基于智能复合天馈的室分维护策略研究

管一霖，杨万辉，包静

（中国移动通信集团甘肃有限公司兰州分公司，兰州 730000）

1 引言

近年来，我国移动通信事业发展速度惊人，为了提高网络运营环境，改善网络运营质量，网络优化已成为重要课题。其中对基站的维护又是其中一个重要方面。根据移动网运行质量统计结果分析，造成移动通信质量指标下降的主要原因来自天馈系统(约占一半以上)，而在天馈系统中最为重要的指标就是匹配，即传输线终端负载(如天线)与传输线特性阻抗是否相匹。目前运营商的基站维护部门使用传统的维护方式，即大量的现场工程师使用传统测试仪器(天馈线分析仪和射频功率计)对基站的天馈线进行周期性的现场测试，或在接到用户投诉后对天馈线系统进行故障排查。此种方式已经渐渐不能适应日益庞大的基站维护的需要。因此许多移动运营商的基站维护部门迫切需要市场上能提供一套全面、高效、快捷的天馈线维护系统。

2 室内分布系统维护现状

2.1 室内分布系统供电特点

移动通信基站的供电方式一般分2种：一种是48VDC直流远程馈电，适合耗电量小的小基站；另一种是对于耗电量大的基站则采用220VAC交流就地供电。

受市电供电影响，目前普遍采用直流远供方案。采用高压直流远供方案：在CSC处将48VDC升压到200～300VDC左右，采用双绞线进行电力传输到基站CS处，对于功耗比较小的基站， 但是线路的电阻、绝缘耐压、发热、干扰等因素都需要进行考虑。

2.2 室分天馈线系统故障分析

无线基站发射信号和接收由移动台发射的信号都是通过天馈线系统来完成的，因此天馈线系统安装质量和运行情况的好坏将直接影响到通话质量、无线信号的覆盖和收发信机的工作状态。天馈系统故障会导致发射信号损耗，进而影响基站覆盖范围，严重时会关闭其发射机。目前基站只是对发射天馈线进行监测，而没有对接收天馈线进行监测，当接收天馈线发生故障而影响网络服务质量时，不会产生任何的告警，维护人员无法及时进行准确的故障定位而浪费人力和时间。

天馈线系统的故障主要发生在天线、电缆和接头上。如在安装时不合规范造成天线的排水不畅，在下雨天时导致天线内的积水；对接头的处理不好，在潮湿或下雨的天气下造成接头的进水，若不能及时发现并进行处理，则会进一步损坏馈线。在大城市里受到各种条件的限制，许多地方没有足够的空间适合天线的安装，在这样的情况下所安装的天线不能确定其旁瓣和后瓣的去耦度够不够而影响隔离度。

3 基于智能复合天馈线的室内覆盖系统故障维护模式

基站天馈系统是移动通信系统的重要组成部分，目前移动通信质量指标下降主要是由天馈系统所造成的。而传统对基站的维护方式既被动，费时费力，又缺乏统一高效的管理，已经渐渐不能适应日益庞大的基站维护的需要。针对此种情况，本文提出了一种基于移动通信基站智能复合信号源(RF)和直流电源(DC)合路远程天馈线监测系统，在不中断业务的情况下能对分散的基站天馈系统参数进行监测，以便及时对基站及室内分布系统做出维护。

基站智能复合信号源(RF)和直流电源(DC)合路进天馈线远程传输供电系统的基础上通过增加室内分布天馈系统故障监测模块和功分器自动控制增益模块内置定向耦合器， 并与天馈线驻波比（VSWR）或回损（Return Loss）的值和隔离度（Isolation）及电压/电流标准数据库数学模型配合共同来实现室内分布系统天馈线的安装质量和运行情况的好坏判断。

基于智能复合天馈线室内覆盖系统架构，如图1所示。

在本地室内分布系统故障监测单元CPU内置驻波比的计算公式并自动测量建立各支回路A/B/C/D/E正常标准天馈线运行驻波比（VSWR）或回损（Return Loss）的值以及复合信号源(RF)和直流电源(DC)合路进天馈线远程传输供电系统一/二次DC-DC48-90V供电模块输出值与未端DC/DC分散自适应整流器电压电流输入值的差值数据库。本地室内分布系统故障监测单元通过不间断采集各项数据并与内置的标准回波损耗与驻波比和电压/电流数据库数学模型比对。并依据各项数值变化来进行室内覆盖系统和天馈线运行情况的好坏判断。

