aisg lte 網(wǎng)絡 遠程 天線姿態(tài)aisg連接器 aisg線纜組件/電調天線控制線 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)化的重要內容，直接影響網(wǎng)絡無縫覆蓋、網(wǎng)絡質量和客戶感知。
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） 測量結果一定程度受到測量者綜合素質的影響；
（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；
（4） 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)架構如下，只需在現(xiàn)有電調天線系統(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；
（2）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)議轉換，將私有協(xié)議轉換成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：地球的自轉和地球繞太陽的公轉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。按我們的拓撲結構用三個設備序列號就解決了9面天線傳感器的接入。
經過實際測試一個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、結語
充分利用當前l(fā)te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*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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