基于智能復合天饋的室分維護策略研究

管一霖，楊萬輝，包靜

（中國移動通信集團甘肅有限公司蘭州分公司，蘭州 730000）

1 引言

近年來，我國移動通信事業(yè)發(fā)展速度驚人，為了提高網(wǎng)絡運營環(huán)境，改善網(wǎng)絡運營質(zhì)量，網(wǎng)絡優(yōu)化已成為重要課題。其中對基站的維護又是其中一個重要方面。根據(jù)移動網(wǎng)運行質(zhì)量統(tǒng)計結(jié)果分析，造成移動通信質(zhì)量指標下降的主要原因來自天饋系統(tǒng)(約占一半以上)，而在天饋系統(tǒng)中最為重要的指標就是匹配，即傳輸線終端負載(如天線)與傳輸線特性阻抗是否相匹。目前運營商的基站維護部門使用傳統(tǒng)的維護方式，即大量的現(xiàn)場工程師使用傳統(tǒng)測試儀器(天饋線分析儀和射頻功率計)對基站的天饋線進行周期性的現(xiàn)場測試，或在接到用戶投訴后對天饋線系統(tǒng)進行故障排查。此種方式已經(jīng)漸漸不能適應日益龐大的基站維護的需要。因此許多移動運營商的基站維護部門迫切需要市場上能提供一套全面、高效、快捷的天饋線維護系統(tǒng)。

2 室內(nèi)分布系統(tǒng)維護現(xiàn)狀

2.1 室內(nèi)分布系統(tǒng)供電特點

移動通信基站的供電方式一般分2種：一種是48VDC直流遠程饋電，適合耗電量小的小基站；另一種是對于耗電量大的基站則采用220VAC交流就地供電。

受市電供電影響，目前普遍采用直流遠供方案。采用高壓直流遠供方案：在CSC處將48VDC升壓到200～300VDC左右，采用雙絞線進行電力傳輸?shù)交綜S處，對于功耗比較小的基站， 但是線路的電阻、絕緣耐壓、發(fā)熱、干擾等因素都需要進行考慮。

2.2 室分天饋線系統(tǒng)故障分析

無線基站發(fā)射信號和接收由移動臺發(fā)射的信號都是通過天饋線系統(tǒng)來完成的，因此天饋線系統(tǒng)安裝質(zhì)量和運行情況的好壞將直接影響到通話質(zhì)量、無線信號的覆蓋和收發(fā)信機的工作狀態(tài)。天饋系統(tǒng)故障會導致發(fā)射信號損耗，進而影響基站覆蓋范圍，嚴重時會關(guān)閉其發(fā)射機。目前基站只是對發(fā)射天饋線進行監(jiān)測，而沒有對接收天饋線進行監(jiān)測，當接收天饋線發(fā)生故障而影響網(wǎng)絡服務質(zhì)量時，不會產(chǎn)生任何的告警，維護人員無法及時進行準確的故障定位而浪費人力和時間。

天饋線系統(tǒng)的故障主要發(fā)生在天線、電纜和接頭上。如在安裝時不合規(guī)范造成天線的排水不暢，在下雨天時導致天線內(nèi)的積水；對接頭的處理不好，在潮濕或下雨的天氣下造成接頭的進水，若不能及時發(fā)現(xiàn)并進行處理，則會進一步損壞饋線。在大城市里受到各種條件的限制，許多地方?jīng)]有足夠的空間適合天線的安裝，在這樣的情況下所安裝的天線不能確定其旁瓣和后瓣的去耦度夠不夠而影響隔離度。

3 基于智能復合天饋線的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)故障維護模式

基站天饋系統(tǒng)是移動通信系統(tǒng)的重要組成部分，目前移動通信質(zhì)量指標下降主要是由天饋系統(tǒng)所造成的。而傳統(tǒng)對基站的維護方式既被動，費時費力，又缺乏統(tǒng)一高效的管理，已經(jīng)漸漸不能適應日益龐大的基站維護的需要。針對此種情況，本文提出了一種基于移動通信基站智能復合信號源(RF)和直流電源(DC)合路遠程天饋線監(jiān)測系統(tǒng)，在不中斷業(yè)務的情況下能對分散的基站天饋系統(tǒng)參數(shù)進行監(jiān)測，以便及時對基站及室內(nèi)分布系統(tǒng)做出維護。

基站智能復合信號源(RF)和直流電源(DC)合路進天饋線遠程傳輸供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過增加室內(nèi)分布天饋系統(tǒng)故障監(jiān)測模塊和功分器自動控制增益模塊內(nèi)置定向耦合器， 并與天饋線駐波比（VSWR）或回損（Return Loss）的值和隔離度（Isolation）及電壓/電流標準數(shù)據(jù)庫數(shù)學模型配合共同來實現(xiàn)室內(nèi)分布系統(tǒng)天饋線的安裝質(zhì)量和運行情況的好壞判斷。

基于智能復合天饋線室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)架構(gòu)，如圖1所示。

在本地室內(nèi)分布系統(tǒng)故障監(jiān)測單元CPU內(nèi)置駐波比的計算公式并自動測量建立各支回路A/B/C/D/E正常標準天饋線運行駐波比（VSWR）或回損（Return Loss）的值以及復合信號源(RF)和直流電源(DC)合路進天饋線遠程傳輸供電系統(tǒng)一/二次DC-DC48-90V供電模塊輸出值與未端DC/DC分散自適應整流器電壓電流輸入值的差值數(shù)據(jù)庫。本地室內(nèi)分布系統(tǒng)故障監(jiān)測單元通過不間斷采集各項數(shù)據(jù)并與內(nèi)置的標準回波損耗與駐波比和電壓/電流數(shù)據(jù)庫數(shù)學模型比對。并依據(jù)各項數(shù)值變化來進行室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)和天饋線運行情況的好壞判斷。

