用于无线通信系统的增益测量和监控

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用于无线通信系统的增益测量和监控
技术领域
[0001] 本发明涉及一种在无线通信系统中使用的无线收发机系统，具体地说，涉及无线收发机系统中的增益监控。
背景技术
[0002] 现代的蜂窝电话系统和宽带无线城域网络通常被划分为多个小区，这些小区是以一种排除了同频干扰并且为在系统的服务区域内工作的移动和固定用户单元提供覆盖的方式分布的。每一个小区通常包括使用射频（RF）收发机装备、天线以及有线通信装备的基站。此外，一些小区还包括转发器、分布式天线系统（DAS）和/或远程无线电头，以便将基站的覆盖范围扩展到更长的距离、遍布建筑物或隧道、绕过障碍物等等。在下文中将这些覆盖范围扩展元件统称为“转发器”，并且这些元件用于在从基站到用户单元（“下行链路”方向）以及从用户单元回到基站（“上行链路”方向）这两个方向上过滤、放大和再辐射信号。
[0003] 转发器通常被配置成在每个方向上提供定量的输出功率或者定量的增益。保持期望的工作电平对于实现最优的网络覆盖和性能来说是至关重要的。由于输入信号电平可能随时间而改变，因此，只在任何给定的时间测量转发器的输出功率对于确保恰当的操作而言是不够的。
[0004] 因此，在本领域中需要一种能够监控总系统增益以及转发器的总体性能并且能够在其性能落到预定界限以外时提供指示的廉价系统。
发明内容
[0005] 根据本发明的实施例提供了一种监控无线通信系统的至少一个元件的方法。可以通过测量处于第一设备的带宽以外但是处于后续的第二设备的带宽以内的噪声值，来获取工作噪声测量值。可以得到已存储的参数，并且可以将所测量的工作噪声测量值与得到的参数进行比较。
[0006] 在其它实施例中，无线通信系统的元件的输入频带可被调谐，以将输入频带部分地或完全地移动到第一设备的带宽以外，从而创建开放频带。在该开放频带中，可以测量工作噪声电平。得到已存储的参数，并且可以将已存储的参数与所测量的工作噪声电平进行比较。
[0007] 在其它实施例中，可以通过抑制天线的输入以及测量无线通信网络的元件的带宽内的噪声来获取工作噪声电平。得到已存储的参数，并且将已存储的参数与所测量的工作噪声电平进行比较。
[0008] 一些实施例在信号接收机处接收无线通信系统的元件的泄漏信号。然后，可以将所接收的泄漏信号与参考进行比较。该参考可以基于无线通信系统的处于泄漏信号的泄漏路径中的组件。
附图说明
[0009] 并入的并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与以上给出的本发明的一般描述以及以下给出的详细描述一起用于解释本发明。
[0010] 图1A和1B包含了根据本发明的实施例的示例性转发器的框图。
[0011] 图2是示出了输入频带的未使用分段的图形。
[0012] 图3是示出了围绕输入频带的滤波器频带的可用分段的图形。
[0013] 图4是示出了对输入频带进行频移以创建未使用分段的图形。
[0014] 图5A和5B包含了图1A和1B的转发器的框图的替换实施例。
[0015] 图6包含了指示被表征的泄漏路径的转发器的实施例。
[0016] 图7包含了指示被表征的泄漏路径的转发器的实施例。
[0017] 图8包含了指示被表征的泄漏路径的转发器的实施例。
[0018] 图9A和9B是用于检测前端故障的流程图。
[0019] 图10A和10B是用于检测后端故障的流程图。
[0020] 应该理解的是，这些附图不必按比例绘制，其给出的是说明本发明的基本原理的各个特征的略微简化的表示。将部分地通过特定的期望应用和用户环境来确定本文公开的操作序列的具体设计特征（其包括例如所示出的各个组件的具体尺寸、方位、位置及形状）。
