【關(guān)鍵詞】 AISG LTE 網(wǎng)絡(luò) 遠(yuǎn)程 天線姿態(tài)  AISG連接器 AISG線纜組件/電調(diào)天線控制線 AISG四方法蘭連接器

【摘要】 簡(jiǎn)要分析了在 LTE 網(wǎng)絡(luò)中部署天線姿態(tài)感知系統(tǒng)的必要性，并針對(duì)實(shí)際部署時(shí)策略的選擇進(jìn)行了研究，指出了實(shí)際部署中存在的一些主要困難及應(yīng)對(duì)措施，并歸納了幾種安裝場(chǎng)景及組網(wǎng)方案。 

　　一、天線姿態(tài)感知系統(tǒng)的作用及現(xiàn)狀 
　　基站天線姿態(tài)是移動(dòng)通信領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要內(nèi)容，直接影響網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫覆蓋、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和客戶感知。 
　　目前確定天線姿態(tài)參數(shù)通常是應(yīng)用坡度儀和羅盤(pán)儀人工登塔， 主要存在以下問(wèn)題： 
　?。?） 測(cè)量結(jié)果一定程度受到測(cè)量者綜合素質(zhì)的影響； 
　　（2） 人工高空作業(yè)，增加用工成本，存在不安全隱患； 
　?。?） 人工記錄數(shù)據(jù)，不利于管理的網(wǎng)絡(luò)化； 
　?。?） 人工檢測(cè)姿態(tài)不具有連續(xù)性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 
　　也有通過(guò)RS485總線采集天線姿態(tài)的感應(yīng)器信息，再把相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)匯總到中心軟件處理平臺(tái)進(jìn)行分析管理的基站天線姿態(tài)感知系統(tǒng)，其存在著以下缺陷： 
　　1、需要大量SIM卡資源，SIM卡防盜及防盜打問(wèn)題嚴(yán)重； 
　　2、需要再建立一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)管平臺(tái)，不方便接入基站平臺(tái)； 
　　所以有必要研究出一種可以利用現(xiàn)有基站傳輸及基站網(wǎng)管的天線姿態(tài)感知系統(tǒng)。 
　　二、組網(wǎng)方案及問(wèn)題研究 

　　2.1遠(yuǎn)程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)原理 
　　為了實(shí)現(xiàn)天線電傾角的遠(yuǎn)程集中管控， AISG 組織開(kāi)發(fā)了 AISG1.1 協(xié)議， 在此基礎(chǔ)上3GPP 推出了 RET 系統(tǒng)，AISG 組織 2006 年推出的 AISG2.0兼容 RET，經(jīng)過(guò)數(shù)年的發(fā)展，又衍生出了AISG-ES-RAE V2.1.0， 基站主設(shè)備廠家的新版 3G、4G 設(shè)備也都支持 AISG2.0 協(xié)議，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)部署打下了基礎(chǔ)。 
　　RAE即天線信息化管理模塊，在網(wǎng)優(yōu)中關(guān)心的天線姿態(tài)參數(shù)有方位角、下傾角、掛高、經(jīng)緯度，在AISG-ESRAE V2.1.0協(xié)議里都有體現(xiàn)，具體參看Table 8.3.2及Table 8.3.3： 
　　通過(guò)AISG的RAE協(xié)議我們可以利用現(xiàn)有基站傳輸將天線姿態(tài)感知系統(tǒng)接入基站網(wǎng)管中心，天線姿態(tài)感知系統(tǒng)架構(gòu)如下，只需在現(xiàn)有電調(diào)天線系統(tǒng)中加了個(gè)天線姿態(tài)傳感器：再通過(guò)AISG接口鏈接到RRU，通過(guò)RAE協(xié)議接入OSS。 