(RF)(DC)电压/电流/驻波比的计算公式如下：

(RF) (DC)电压值=一/二次DC-DC48-90V供电模块输出值- DC/DC分散自适应整流器电压电流输入值

4 基于智能复合天馈线的室内覆盖系统故障处理策略

4.1 室内覆盖系统信号接头松动或线路中断故障

步骤1： 系统支回路A/B室内分布天馈系统故障监测模块1/2自动检测出支回路A/B二楼GSM信号（同一吸顶天线）比支回路D/E3G网络信号强20 dB，而二层以下则双网信号基本相同，并与本地室内分布系统故障监测单元内置智能复合天馈线远程供电回损与驻波比/电压/电流数据库数学模型标准库进行比对值在正常的范围内。

步骤2： 支回路A/B一层和地下室的天馈系统故障监测模块1/2检测Ec/Io为-3，本地室内分布系统故障监测单元据此判断信号源无故障。

图1 基于智能复合天馈线室内覆盖系统架构

步骤3：本地室内分布系统故障监测单元检查测试天馈线远程供电各C/D/E支路回损与驻波比/电压/电流的值。

步骤4：经测试主干线路4路信号源(RF)和直流电源(DC)二次功分器上报的电压电流值低于正常的值。上报监控中心并出告警。

步骤5：经查主干线路4路信号源(RF)和直流电源(DC)二次功分器输入接头出现故障。排除后信号恢复正常。

4.2 室内覆盖系统设备出现故障及信号源输出功率变化故障

系统各支回路C/D/E室内分布功分器自动控制增益模块并与本地室内分布系统故障监测单元自动检测出天馈线远程供电回损与驻波比/电压/电流数值超出正常的范围。

步骤1：系统分别测试在4路信号源(RF)和直流电源(DC)二次功分器至干线放大器之间电压电流损耗严重。并且天馈线驻波比值较高。馈线驻波1/2馈线损耗1.4 dB/10 m，驻波比大于1.1以上。

步骤2；支回路D的干线放大器电流电压值过底。出现干放停电现象并无法正常工作。系统上报监控中心并出告警。

步骤3：经查主干线路4路信号源(RF)和直流电源(DC)二次功分器出现故障并且线路进水。排除后信号恢复正常。

4.3 室内覆盖系统对基站的干扰的故障处理

步骤1：本地室内分布天馈系统故障监测单元对各支回路A/B/C/D/E室内覆盖系统测试天馈线远程供电各C/D/E支路回损与驻波比/电压/电流的值。并与本地室内分布系统故障监测单元内置智能复合天馈线远程供电回损与驻波比/电压/电流数据库数学模型标准库进行比对值是否在正常的范围内。

步骤2：例如系统检测出设备入口功率超标。系统上报监控中心并出告警。并提交维护人员进行现场处理。

4.4 室内覆盖系统室内有信号打不出电话故障处理

步骤1：系统启动系统各支回路A/BC/D/E室内分布功分器自动控制增益模块检测各级设备信号功率分配情况。是否存在干放设备下行增益过大，功放失真，输出信号手机不能解调出来，所以不能打电话。

步骤2： 本地室内分布天馈系统故障监测单元测试系统各级设备的信号匹配电平。是否由于系统链路的不平衡而造成覆盖系统工作的不正常。

5 结论及未来工作

室内分布系统在未来的需求量会越来越大，在大型小区高层楼宇内会发挥巨大的作用，然而室分系统的建设和维护依旧是重点和难点。通过对现网系统的应用研究，寻找新的突破点，构建出真正能够适用于现网通信设备的绿色、高效、具备网络自愈功能的智能系统，实现系统的自我管理功能，使得新型的室分系统适应能力全面提升，监控和维护更加智能、便捷、准确。

[1] 郝高麟. 无线移动网智能天线的建设与运行优化[J]. 数据通信，2011(6).

[2] 马向前. GSM室分系统干扰分析处理[J]. 数字新通信，2013.

[3] 王鼎鼎. 移动通信中室内分布覆盖的优化研究[D]. 上海：上海交通大学，2011.