为了便于可视化和清楚理解，所示出的实施例的某些特征相对于其它特征而言是被放大或被扭曲。具体地说，例如，出于清楚或说明的目的，薄的特征可被加厚。此外，在适当的时候，相似的参考数字用于指示相似的部分。
具体实施方式
[0021] 本发明的实施例涉及一种测量或监控无线通信系统中的增益的装置和方法。增益的测量值可以用于额外的诊断，例如故障检测。举例来说，服务供应商有兴趣知道通信系统中的放大器是否已经烧坏或者另一组件是否已经故障使得通信系统不能正常工作，以便快速维修或替换转发器或组件。一些现代的通信系统使用功率检测器来监控或测量输出功率；然而，由于输入信号电平是未知，因此，此类解决方案不能测量总的系统增益或者识别转发器中的故障状况。第二检测器可以放置于转发器的输入端，但由于需要额外的硬件及高动态范围，因此该解决方案的成本很高。取而代之的是，本发明的各个实施例提供了用于总体系统增益测量和故障检测的成本较低的解决方案。本文公开的本发明的实施例的方法是以转发器的形式示出的；然而，该方法具有足够的通用性来测量众多相关类型的无线通信系统元件中的增益，例如分布式天线系统（DAS）和远程无线电头（RRH）以及RF放大器，其中在所述RF放大器中可以类似地测量增益。
[0022] 虽然可以使用用于测量转发器或其它无线通信系统元件的增益的各种方法，但是每种方法都具有其相关的优点和缺陷。本发明的实施例使用的一种方法同时测量和/或监控前端（低噪声放大器和下变频器）和后端（上变频器和功率放大器）增益。一些实施例单独测量/监控前端和后端增益。无论什么方法，都可以将所述增益与预定阈值进行比较，以便确定设备的状态。此外，该方法可以测量/监控所有前端和/或后端增益，或者可以只测量这些区段的各个部分。
[0023] 概述
[0024] 本发明的实施例使用了用于测量无线通信系统中的系统元件的增益的方法。这些元件可以包括转发器系统、分布式天线系统（DAS）、远程无线电头（RRH）和/或RF放大器，以及这些元件的任何组合。在这些实施例中确定增益是通过测量系统元件的不同区段中的增益来执行的，其中所述区段通常是前端和后端。然后，系统增益是通过级联元件的乘法（如果增益测量值以分贝为单位，则是加法）确定的。将会简单介绍用于确定前端和后端增益的方法，之后则是关于这些方法的详细描述。
[0025] 在一个用于确定前端增益的实施例中，测量接收机频谱的未被占用的部分中的噪声电平。可以通过所测量的噪声电平与等价输入噪声电平的比率来确定前端区段增益。所述等价输入噪声电平可以用前端区段噪声和当前温度的热噪声电平确定，其中所述前端区段噪声是为前端区段的不同设置存储的参考值，其中，所述温度则可以由板载传感器确定。
在用于确定前端增益的替换实施例中，下变频器的本地振荡器可以移动到第一接收频带的滤波器阻带中，使得在可以测量噪声测量值时存在未被占用的频谱部分。一旦被测量，就可以采用与上述实施例类似的方式来确定该实施例的增益。或者，可以用RF开关来断开或者以别的方式来抑制接收天线，以便创建用于噪声测量的未被占用的频谱部分。然后，可以采用如上所述的方式来确定增益。
[0026] 在一个用于确定后端增益的实施例中，可以在后端的输入端处测量信号电平。也可以测量后端的输出端处的信号，然后，可以根据这两个测量值的比率或者如果将这些信号表示为分贝，则根据差值来确定增益。在替换实施例中，可以在后端的输入端处测量信号电平，并且还可以测量后端输出的溢出的测量值，其中该溢出是经由双工滤波器的预定泄漏或者到反方向链路的前端的具有已知值的空中泄漏而被接收。然后，可以通过确定信号电平的前端输出与在考虑了如上所述在前端的开放频带中确定的前端增益以及前端与后端之间的预定泄漏的情况下的后端输入之间的比率，来确定后端增益。在另一个用于确定后端增益的实施例中，可以在后端的输入端处测量信号电平，并且还可以测量后端输出的泄漏的测量值，其中所述泄漏是经由到同向链路中的具有已知值的外部的、可控的且确定的泄漏路径而被接收。然后，可以通过确定信号电平的前端输出与在考虑了如上所述在使用前端的开放频带的过程中确定的前端增益以及前端与后端之间的所确定的泄漏的情况下的后端输入之间的比率，来确定后端增益。
