[發明專利]一種自動化多通道多頻率場強測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 202111304437.0
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN114006666B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 李廷軍;閆科程;楊海寧;樊勇;程鈺間;馮鶴鑫;陳子健;景方洋;董良;易詩佳
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B17/318
• 分類號: H04B17/318;H04B17/391;H04B7/0456
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種自動化多通道多頻率場強測量裝置及測量方法，裝置包括多個接收天線以及分別與接收天線相連的模擬信號處理單元，距離測量模塊、數字信號處理單元和上位機；所有模擬信號處理單元與距離測量模塊均接入數字信號處理單元，數字信號處理單元與上位機相連。本發明設計有多個接收通道，并可自由配置模擬信號處理單元中的本振源，實現地面基站不同發射通道、不同發射頻率的接收，適配車地通信系統所采用的MIMO制式，能夠在距離觸發模式與時間觸發模式下自由切換，實現軌道線路的高效測量。

技術領域

本發明屬于軌道交通測量技術領域，主要針對磁懸浮軌道交通車地通信系統場強測量問題，特別涉及一種自動化多通道多頻率場強測量裝置及測量方法。

背景技術

隨著無線通信技術的快速發展，無線通信技術應用在生活的方方面面，為了保證通信的可靠性，我們需要用一些指標來量化信號的質量以確認無線通信的安全性與可靠性。場強是其中最重要的指標之一，它所度量的是天線在空間某點處感應電信號的大小，以表征該點的電場強度，一定程度上可以反映信號的質量。

場強測量的基本方法是通過天線接收空間中的信號，然后將信號進行一系列的處理后轉換為電信號，以各種指標呈現給用戶。

目前，常見商用場強儀主要的測量方式為靜態定點測量，主要應用領域為公共安全規定所限制的電磁場測量、界定電磁安全區域、測量和監測廣播、雷達等設備周邊的場強等，針對這些場景主要采用手持式的方式，測量某一固定位置處的場強。

但是隨著無線通信技術快速發展，無線通信技術在各種場景中開展應用，很多場景使用手持式場強儀測量已經不符合需求了。例如在600Km/h高速磁浮軌道交通系統中，鑒于速度高達600Km/h，人力操控列車是一件不現實的事情，中央控制中心需要通過車地無線通信系統來實時監控列車狀態，調整列車速度與姿態。要做到這一點則需要列車在整條軌道上具有良好的通信質量。在設計中，磁懸浮列車的車地通信系統本身是可以測量場強的，但是在未確認整條軌道已經覆蓋信號的情況下列車不能夠運行。這就產生了矛盾，列車可以監測場強信號，但是在不能確認信號覆蓋的情況下列車不可以運行，故需要一套裝置在列車運行之前對軌道的場強進行測量，以確認復雜環境產生的多徑問題的影響以及天線主瓣是否覆蓋軌道，確認列車在軌道的任何位置都可以正常實現車地通信。

測試高速磁浮車地通信系統的信號質量主要面臨兩個問題：場強與軌道位置關聯問題；多通道多頻率場強高效測量問題。

目前，場強與軌道位置關聯問題一般有兩種處理方法：

(1)在商用場強儀上增加GPS模塊，實現自動化測量，但是GPS定位無法滿足高精度的要求。

(2)定點采樣測量，在軌道上每隔一段距離測量該位置場強，將這些位置的數據記錄下來，這種測量方式效率極差，尤其當軌道的距離較長時，所需的時間和人力成本極高。

對于多通道多頻率場強高效測量問題，目前場強測試一般都是采用單天線測量，不能實現多通道多頻率同時測量。如圖1所示高速磁浮車地通信系統為保證通信可靠性，采用了MIMO制式，利用多通道多頻率收發來解決復雜環境下信號的快速衰落問題，若采用傳統的單頻率單通道場強測試方式進行多次切換測試，所需時間和人力成本將進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計有多個接收通道，可自由配置模擬信號處理單元中的本振源，實現地面基站不同發射通道、不同發射頻率的接收，適配車地通信系統所采用的MIMO制式，在距離觸發模式與時間觸發模式下自由切換，能夠實現軌道線路的高效測量的自動化多通道多頻率場強測量裝置，并提供一種場強測量方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種自動化多通道多頻率場強測量裝置，包括多個接收天線以及分別與接收天線相連的模擬信號處理單元，距離測量模塊、數字信號處理單元和上位機；所有模擬信號處理單元與距離測量模塊均接入數字信號處理單元，數字信號處理單元與上位機相連。