的訓(xùn)練階段來補(bǔ)償兩根天線之間的初始不同，例如如果一根天線被某些障礙物所阻擋。這種情況下，只有訓(xùn)練階段的差值的變化用于產(chǎn)生報(bào)警或告警。
按照本發(fā)明的方法可以以硬件或者軟件方案實(shí)現(xiàn)。在軟件方案中，可以提供包括一系列指令的計(jì)算機(jī)程序，其中選擇所述指令，使得它們能夠?qū)崿F(xiàn)按照所要求的并且予以描述的方法的方法步驟。硬件方案或者軟件方案，或者它們的組合可以在按照本發(fā)明的監(jiān)控裝置、無線基站或者移動(dòng)無線系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。在軟件方案中，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序可以與其它計(jì)算機(jī)程序一起控制監(jiān)控裝置、無線基站或者移動(dòng)無線系統(tǒng)。所述存儲(chǔ)介質(zhì)可以是磁盤、光盤或者閃存等等。存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序代表了可以出售給客戶的產(chǎn)品。
此外，在軟件方案中，實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)程序可以與其它程序一起，通過通信網(wǎng)傳送，而不需要使用所述存儲(chǔ)介質(zhì)。這是另一種傳送產(chǎn)品“計(jì)算機(jī)程序”給客戶并銷售給客戶的方式。通信網(wǎng)可以是互聯(lián)網(wǎng)。
按照另一實(shí)施例，提供了與基站或者監(jiān)控裝置分離的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備，測(cè)量所述基站的發(fā)送場(chǎng)強(qiáng)Tx，根據(jù)在不同測(cè)量中測(cè)得的性能差量，產(chǎn)生告警信號(hào)。但是，這種測(cè)量檢測(cè)得到的結(jié)果可能因監(jiān)控裝置(100)的天線系統(tǒng)或者臨時(shí)出現(xiàn)的障礙物而出現(xiàn)差錯(cuò)。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)控天線設(shè)備(210)性能的方法，包括以下步驟不時(shí)測(cè)量天線設(shè)備的性能，得到性能樣本(pi)，其中1≤i≤n(S1)，觀察所述性能樣本(pi)隨時(shí)間的變化(S2、S3、S4)；以及基于所述變化量，檢測(cè)天線設(shè)備性能的惡化(S5、S6)。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，觀察變化的步驟包括以下步驟存儲(chǔ)至少兩個(gè)所述性能樣本pi；以及通過計(jì)算兩個(gè)所述性能樣本pi之差，計(jì)算它們的變化。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述兩個(gè)性能樣本之一是在正確安裝天線設(shè)備(210)之后立即測(cè)量得到的初始性能樣本(p1)，或者在上一計(jì)算步驟之前測(cè)量得到的前一性能樣本(pn-1)。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于，第一個(gè)所述性能樣本是前一性能樣本，第二個(gè)所述性能樣本是在上次測(cè)量中測(cè)得的新的性能樣本(pn)。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，當(dāng)前一性能樣本(pn-1)和新性能樣本(pn)之差超過了預(yù)定的第一閾值(TR1)，則檢測(cè)出天線設(shè)備(210)的性能惡化，并產(chǎn)生第一類型告警(A1)。
6.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于，第一個(gè)所述性能樣本是初始性能樣本(p1)，第二個(gè)所述性能樣本是在上次測(cè)量中測(cè)得的新的性能樣本(pn)。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其特征在于，當(dāng)新性能樣本和初始性能樣本(pn，p1)之差超過了預(yù)定的第二閾值(TR2)，則檢測(cè)出天線設(shè)備(210)的性能惡化，產(chǎn)生第二類型告警(A2)。