[0027] 可以通过应用适合于并且适应于特定系统的前端增益实施例与后端增益实施例的任何组合来确定系统元件增益。此外，可以将系统增益、前端区段增益或后端区段增益与已存储的参考值进行比较。超出预定阈值的与该比较的任何偏差都可以触发警报。
[0028] 通常，与前端增益确定相比，后端增益确定要更加直接。因此，下面首先讨论几种用于确定后端增益的方法，然后再讨论几种用于确定前端增益的方法。
[0029] 后端增益
[0030] 本文使用的通信系统的“后端”部分可被定义成从参考点到输出天线的所有组件。
这可以包括与后端的输入端接近的全部、部分数字信号处理区段，或者不包括与后端的输入端接近的数字信号处理区段。该系统的后端区段可以以任意顺序包括一个或多个放大器、一个或多个放大器加上一个或多个滤波器、一个或多个放大器和滤波器加上一个或多个混频器、或者具有或不具有额外组件的一个或多个D/A转换器。该系统的后端区段还可以包括各种其它组件，例如衰减器等等。参考图1A中的示例性转发器100的框图，“后端”可以包括从与参考点124a或124b连接的信号功率测量接收机到双工器134的所有主信号路径元件。出于后端增益测量的目的，参考点124b可能是优选的，这是因为该参考点仅测量将馈送至后端队列（line-up）的相关信号频谱。出于前端测量的目的，参考点124a可能是优选的，但是任一参考点均可用于前端或后端测量。
[0031] 在一些实施例中，功率检测器120可以是被配置成测量RMS功率的宽带元件，但其也有可能是带宽受限或时间窗受限的。在其它实施例中，也可以使用具有可配置的RF和IF测量带宽以及可配置的功率检测器的频谱分析器或信号测量接收机。其它实施例可以使用带宽受限或带宽不受限的功率检测器的等价数字信号实现。根据具体需要，可以沿着组件队列将功率检测器连接在任何位置处。
[0032] 再次参考图1A和1B中的示例性转发器100的框图，在考虑后端增益确定时，由于很容易根据在数字区段104中的参考点124a或124b处捕获的数字化的信号波形计算出数字区段102、104（在上变频器129、133之前）发送到数模转换器（“DAC”）106、108的复合功率总量，因此该复合功率总量已经是已知的。在功率放大器（“PA”）110、112的输出端处的复合功率也是很容易测量的。在具有了这些已知复合功率值的情况下，可以通过针对以分贝为单位的电平值采用减法或者在使用线性电平表示时采用信号电平除法，来计算后端增益。这些计算使用了一个假设，即在参考点122a或122b与功率放大器110的输出端之间或者在参考点124a或124b与功率放大器112的输出端之间不会产生功率电平很大的附加信号。可以在工厂测试时间校准来自功率检测器116、120、122和124的读数以及相应的准确传输增益。根据应用，诸如美国国家半导体公司的LMV 225/226/228系列或者美信公司的MAX 2206/2207/2208之类的廉价功率检测器都可以用于后端增益确定。这些特定的检测器提供了约30-40dB的有限动态范围。
[0033] 对下行链路方向来说，30-40dB的范围很可能已经足够。然而，在上行链路方向上，输出电平有时可能过小，以至于无法用功率检测器120、124读取，而这有可能导致产生虚假的故障警报。这些虚假的故障警报可以用动态范围更高的检测器来避免。或者，如果在DAC 106、108的驱动电平很小的任何时候都无视增益测量值，那么仍旧可以使用廉价的检测器。然后，通过忽略这些读数，可以避免虚假警报。换句话说，仅仅在转发器输入端处存在“足够大的”信号时才监控或测量上行链路发射机的增益，例如大于约-90到-80dBm时，这取决于转发器的增益设置和最大输出功率。