　　2.2遠(yuǎn)程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)組網(wǎng)方案 
　　通?；?（ 或機(jī)房）到RET設(shè)備（主要是RCU）的連接方式主要有二種： 
　?。?）RET設(shè)備連接至 Bias Tee，Bias Tee 通過(guò)饋線連接至主設(shè)備； 
　?。?）RET設(shè)備通過(guò)AISG線連接至分布式主設(shè)備 RRU的AISG 接口； 
　　如果基站距離天線非常遠(yuǎn)，超出AISG線作用范圍 （通常大距離在 120 米～140 米）時(shí)，再或者電調(diào)線距離超長(zhǎng)且站點(diǎn)雷擊風(fēng)險(xiǎn)較大時(shí)，一般考慮采用種方式。 
　　在使用分布式主設(shè)備且 RRU 上塔安裝 （ 上天面）時(shí)，由于RRU 距離天線較近，一般使用第二種方式天線通過(guò)AISG線與RRU 直連。 
　　天線姿態(tài)傳感器也是一種RET設(shè)備，其理論上的安裝組網(wǎng)方式應(yīng)該和RCU一致，但是略有不同，主要是天線姿態(tài)傳感器作為一種輔助設(shè)備而且都是后安裝，必須考慮施工便捷性，同時(shí)不能影響網(wǎng)絡(luò)的正常覆蓋。根據(jù) LTE 網(wǎng)絡(luò)部署的實(shí)際情況，我們可以劃分為三種不同場(chǎng)景的天線姿態(tài)傳感器安裝方式。 

　　2.2.1現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)安裝有RET設(shè)備 
　　這種簡(jiǎn)單，就和圖2場(chǎng)景1一致，由于RET設(shè)備和天線姿態(tài)傳感器比較近，所以建議天線姿態(tài)傳感器直接通過(guò)AISG線纜級(jí)聯(lián)在RET設(shè)備后面。 
　　2.2.2現(xiàn)網(wǎng)沒(méi)有安裝有RET設(shè)備，但是RRU離天線很近 
　　由于RRU和天線姿態(tài)傳感器比較近，所以建議天線姿態(tài)傳感器直接通過(guò)AISG線纜級(jí)聯(lián)在RRU上，如圖2場(chǎng)景2。 

　　2.2.3現(xiàn)網(wǎng)沒(méi)有安裝有RET設(shè)備，但是RRU離天線比較遠(yuǎn) 
　　這種情況就比較復(fù)雜了，由于RRU和天線姿態(tài)傳感器比較遠(yuǎn)，所以直接通過(guò)AISG線纜級(jí)聯(lián)在RRU上可行性很低，按照傳統(tǒng)的辦法就是通過(guò)Bias Tee利用射頻電纜來(lái)饋電及OOK通信，由于SBT是串聯(lián)在射頻電纜上的，如果我們?cè)谝粋€(gè)現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行的站點(diǎn)增加SBT必須斷網(wǎng)，這個(gè)是不可能被允許的，所以SBT方案不可行，為了解決這種應(yīng)用場(chǎng)景，我們提出了一種無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方案，如圖2場(chǎng)景3： 
　　該系統(tǒng)主要由天線姿態(tài)傳感器和集中采集器組成。 
　　天線姿態(tài)傳感器：負(fù)責(zé)采集各種傳感器的原始數(shù)據(jù)，并通過(guò)相關(guān)算法解算出天線姿態(tài)。貼裝在天線上方，太陽(yáng)能供電，與集中采集器之間通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊進(jìn)行通信。 

