【關鍵詞】 AISG LTE 網(wǎng)絡 遠程 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】 簡要分析了在 LTE 網(wǎng)絡中部署天線姿態(tài)感知系統(tǒng)的必要性，并針對實際部署時策略的選擇進行了研究，指出了實際部署中存在的一些主要困難及應對措施，并歸納了幾種安裝場景及組網(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)是移動通信領域網(wǎng)絡優(yōu)化的重要內(nèi)容，直接影響網(wǎng)絡無縫覆蓋、網(wǎng)絡質(zhì)量和客戶感知。 
　　目前確定天線姿態(tài)參數(shù)通常是應用坡度儀和羅盤儀人工登塔， 主要存在以下問題： 
　　（1） 測量結(jié)果一定程度受到測量者綜合素質(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； 
　　（3） 人工記錄數(shù)據(jù)，不利于管理的網(wǎng)絡化； 
　?。?） 人工檢測姿態(tài)不具有連續(xù)性，無法實現(xiàn)動態(tài)實時監(jiān)測。 
　　也有通過RS485總線采集天線姿態(tài)的感應器信息，再把相關數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡匯總到中心軟件處理平臺進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卡防盜及防盜打問題嚴重； 
　　2、需要再建立一個獨立的網(wǎng)管平臺，不方便接入基站平臺； 
　　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)方案及問題研究 

　　2.1遠程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)原理 
　　為了實現(xiàn)天線電傾角的遠程集中管控， AISG 組織開發(fā)了 AISG1.1 協(xié)議， 在此基礎上3GPP 推出了 RET 系統(tǒng)，AISG 組織 2006 年推出的 AISG2.0兼容 RET，經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，又衍生出了AISG-ES-RAE V2.1.0， 基站主設備廠家的新版 3G、4G 設備也都支持 AISG2.0 協(xié)議，為實現(xiàn)遠程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)部署打下了基礎。 
　　RAE即天線信息化管理模塊，在網(wǎng)優(yōu)中關心的天線姿態(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)中加了個天線姿態(tài)傳感器：再通過AISG接口鏈接到RRU，通過RAE協(xié)議接入OSS。 

　　2.2遠程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)組網(wǎng)方案 
　　通?；?（ 或機房）到RET設備（主要是RCU）的連接方式主要有二種： 
　　（1）RET設備連接至 Bias Tee，Bias Tee 通過饋線連接至主設備； 
　?。?）RET設備通過AISG線連接至分布式主設備 RRU的AISG 接口； 
　　如果基站距離天線非常遠，超出AISG線作用范圍 （通常大距離在 120 米～140 米）時，再或者電調(diào)線距離超長且站點雷擊風險較大時，一般考慮采用種方式。 
　　在使用分布式主設備且 RRU 上塔安裝 （ 上天面）時，由于RRU 距離天線較近，一般使用第二種方式天線通過AISG線與RRU 直連。 
　　天線姿態(tài)傳感器也是一種RET設備，其理論上的安裝組網(wǎng)方式應該和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備而且都是后安裝，必須考慮施工便捷性，同時不能影響網(wǎng)絡的正常覆蓋。根據(jù) LTE 網(wǎng)絡部署的實際情況，我們可以劃分為三種不同場景的天線姿態(tài)傳感器安裝方式。 

　　2.2.1現(xiàn)網(wǎng)已經(jīng)安裝有RET設備 
　　這種簡單，就和圖2場景1一致，由于RET設備和天線姿態(tài)傳感器比較近，所以建議天線姿態(tài)傳感器直接通過AISG線纜級聯(lián)在RET設備后面。 
　　2.2.2現(xiàn)網(wǎng)沒有安裝有RET設備，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AISG線纜級聯(lián)在RRU上，如圖2場景2。 

　　2.2.3現(xiàn)網(wǎng)沒有安裝有RET設備，但是RRU離天線比較遠 
　　這種情況就比較復雜了，由于RRU和天線姿態(tài)傳感器比較遠，所以直接通過AISG線纜級聯(lián)在RRU上可行性很低，按照傳統(tǒng)的辦法就是通過Bias Tee利用射頻電纜來饋電及OOK通信，由于SBT是串聯(lián)在射頻電纜上的，如果我們在一個現(xiàn)網(wǎng)運行的站點增加SBT必須斷網(wǎng)，這個是不可能被允許的，所以SBT方案不可行，為了解決這種應用場景，我們提出了一種無線物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方案，如圖2場景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：負責采集各種傳感器的原始數(shù)據(jù)，并通過相關算法解算出天線姿態(tài)。貼裝在天線上方，太陽能供電，與集中采集器之間通過無線數(shù)傳模塊進行通信。 