[0034] 前端增益
[0035] 本文中使用的通信系统的“前端”部分可被定义成是输入天线与系统的参考点之间的每个元件。这可以包括靠近前端的输出端的全部、部分数字信号处理区段，或者不包括靠近前端的输出端的数字信号处理区段。系统的前端区段可以以任意顺序包括一个或多个放大器、一个或多个放大器加上一个或多个滤波器、或者一个或多个放大器和滤波器加上一个或多个混频器。系统的前端区段还可以包括各种其它组件，例如A/D转换器127、衰减器等等。参考图1A中的示例性转发器100的框图，该“前端”将包括所有主信号路径元件，例如从双工器134到信号功率测量接收机的放大器和具有混合器、放大器以及滤波器的用于执行下变频的下变频器125加上A/D转换器127、在参考点122a或122b捕获信号的功率检测器122（针对上行链路方向的类似前端包括所有主信号路径元件，例如放大器和具有混合器、放大器以及滤波器的用于下变频的下变频器131和A/D转换器135）。出于前端增益测量的目的，滤波器之前的参考点122a可能是优选的，这是因为其在所采用的信号测量的频率方面更为灵活，但是处于滤波器122b之后的参考点122b也是可以使用的。
[0036] 可以用多种方式实现功率检测器122、124。该功率检测器可以是被配置成测量RMS功率的宽带元件，但是出于前端增益的目的，其应当是频带受限的。该功率检测器也可以是时间窗受限的。具有可配置的RF和IF测量带宽以及可配置的功率检测器的频谱分析器或信号测量接收机也是可以使用的。频带受限或频带不受限的功率检测器的等价数字信号实现可以是另一个替换方案。
[0037] 由于在上行链路和下行链路方向上接收到未知的信号，因此，与测量后端增益相比，检测前端增益会提出更具挑战性的问题。然而，整个转发器系统具有已知的现有工作噪声电平。前端检测可以使用该已知的噪声电平，并且测量先前可能已经确定并存储的阈值噪声电平（例如在工厂校准过程中）与现有工作噪声电平之间的差值。该工作噪声电平是在转发器工作过程中测量的。然后，可以将工作测量值与已存储且经过校准的固有噪声电平进行比较。工作测量值导致超出预定阈值的差值或增量可以指示转发器内的设备或放大器已经故障或正在发生故障。虽然看起来是直接的，但是在具有信号的频带中测量工作噪声是很有挑战性的。
[0038] 如图2的图形200所示，前端增益检测的第一实施例在频带204的未使用分段
202a、202b、202c中使用了频带受限的噪声功率测量。数字区段102、104可以包括图1A和
1B所示的内置的测量接收机/功率检测器122、124。功率检测器122、124可用于测量固有噪声电平206，并且将其与先前测量的已存储/经过校准的电平进行比较。与初始经过校准的下变频器增益的任何偏差（例如，由于放大器故障、温度或老化引起的偏差）通常可能显示为噪声电平的差别。举例来说，如果设备发生故障，那么工作固有噪声电平很可能降低。
依据接收信号208的位置，未使用分段202a、202b、202c可以在频带内移动，或者所述未使用分段202a、202b、202c可以是用于隔离相邻频带的保留分段或保护频段。虽然该实施例易于实施，但是其需要至少一个可用于噪声测量的未使用频带。
[0039] 当频带被完全占用时，将无法使用以上的第一实施例。然而，如图3中的图形300所示，在转发器100的一些实施例中，与双工器134、136的带宽304相比，图1A和1B的IF滤波器126、132以及可以可选择地包含的其它任何居间的RF或IF滤波器都可以具有更宽的带宽302。在一些实施例中，IF滤波器可以实现为SAW滤波器。或者，可以以基带频率完成更宽的带宽滤波，如模拟和/或数字滤波器所实现的。因此，存在可用频谱部分306a，