　　集中采集器：負(fù)責(zé)協(xié)議轉(zhuǎn)換，將私有協(xié)議轉(zhuǎn)換成AISG協(xié)議。使用AISG線纜與RRU相連，AISG供電，通過(guò)AISG-ES-RAE v2.1.0協(xié)議與RRU通信。同時(shí)提供本地接口可以查詢及設(shè)置天線姿態(tài)傳感器。 
　　該方案的優(yōu)點(diǎn)就是用無(wú)線通信及太陽(yáng)能供電取代了AISG線纜，集中采集器通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換將天線姿態(tài)傳感器接入現(xiàn)有OSS，OSS操作上和前面2種場(chǎng)景沒(méi)有區(qū)別，工程中對(duì)現(xiàn)網(wǎng)沒(méi)有影響，同時(shí)免去拉線之苦。 
　　2.3實(shí)際問(wèn)題及解決建議 
　　2.3.1天線方位角檢測(cè)精度 
　　天線姿態(tài)參數(shù)中關(guān)鍵和難檢測(cè)的就是方位角。 
　　目前天線方位角的獲得主要是通過(guò)利用電子羅盤(pán)、測(cè)量獲得地磁方位角，然后再通過(guò)當(dāng)?shù)氐拇牌茄a(bǔ)償來(lái)獲得天線方位角大小。主要缺陷是害怕周邊磁性物體的干擾，而鐵塔抱桿本身就是干擾源，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)精度不高，很難重復(fù)監(jiān)測(cè)，難以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的要求。 　　也有通過(guò)GPS載波相位差分定向，參考載波相位差分技術(shù)又稱RTK（Real Time Kinematic）技術(shù)，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)，進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。載波相位差分可使定位精度達(dá)到厘米級(jí)。大量應(yīng)用于動(dòng)態(tài)需要高精度位置的領(lǐng)域。 
　　其主要問(wèn)題：1、能夠提供原始載波相位的GPS價(jià)格不菲；2、同時(shí)受基線長(zhǎng)度的要求導(dǎo)致裝置一般比較長(zhǎng)，無(wú)法簡(jiǎn)易安裝在各種天線上方； 
　　我們采用了一種高精度的基于太陽(yáng)光的方位角檢測(cè)方法，其檢測(cè)原理如下：地球的自轉(zhuǎn)和地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)導(dǎo)致了太陽(yáng)位置相對(duì)于地面靜止物體的運(yùn)動(dòng)”這種變化是周期性和可預(yù)測(cè)的”。所以的太陽(yáng)方位角a z可以根據(jù)測(cè)量地點(diǎn)的地理位置和時(shí)間，結(jié)合天文學(xué)知識(shí)計(jì)算出來(lái)，終的方位角公式如下： 
　　假設(shè)天線的方位角為φ ，α為俯仰角，γ為橫滾角，e l 為太陽(yáng)高度角，a z 為太陽(yáng)方位角，β為太陽(yáng)敏感器入射角； 

　　則 
　　俯仰角和橫滾角可以通過(guò)加速度傳感器及陀螺儀傳感器計(jì)算而出，太陽(yáng)敏感器入射角可以通過(guò)太陽(yáng)敏感器得到。 
　　2.3.2 RRU系統(tǒng)容量問(wèn)題 
　　在工程中我們發(fā)現(xiàn)，RRU的1個(gè)AISG接口多只能帶6個(gè)RET設(shè)備，如果采用AISG方式有線接入的時(shí)候需要注意不要超過(guò)了6個(gè)，盡量每個(gè)扇區(qū)天線 RCU和天線姿態(tài)傳感器級(jí)聯(lián)，分別連接至各自的 RRU。 
　　如果采用無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方案，一般將天面所有天線姿態(tài)傳感器都匯總到一個(gè)集中采集器再連至主設(shè)備中一個(gè)RRU，這個(gè)時(shí)候數(shù)量一般都超過(guò)6個(gè)，所以我們采用了虛擬天線子單元技術(shù)，為了減少RET設(shè)備，RAE在AISG協(xié)議中規(guī)定為多天線設(shè)備，根據(jù)天線子單元數(shù)量的不同，RET設(shè)備可以分為單天線和多天線。 單天線僅包含一個(gè)天線子單元。因此多天線可以認(rèn)為是放置在一個(gè)天線罩中的多個(gè)單天線的集 合。 