8.按照任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，當(dāng)天線設(shè)備(210)是無線接收機(jī)時(shí)，該性能樣本(pi)表示了接收的信號(hào)質(zhì)量參數(shù)，最好是“接收信號(hào)強(qiáng)度指示”RSSI參數(shù)。
9.按照任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，當(dāng)天線設(shè)備(210)是無線發(fā)射機(jī)時(shí)，該性能樣本(pi)表示了發(fā)送的信號(hào)質(zhì)量參數(shù)，最好是“電壓駐波比”VSWR參數(shù)。
10.一種監(jiān)控天線設(shè)備(210)性能的監(jiān)控裝置(100)，包括測(cè)量裝置(110)，不時(shí)測(cè)量天線設(shè)備(210)的性能，得到性能樣本pi，其中1≤i≤n，觀察裝置(125)，觀察所述性能樣本pi隨時(shí)間的變化；以及檢測(cè)裝置(140)，基于所述變化量，檢測(cè)天線設(shè)備(210)性能的惡化。
11.按照權(quán)利要求10的監(jiān)控裝置(100)，其特征在于，觀察裝置(125)包括存儲(chǔ)至少兩個(gè)所述性能樣本(pi)的存儲(chǔ)裝置(120)；以及計(jì)算裝置(130)，通過計(jì)算兩個(gè)所述性能樣本之差，計(jì)算它們的變化。
12.按照權(quán)利要求10或11的監(jiān)控裝置，其特征在于，檢測(cè)裝置(140)包括一個(gè)比較器裝置，用于比較與預(yù)定閾值(TR1，TR2)的差值。
13.一種無線基站(200)，具有發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)(220)，每個(gè)連接到天線設(shè)備(210)，具有按照權(quán)利要求9-11之一的監(jiān)控裝置(100)。
14.一種移動(dòng)無線系統(tǒng)(300)，包括多個(gè)無線基站(200’-1...200’-n)，每一個(gè)具有發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)(220)，每個(gè)連接到天線設(shè)備(210)，每個(gè)基站包括測(cè)量裝置(110)，不時(shí)測(cè)量天線設(shè)備(210)的性能，得到性能樣本pi；存儲(chǔ)裝置(120)，存儲(chǔ)至少兩個(gè)所述性能樣本(pi)；以及樣本發(fā)送裝置(230’)，用于發(fā)送所述性能樣本(pi)或者兩個(gè)所述性能樣本(pi)之差給遠(yuǎn)端評(píng)估單元(320)；以及至少一個(gè)控制臺(tái)(310)，用于控制所述基站(200’-1...200’-n)的操作；所述控制臺(tái)包括一個(gè)評(píng)估單元(320)，通過接收單元(321)，從基站(200’)的樣本發(fā)送裝置(230’-1...230’-n)接收所述性能樣本pi或者性能樣本之差，并且評(píng)估所述性能樣本(pi)或者所述性能樣本之差，從而檢測(cè)出基站(200’)的天線設(shè)備(210’)的性能惡化。
15.按照權(quán)利要求14的移動(dòng)無線系統(tǒng)，其特征在于，包含評(píng)估單元(320)，在基站(200’)沒有計(jì)算兩個(gè)接收的性能樣本pi之差時(shí)，它用于計(jì)算所述差值，在兩個(gè)性能樣本之差超過了預(yù)定閾值(TR)時(shí)，產(chǎn)生告警。
全文摘要
本發(fā)明公開了監(jiān)控天線設(shè)備(210)性能的一種方法和一種監(jiān)控裝置。在現(xiàn)有技術(shù)中，天線系統(tǒng)，尤其是基站天線系統(tǒng)的性能監(jiān)控，由監(jiān)控系統(tǒng)比較實(shí)際測(cè)得的性能樣本和相同且固定的告警閾值來完成，這些閾值應(yīng)當(dāng)對(duì)許多天線系統(tǒng)都適用，但沒有針對(duì)單個(gè)天線設(shè)備安裝進(jìn)行適配。為了實(shí)現(xiàn)更為可靠的告警，并且降低成本，本發(fā)明提出了通過觀察和評(píng)估不時(shí)從所述天線設(shè)備(210)得到的不同性能樣本的變化，來檢測(cè)天線設(shè)備的性能惡化。
文檔編號(hào)H04B17/00GK1512692SQ200310112958
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者弗里德里希·恩德雷斯, 弗里德里希 恩德雷斯 申請(qǐng)人:埃沃列姆公司