306b，其中该部分会看到整个下变频器增益，但是不包含来自压倒固有噪声电平310的信号308的外部干扰。可以在双工器频带304以外的频带306a、306b中测量工作噪声，并且将其与在工厂测试期间所测量的已被存储/经过校准的电平进行比较。与先前实施例一样，与初始经过校准的下变频器增益的任何偏差（例如，由于放大器故障、温度或老化引起的偏差）通常可能显示为噪声电平的差别。
[0040] 对于IF滤波器126、132不具有额外带宽的频带，系统可以像如上所述的第一前端实施例一样运行。由于频率重用模式、保护频带等等，因此大多数应用在接收到的信号之间仍旧具有足以让测量接收机可以发现合理的固有噪声电平的间隙。在不具有允许精确测量的间隙的少数情况中，故障是无法检测的，然而，由于信号电平将会高于而不是低于经过校准的噪声电平，因此也将不会出现虚假的“接收机故障”警报。
[0041] 可能存在例如IF滤波器126、132不具超出有双工器的带宽以外的额外带宽的状况和配置，如图4的图形400所示，与双工器134、136的带宽404相比，IF滤波器126、132的带宽402是相同或更窄的。在该创造性的配置的替换实施例中，接收机可以故意失谐，以便如窗口406中显示的那样短暂移动，从而查看输入双工滤波器带宽404以外的频率范围。
在移动之后，现在将存在可用频谱部分408，其中该部分会看到整个下变频器增益，但是不包含来自压倒固有噪声电平412的信号410的外部干扰。在这个实施例中，本地振荡器可以移动几MHz，并且允许在双工器带宽404之外的很小的频带408中测量噪声412。与先前的实施例一样，与初始经过校准的下变频器增益的任何偏差（例如，由于放大器故障、温度或老化引起的偏差）通常可能显示为噪声电平的差别。如果超出阈值，那么可以发送故障警报。
[0042] 在一些转发器中，所述转发器的发射机和接收机具有分离的本地振荡器。这种分离可以允许在移动406操作期间持续转发绝大多数的频带414。在其它实施例中，如果例如并未正在使用整个带宽，那么，即使剩余频带可能是满的，功率检测器122、124（图1A和
1B）也可以首先注意未使用的部分。如果没有未使用的部分，那么可以如前所述对双工器频带404执行短暂频移。在其它实施例中，如果不打算在频带边缘之一的附近转发信号，那么可以在安装过程中永久性地设置所述频移。
[0043] 在具有与双工滤波器相比更大带宽的IF滤波器的实施例中，也可以执行频移。如果带宽接近，那么可以向IF滤波器频带的一个末端移动该输入信号频带，从而创建更大的频带以进行噪声测量。在该实施例中，可以通过调整上变频器以将频带移动回来，来处理整个信号（双工器）带宽。也可以进行上述实施例的其它组合以促进用于评估前端增益的噪声测量。
[0044] 在图5A和图5B中的转发器500的替换实施例中，在前端，在双工滤波器534、536之后但是在低噪声放大器554、556之前可以实现高隔离开关550、552。开关550、552终止天线558、560，使得在短暂的时间段中将接收机切换至纯噪声输入。在没有来自天线的信号的短暂时段中，可以在通信频带中的任何位置测量噪声。与先前的实施例一样，功率检测器
522、524可以用于测量工作噪声，并且将其与先前测量的已存储/经过校准的电平进行比较。同样，与初始经过校准的下变频器增益的任何偏差（例如，由于放大器故障、温度或老化引起的偏差）通常可能显示为噪声电平的差别，从而指示转发器500的潜在问题。由于该实施例完全中断了转发器的转发功能，因此，切换和噪声测试将很可能在中断持续时间很短的情况下在非高峰时间执行，从而允许完成噪声测试。然后，天线558、560将会切换回去，并且转发器的正常操作将会恢复。在其它实施例中，终止天线的开关550、552可以被其它在不必终止天线558、560的情况下抑制天线接收的信号的组件所取代。其它实施例可以注入经过放大的信号，其中所述信号可以用于在不必终止天线558、560的情况下进行增益确定。