　　集中采集器：負責協(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AISG-ES-RAE v2.1.0協(xié)議與RRU通信。同時提供本地接口可以查詢及設置天線姿態(tài)傳感器。 
　　該方案的優(yōu)點就是用無線通信及太陽能供電取代了AISG線纜，集中采集器通過協(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種場景沒有區(qū)別，工程中對現(xiàn)網(wǎng)沒有影響，同時免去拉線之苦。 
　　2.3實際問題及解決建議 
　　2.3.1天線方位角檢測精度 
　　天線姿態(tài)參數(shù)中關鍵和難檢測的就是方位角。 
　　目前天線方位角的獲得主要是通過利用電子羅盤、測量獲得地磁方位角，然后再通過當?shù)氐拇牌茄a償來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，導致監(jiān)測精度不高，很難重復監(jiān)測，難以適應網(wǎng)絡優(yōu)化的要求。 　　也有通過GPS載波相位差分定向，參考載波相位差分技術又稱RTK（Real Time Kinematic）技術，是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。即是將基準站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機，進行求差解算坐標。載波相位差分可使定位精度達到厘米級。大量應用于動態(tài)需要高精度位置的領域。 
　　其主要問題：1、能夠提供原始載波相位的GPS價格不菲；2、同時受基線長度的要求導致裝置一般比較長，無法簡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光的方位角檢測方法，其檢測原理如下：地球的自轉(zhuǎn)和地球繞太陽的公轉(zhuǎn)導致了太陽位置相對于地面靜止物體的運動”這種變化是周期性和可預測的”。所以的太陽方位角a z可以根據(jù)測量地點的地理位置和時間，結(jié)合天文學知識計算出來，終的方位角公式如下： 
　　假設天線的方位角為φ ，α為俯仰角，γ為橫滾角，e l 為太陽高度角，a z 為太陽方位角，β為太陽敏感器入射角； 

　　則 
　　俯仰角和橫滾角可以通過加速度傳感器及陀螺儀傳感器計算而出，太陽敏感器入射角可以通過太陽敏感器得到。 
　　2.3.2 RRU系統(tǒng)容量問題 
　　在工程中我們發(fā)現(xiàn)，RRU的1個AISG接口多只能帶6個RET設備，如果采用AISG方式有線接入的時候需要注意不要超過了6個，盡量每個扇區(qū)天線 RCU和天線姿態(tài)傳感器級聯(lián)，分別連接至各自的 RRU。 
　　如果采用無線物聯(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集中采集器再連至主設備中一個RRU，這個時候數(shù)量一般都超過6個，所以我們采用了虛擬天線子單元技術，為了減少RET設備，RAE在AISG協(xié)議中規(guī)定為多天線設備，根據(jù)天線子單元數(shù)量的不同，RET設備可以分為單天線和多天線。 單天線僅包含一個天線子單元。因此多天線可以認為是放置在一個天線罩中的多個單天線的集 合。 

　　RAE就是一種多天線RET。多天線設備在協(xié)議里有多個子單元，共用一個RET序列號。我們就是把一些相關的天線虛擬集合在一起共用一個RET序列號從而達到減少RET設備的目的。 
　　比如我們規(guī)定1個頻段天線傳感器為1個RAE設備，三種頻段就只需要三個RET序列號，對于三扇區(qū)設備就有三個天線子單元，子單元1對應1扇區(qū)，子單元2對應2扇區(qū)，子單元3對應3扇區(qū)，依次類推，RET序列號由1扇區(qū)的天線傳感器序列號擴展而來，保證了RET序列號的惟一性。按我們的拓撲結(jié)構(gòu)用三個設備序列號就解決了9面天線傳感器的接入。 
　　經(jīng)過實際測試一個RET多可以帶6個子單元，所以一個RRU理論上多可以接入36個天線姿態(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)改進建議 
　　通過在 LTE 系統(tǒng)部署遠程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)， 可以節(jié)省大量初期天線工參采集的時間和提高天線工參的采集精度， 同時為后續(xù)的優(yōu)化仿真打下了良好的基礎。 但同時也在實施中發(fā)現(xiàn)了一些實際問題， 需要后續(xù)主設備和天線姿態(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)絡及后臺OSS，正因為如此其很多功能由于基站及OSS的支持問題而不能*發(fā)揮，所以下一步需要加強主設備OSS的溝通，做一些必要的二次開發(fā)，尤其是天線姿態(tài)主動告警，現(xiàn)在AISG新推出的AISG-ES-ASD V2.1.0已經(jīng)較好的支持。 
　　2、只能檢測不能控制的問題，現(xiàn)階段只能檢測天線姿態(tài)，如果天線姿態(tài)發(fā)生變化還是需要維護人員前去維護，如果能開發(fā)出遠程二維（電下傾角方位角）可控天線更能節(jié)省維護成本。 
　　四、結(jié)語 
　　充分利用當前LTE基站對AISG支持完善的條件， 在LTE 網(wǎng)絡部署遠程天線姿態(tài)感知系統(tǒng)，利用現(xiàn)有基站網(wǎng)管系統(tǒng)實現(xiàn)遠程天線姿態(tài)感知，將會極大地節(jié)省 LTE初期優(yōu)化時間，并為后續(xù)優(yōu)化維護打下堅實基礎，顯著提升了工作效率，節(jié)省成本，是一種值得全網(wǎng)推廣應用的輔助優(yōu)化方案。 
　　參 考 文 獻 
　　[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)絡大規(guī)模部署遠程電調(diào)系統(tǒng)策略及問題的研究[J] 信息 通信. 2014 年第 11 期（總第143期）

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