　　RAE就是一種多天線RET。多天線設(shè)備在協(xié)議里有多個(gè)子單元，共用一個(gè)RET序列號(hào)。我們就是把一些相關(guān)的天線虛擬集合在一起共用一個(gè)RET序列號(hào)從而達(dá)到減少RET設(shè)備的目的。 
　　比如我們規(guī)定1個(gè)頻段天線傳感器為1個(gè)RAE設(shè)備，三種頻段就只需要三個(gè)RET序列號(hào)，對(duì)于三扇區(qū)設(shè)備就有三個(gè)天線子單元，子單元1對(duì)應(yīng)1扇區(qū)，子單元2對(duì)應(yīng)2扇區(qū)，子單元3對(duì)應(yīng)3扇區(qū)，依次類推，RET序列號(hào)由1扇區(qū)的天線傳感器序列號(hào)擴(kuò)展而來(lái)，保證了RET序列號(hào)的惟一性。按我們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)用三個(gè)設(shè)備序列號(hào)就解決了9面天線傳感器的接入。 
　　經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試一個(gè)RET多可以帶6個(gè)子單元，所以一個(gè)RRU理論上多可以接入36個(gè)天線姿態(tài)傳感器。這樣我們不但可以接入現(xiàn)網(wǎng)的LTE天線，如果有需要也能將2G，3G天線也接入4G基站網(wǎng)管 
　　三、系統(tǒng)改進(jìn)建議 
　　通過(guò)在 LTE 系統(tǒng)部署遠(yuǎn)程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)， 可以節(jié)省大量初期天線工參采集的時(shí)間和提高天線工參的采集精度， 同時(shí)為后續(xù)的優(yōu)化仿真打下了良好的基礎(chǔ)。 但同時(shí)也在實(shí)施中發(fā)現(xiàn)了一些實(shí)際問(wèn)題， 需要后續(xù)主設(shè)備和天線姿態(tài)傳感器廠家共同研究解決。 主要包括： 

　　1、本系統(tǒng)*利用現(xiàn)有基站傳輸網(wǎng)絡(luò)及后臺(tái)OSS，正因?yàn)槿绱似浜芏喙δ苡捎诨炯癘SS的支持問(wèn)題而不能*發(fā)揮，所以下一步需要加強(qiáng)主設(shè)備OSS的溝通，做一些必要的二次開(kāi)發(fā)，尤其是天線姿態(tài)主動(dòng)告警，現(xiàn)在AISG新推出的AISG-ES-ASD V2.1.0已經(jīng)較好的支持。 
　　2、只能檢測(cè)不能控制的問(wèn)題，現(xiàn)階段只能檢測(cè)天線姿態(tài)，如果天線姿態(tài)發(fā)生變化還是需要維護(hù)人員前去維護(hù)，如果能開(kāi)發(fā)出遠(yuǎn)程二維（電下傾角方位角）可控天線更能節(jié)省維護(hù)成本。 
　　四、結(jié)語(yǔ) 
　　充分利用當(dāng)前LTE基站對(duì)AISG支持完善的條件， 在LTE 網(wǎng)絡(luò)部署遠(yuǎn)程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)，利用現(xiàn)有基站網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程天線姿態(tài)感知，將會(huì)極大地節(jié)省 LTE初期優(yōu)化時(shí)間，并為后續(xù)優(yōu)化維護(hù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，顯著提升了工作效率，節(jié)省成本，是一種值得全網(wǎng)推廣應(yīng)用的輔助優(yōu)化方案。 
　　參 考 文 獻(xiàn) 
　　[1] AISG Version 2.0： “Control Interface for Antenna Line Devices” 
　　[2] AISG extension Remote eAntenna Extension document version 2.1.0 
　　[3]蔣少東，閆 震LTE 網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署遠(yuǎn)程電調(diào)系統(tǒng)策略及問(wèn)題的研究[J] 信息 通信. 2014 年第 11 期（總第143期）

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