[0045] 或者，信号发生器574可以产生信号，并且该信号可以在570和572被注入前端。
根据信号电平，该处理可以通过抑制或衰减天线输入，或者通过如前所述注入经过放大的信号来进行。信号类型可以包括经过放大的噪声、连续波音调、或者包含使用伪随机比特序列调制的信号源的一些其它信号类型。通过使用该方法，可以帮助减少天线输入的抑制/衰减需求。
[0046] 根据泄漏路径进行增益确定
[0047] 在上文讨论的实施例中，为了测量后端路径或传输路径的增益，额外的电路可能是必须的。此外，前端和后端增益是单独确定的。转到图6中的转发器600的实施例，在本实施例中，已知的泄漏路径允许同时测量后端发射区段和前端接收区段（分别具有由放大器608和610表示的最简单的形式）的增益，以此作为前端区段和后端区段的组合测量值，并且在一些实施例中不需要额外的硬件。信号生成和测量可以在不需要改变硬件的情况下在转发器的数字信号处理区段中完成。在一些实施例中，例如，可以仅仅通过对软件进行更新来完成所述生成和测量。
[0048] 一种可以用于确定转发器600中的前端和后端区段的增益的可能泄漏路径可以是通过双工器604中的双工滤波器604a和604b的泄漏路径602。双工滤波器604a、604b在接收频带中具有预定的发射信号拒绝。可以在工厂中在整个频段上对所述拒绝进行确定和校准。在信号接收机606处接收的信号是已知的信号强度，其表示来自放大器608的已知增益、双工器604的耦合以及放大器610的增益的发射和接收区段的总增益。与上文所讨论的实施例一样，该信号可以是空频带中的系统噪声，或者在一些实施例中，可以从导频信号发生器612产生导频信号。该导频信号可以在空频带中产生的，并且可以用于测试系统的增益。当来自噪声或导频信号的总增益下降到预定阈值以下时，这是关于放大器608或610之一存在问题或者双工器604存在问题的指示。无论问题在哪儿，转发器都不会以最佳水平运行并且需要维修。该方法的一个优点在于将双工器包含在增益测量中，因此也将检测到任何双工器或滤波器故障。
[0049] 在一些实施例中，双工器604可以被两个天线取代。在这种配置中，后端放大器
608与滤波器604a连接、然后与天线620连接，或者直接与天线620连接。第二天线630可以直接或者经由滤波器604b连接到前端放大器610。这些天线可以被放置得彼此足够接近，并且其间具有已知量的隔离或泄漏。然后，可以应用上文的任何后端增益确定方法。
[0050] 在另一个实施例中，如在图7中所看到的，可以使用转发器700的输出端704与输入端706之间的可切换的人工泄漏路径702来测量转发器700的增益。该泄漏路径702允许转发器700在RF转发器700的两个端口之间以已知的衰减量708、710切换。当开关712闭合时，完成泄漏路径702，并且通过泄漏路径702的增益包含一系列的放大器/后端714的增益、双工器716的损耗、衰减708和710、双工器718的损耗以及放大器/前端720以及滤波器740的增益。与以上的实施例一样，可以在信号接收机722处接收该泄漏增益，并且将该增益与阈值进行比较。由于放大器路径714和720的增益是已知的，因此，该泄漏增益代表的是系统增益。双工器716和718的损耗是在工厂校准的，并且衰减708和710可以被设置成已知值。因此，当开关712闭合时，信号接收机722可以监控通过泄漏路径702的增益，并且确定放大器或转发器中的任何一个是否具有需要对转发器进行维修的问题。与上述实施例一样，噪声测量可以用于检查故障，或者如下文中更详细阐述的，系统可以使用导频信号发生器724产生的信号。该配置还假设诸如路径730和732之类的所有自然泄漏路径都明显低于泄漏路径702。