(RF)(DC)電壓/電流/駐波比的計算公式如下：

(RF) (DC)電壓值=一/二次DC-DC48-90V供電模塊輸出值- DC/DC分散自適應整流器電壓電流輸入值

4 基于智能復合天饋線的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)故障處理策略

4.1 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)信號接頭松動或線路中斷故障

步驟1： 系統(tǒng)支回路A/B室內(nèi)分布天饋系統(tǒng)故障監(jiān)測模塊1/2自動檢測出支回路A/B二樓GSM信號（同一吸頂天線）比支回路D/E3G網(wǎng)絡信號強20 dB，而二層以下則雙網(wǎng)信號基本相同，并與本地室內(nèi)分布系統(tǒng)故障監(jiān)測單元內(nèi)置智能復合天饋線遠程供電回損與駐波比/電壓/電流數(shù)據(jù)庫數(shù)學模型標準庫進行比對值在正常的范圍內(nèi)。

步驟2： 支回路A/B一層和地下室的天饋系統(tǒng)故障監(jiān)測模塊1/2檢測Ec/Io為-3，本地室內(nèi)分布系統(tǒng)故障監(jiān)測單元據(jù)此判斷信號源無故障。

圖1 基于智能復合天饋線室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)架構(gòu)

步驟3：本地室內(nèi)分布系統(tǒng)故障監(jiān)測單元檢查測試天饋線遠程供電各C/D/E支路回損與駐波比/電壓/電流的值。

步驟4：經(jīng)測試主干線路4路信號源(RF)和直流電源(DC)二次功分器上報的電壓電流值低于正常的值。上報監(jiān)控中心并出告警。

步驟5：經(jīng)查主干線路4路信號源(RF)和直流電源(DC)二次功分器輸入接頭出現(xiàn)故障。排除后信號恢復正常。

4.2 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設備出現(xiàn)故障及信號源輸出功率變化故障

系統(tǒng)各支回路C/D/E室內(nèi)分布功分器自動控制增益模塊并與本地室內(nèi)分布系統(tǒng)故障監(jiān)測單元自動檢測出天饋線遠程供電回損與駐波比/電壓/電流數(shù)值超出正常的范圍。

步驟1：系統(tǒng)分別測試在4路信號源(RF)和直流電源(DC)二次功分器至干線放大器之間電壓電流損耗嚴重。并且天饋線駐波比值較高。饋線駐波1/2饋線損耗1.4 dB/10 m，駐波比大于1.1以上。

步驟2；支回路D的干線放大器電流電壓值過底。出現(xiàn)干放停電現(xiàn)象并無法正常工作。系統(tǒng)上報監(jiān)控中心并出告警。

步驟3：經(jīng)查主干線路4路信號源(RF)和直流電源(DC)二次功分器出現(xiàn)故障并且線路進水。排除后信號恢復正常。

4.3 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)對基站的干擾的故障處理

步驟1：本地室內(nèi)分布天饋系統(tǒng)故障監(jiān)測單元對各支回路A/B/C/D/E室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)測試天饋線遠程供電各C/D/E支路回損與駐波比/電壓/電流的值。并與本地室內(nèi)分布系統(tǒng)故障監(jiān)測單元內(nèi)置智能復合天饋線遠程供電回損與駐波比/電壓/電流數(shù)據(jù)庫數(shù)學模型標準庫進行比對值是否在正常的范圍內(nèi)。

步驟2：例如系統(tǒng)檢測出設備入口功率超標。系統(tǒng)上報監(jiān)控中心并出告警。并提交維護人員進行現(xiàn)場處理。

4.4 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)室內(nèi)有信號打不出電話故障處理

步驟1：系統(tǒng)啟動系統(tǒng)各支回路A/BC/D/E室內(nèi)分布功分器自動控制增益模塊檢測各級設備信號功率分配情況。是否存在干放設備下行增益過大，功放失真，輸出信號手機不能解調(diào)出來，所以不能打電話。

步驟2： 本地室內(nèi)分布天饋系統(tǒng)故障監(jiān)測單元測試系統(tǒng)各級設備的信號匹配電平。是否由于系統(tǒng)鏈路的不平衡而造成覆蓋系統(tǒng)工作的不正常。

5 結(jié)論及未來工作

室內(nèi)分布系統(tǒng)在未來的需求量會越來越大，在大型小區(qū)高層樓宇內(nèi)會發(fā)揮巨大的作用，然而室分系統(tǒng)的建設和維護依舊是重點和難點。通過對現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)的應用研究，尋找新的突破點，構(gòu)建出真正能夠適用于現(xiàn)網(wǎng)通信設備的綠色、高效、具備網(wǎng)絡自愈功能的智能系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的自我管理功能，使得新型的室分系統(tǒng)適應能力全面提升，監(jiān)控和維護更加智能、便捷、準確。

[1] 郝高麟. 無線移動網(wǎng)智能天線的建設與運行優(yōu)化[J]. 數(shù)據(jù)通信，2011(6).

[2] 馬向前. GSM室分系統(tǒng)干擾分析處理[J]. 數(shù)字新通信，2013.

[3] 王鼎鼎. 移動通信中室內(nèi)分布覆蓋的優(yōu)化研究[D]. 上海：上海交通大學，2011.