[0051] 在图8所示的转发器800的替换实施例中，接收路径信号接收机804可以监控来自放大器/后端802的发射区段增益。在区段808a与808b之间的双工器808中的泄漏
806应该被很好地校准，以便确保精确监控。信号接收机804和放大器/前端810还应在其频率范围中具有足够宽的带宽，以便部分地或完全地覆盖通过放大器802的发射区段的频率范围。放大器/前端810还可以在短时间被调谐到发射频率，以便执行增益测量。
[0052] 在一些实施例中，双工器808可以被两个天线取代。在该配置中，后端802可以与滤波器808a连接、然后与天线820连接，或者直接与天线820连接。第二天线830可以直接或者经由滤波器808b连接到前端810。这些天线被放置得彼此接近，并且其间具有已知量的隔离或泄漏。然后，可以应用以上的任何后端增益确定方法。
[0053] 或者，可以在发射区段中使用导频信号发生器812来产生导频信号。在一些实施例中，导频信号发生器812可以在接近接收频带的频率上产生信号814。该导频信号的频率还可以处于发射频带以外。这有助于抑制天线端子处的导频信号，这是因为其有助于防止导频信号作为高电平干扰在无线通信系统中传送。同时，该频率可以允许接收放大器/前端810在不必解调谐（de-tune）其合成器的情况下接收导频信号。该导频信号确实需要克服双工器拒绝（其在滤波器808b和滤波器808a的频率特性的衰减相交的交叉点是最低的）以及接收放大器/前端810的等价噪声电平。
[0054] 在一些实施例中，通过使用数字化的中频信号进行数字信令处理可以允许在不改变印刷电路板的情况下简单地添加该特征。在数字区段中可以产生导频信号814，或者可以改为使用转发的无线标准的放大信号。也可以在数字区段中实现测量接收机。向现有数字RF转发器添加增益测量能力可能仅需要软件更新。双工器拒绝可以被校准，或者对于已经部署的系统来说，所述双工器拒绝是在学习阶段中测量的。在校准之后或者在学习阶段终止之后，与预期数量的变化将代表放大器/后端802或放大器/前端810中的增益变化。
可以通过噪声测量来确定放大器/前端810的增益。然后，这二者的组合将允许测量放大器/后端802的增益。
[0055] 警报确定
[0056] 通过以彼此独立的方式来确定前端和后端增益，可能存在至少四种可能的警报状况。这些状况包括下行链路前端、下行链路后端、上行链路前端、以及上行链路后端。然后，可以将通过上行链路和下行链路方向的前端和后端的增益测量确定的任何故障作为单独的上行链路消息向上游进行发送，或者沿着可以连接到转发器的其它控制或网络线路进行发送。已经证实，如果只需要替换或维修转发器电子设备的某些部分，则警报的位置对于所述维修或替换是有帮助的。
[0057] 如上文中参照前端增益确定所阐述的，该处理主要是在图1A和1B所示的数字处理组件102、104中的现有功率检测器122、124中完成的。在图9A的流程图900中可以看到，针对下行链路方向，通过上文中阐述的方法之一从频谱分析器中获取工作噪声频谱（方框902）。然后，得到先前校准和存储的噪声电平（方框904）。将在下行链路方向上测量的工作噪声与先前存储/校准的噪声值进行比较（方框906）。如果下行链路噪声不在指定的容限以内（判定框908的“否”分支），则产生针对下行链路前端的警报（方框910），并且通过上行链路消息或者与转发器进行的其它通信来传送该警报。如果噪声处于容限以内（判定框908的“是”分支），则可以在方框902再次开始测试。
[0058] 针对上行链路方向的前端增益确定，进行类似的操作。在图9B的流程图950中可以看到，针对上行链路方向，通过上文中阐述的方法之一从频谱分析器中获取工作噪声频谱（方框952）。然后，得到先前校准和存储的噪声电平（方框954）。将在上行链路方向上测量的工作噪声与先前存储/校准的噪声值进行比较（方框956）。如果上行链路噪声不在指定的容限以内（判定框958的“否”分支），则产生针对上行链路前端的警报（方框960），并且通过上行链路消息或者与转发器进行的其它通信来传送该警报。如果噪声处于容限以内（方框958中的“是”分支），则可以在方框952处再次开始测试。可以持续地或者以特定的间隔进行针对上行链路或下行链路方向的测试。对于将天线切断的实施例来说，可以较不频繁地进行测试，例如在非高峰时间执行一次或两次。
[0059] 如上所述，可以根据功率放大器的输出端处测量的功率与数模转换器（DAC）的输入端处的已知信号电平的差值来确定后端增益。在图10A的流程图1000中可以看到针对下行连路方向的处理。下行链路DAC的输入端处的功率电平是根据转发器的数字区段中的数字化的信号波形来计算的（方框1002）。如果DAC的输入低于指定的阈值（判定框1004的“否”分支），则跳过增益确定和故障评估，并且可以在方框1002再次开始该处理。然而，如果DAC的输入高于指定的阈值（判定框1004的“是”分支），则从下行链路功率放大器中获取功率电平（方框1006）。然后，计算功率比率（或者如果功率电平是以dB为单位测量的，那么差值），以确定后端增益（方框1008）。所述功率比率或差值可以用硬件或者硬件和软件来确定。例如，如在图1A和1B中所看到的，一个或多个FPGA 170、172可以用于确定差值并执行比较。同样，也可以使用其它特定的ASIC或其它可编程芯片。此外，转发器100可以由控制器（未示出）控制，并且该控制器可以确定所述差值以及其它阈值比较结果。如果后端增益未满足指定的容限（判定框1010的“否”分支），则产生针对下行链路后端的警报（方框1012）并且通过上行链路消息或者与转发器进行的其它通信来传送该警报。如果后端增益处于容限以内（判定框1010的“是”分支），则可以在方框1002上再次开始测试。
[0060] 同样，在图10B的流程图1050中可以看到针对上行链路侧的处理。上行链路DAC的输入端处的功率电平是根据转发器的数字区段中的数字化的信号波形计算的（方框
1052）。如果DAC的输入低于指定的阈值（判定框1054的“否”分支），则跳过增益确定和故障评估，并且可以在方框1052处再次开始该处理。然而，如果DAC的输入高于指定的阈值（判定框1054的“是”分支），则从上行链路功率放大器中获取功率电平（方框1056）。然后，计算功率比率（或者如果功率电平是以dB为单位测量的，那么差值），以确定后端增益（方框
1058）。与下行链路侧相似，所述功率比率或差值可以用硬件或者硬件和软件来计算。如果后端增益未满足指定的容限（判定框1060的“否”分支），则产生针对上行链路后端的警报（方框1062）并且通过上行链路消息或者与转发器进行的其它通信来传送该警报。如果后端增益处于容限以内（判定框1060的“是”分支），则可以在方框1052处再次开始测试。由于在计算和比较后端增益时没有信号中断，因此可以在任何时间执行这些测试。在一些实施例中，可以协调前端和后端增益的确定。在其它实施例中，可以彼此独立地对前端和后端增益的确定进行检查。
[0061] 虽然已经通过本发明的一个或多个实施例的描述而对本发明进行了说明并且虽然这些实施例是以相当详细的方式描述的，但是其并不是为了约束或以任何方式来将附加权利要求的范围局限于这些细节。本发明的实施例所涵盖的方法不但适用于RF转发器，而且还至少适用于分布式天线系统（“DAS”）和远程无线电头。本文公开的本发明的实施例的方法是足够通用的，以便测量如上所述的所有额外类型的装备以及其它可以测量增益的相关设备。对本领域技术人员来说，附加的优点和修改是显而易见的。因此，本发明的更广泛方面并不局限于具体细节、典型装置和方法以及所示出和描述的说明性示例。相应地，在不偏离一般发明概念的范围的情况下，可以背离这些细节的。