【关键词】 AISG LTE 网络 远程 天线姿态  AISG连接器 AISG线缆组件/电调天线控制线 AISG四方法兰连接器

【摘要】 简要分析了在 LTE 网络中部署天线姿态感知系统的必要性，并针对实际部署时策略的选择进行了研究，指出了实际部署中存在的一些主要困难及应对措施，并归纳了几种安装场景及组网方案。 

　　一、天线姿态感知系统的作用及现状 
　　基站天线姿态是移动通信领域网络优化的重要内容，直接影响网络无缝覆盖、网络质量和客户感知。 
　　目前确定天线姿态参数通常是应用坡度仪和罗盘仪人工登塔， 主要存在以下问题： 
　　（1） 测量结果一定程度受到测量者综合素质的影响； 
　　（2） 人工高空作业，增加用工成本，存在不安全隐患； 
　　（3） 人工记录数据，不利于管理的网络化； 
　　（4） 人工检测姿态不具有连续性，无法实现动态实时监测。 
　　也有通过RS485总线采集天线姿态的感应器信息，再把相关数据通过无线网络汇总到中心软件处理平台进行分析管理的基站天线姿态感知系统，其存在着以下缺陷： 
　　1、需要大量SIM卡资源，SIM卡防盗及防盗打问题严重； 
　　2、需要再建立一个独立的网管平台，不方便接入基站平台； 
　　所以有必要研究出一种可以利用现有基站传输及基站网管的天线姿态感知系统。 
　　二、组网方案及问题研究 

　　2.1远程天线姿态感知系统原理 
　　为了实现天线电倾角的远程集中管控， AISG 组织开发了 AISG1.1 协议， 在此基础上3GPP 推出了 RET 系统，AISG 组织 2006 年推出的 AISG2.0兼容 RET，经过数年的发展，又衍生出了AISG-ES-RAE V2.1.0， 基站主设备厂家的新版 3G、4G 设备也都支持 AISG2.0 协议，为实现远程天线姿态感知系统部署打下了基础。 
　　RAE即天线信息化管理模块，在网优中关心的天线姿态参数有方位角、下倾角、挂高、经纬度，在AISG-ESRAE V2.1.0协议里都有体现，具体参看Table 8.3.2及Table 8.3.3： 
　　通过AISG的RAE协议我们可以利用现有基站传输将天线姿态感知系统接入基站网管中心，天线姿态感知系统架构如下，只需在现有电调天线系统中加了个天线姿态传感器：再通过AISG接口链接到RRU，通过RAE协议接入OSS。 

　　2.2远程天线姿态感知系统组网方案 
　　通常基站 （ 或机房）到RET设备（主要是RCU）的连接方式主要有二种： 
　　（1）RET设备连接至 Bias Tee，Bias Tee 通过馈线连接至主设备； 
　　（2）RET设备通过AISG线连接至分布式主设备 RRU的AISG 接口； 
　　如果基站距离天线非常远，超出AISG线作用范围 （通常大距离在 120 米～140 米）时，再或者电调线距离超长且站点雷击风险较大时，一般考虑采用种方式。 
　　在使用分布式主设备且 RRU 上塔安装 （ 上天面）时，由于RRU 距离天线较近，一般使用第二种方式天线通过AISG线与RRU 直连。 
　　天线姿态传感器也是一种RET设备，其理论上的安装组网方式应该和RCU一致，但是略有不同，主要是天线姿态传感器作为一种辅助设备而且都是后安装，必须考虑施工便捷性，同时不能影响网络的正常覆盖。根据 LTE 网络部署的实际情况，我们可以划分为三种不同场景的天线姿态传感器安装方式。 

　　2.2.1现网已经安装有RET设备 
　　这种简单，就和图2场景1一致，由于RET设备和天线姿态传感器比较近，所以建议天线姿态传感器直接通过AISG线缆级联在RET设备后面。 
　　2.2.2现网没有安装有RET设备，但是RRU离天线很近 
　　由于RRU和天线姿态传感器比较近，所以建议天线姿态传感器直接通过AISG线缆级联在RRU上，如图2场景2。 

　　2.2.3现网没有安装有RET设备，但是RRU离天线比较远 
　　这种情况就比较复杂了，由于RRU和天线姿态传感器比较远，所以直接通过AISG线缆级联在RRU上可行性很低，按照传统的办法就是通过Bias Tee利用射频电缆来馈电及OOK通信，由于SBT是串联在射频电缆上的，如果我们在一个现网运行的站点增加SBT必须断网，这个是不可能被允许的，所以SBT方案不可行，为了解决这种应用场景，我们提出了一种无线物联网组网方案，如图2场景3： 
　　该系统主要由天线姿态传感器和集中采集器组成。 
　　天线姿态传感器：负责采集各种传感器的原始数据，并通过相关算法解算出天线姿态。贴装在天线上方，太阳能供电，与集中采集器之间通过无线数传模块进行通信。 

　　集中采集器：负责协议转换，将私有协议转换成AISG协议。使用AISG线缆与RRU相连，AISG供电，通过AISG-ES-RAE v2.1.0协议与RRU通信。同时提供本地接口可以查询及设置天线姿态传感器。 
　　该方案的优点就是用无线通信及太阳能供电取代了AISG线缆，集中采集器通过协议转换将天线姿态传感器接入现有OSS，OSS操作上和前面2种场景没有区别，工程中对现网没有影响，同时免去拉线之苦。 
　　2.3实际问题及解决建议 
　　2.3.1天线方位角检测精度 
　　天线姿态参数中关键和难检测的就是方位角。 
　　目前天线方位角的获得主要是通过利用电子罗盘、测量获得地磁方位角，然后再通过当地的磁偏角补偿来获得天线方位角大小。主要缺陷是害怕周边磁性物体的干扰，而铁塔抱杆本身就是干扰源，导致监测精度不高，很难重复监测，难以适应网络优化的要求。 　　也有通过GPS载波相位差分定向，参考载波相位差分技术又称RTK（Real Time Kinematic）技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。即是将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。载波相位差分可使定位精度达到厘米级。大量应用于动态需要高精度位置的领域。 
　　其主要问题：1、能够提供原始载波相位的GPS价格不菲；2、同时受基线长度的要求导致装置一般比较长，无法简易安装在各种天线上方； 
　　我们采用了一种高精度的基于太阳光的方位角检测方法，其检测原理如下：地球的自转和地球绕太阳的公转导致了太阳位置相对于地面静止物体的运动”这种变化是周期性和可预测的”。所以的太阳方位角a z可以根据测量地点的地理位置和时间，结合天文学知识计算出来，终的方位角公式如下： 
　　假设天线的方位角为φ ，α为俯仰角，γ为横滚角，e l 为太阳高度角，a z 为太阳方位角，β为太阳敏感器入射角； 

　　则 
　　俯仰角和横滚角可以通过加速度传感器及陀螺仪传感器计算而出，太阳敏感器入射角可以通过太阳敏感器得到。 
　　2.3.2 RRU系统容量问题 
　　在工程中我们发现，RRU的1个AISG接口多只能带6个RET设备，如果采用AISG方式有线接入的时候需要注意不要超过了6个，尽量每个扇区天线 RCU和天线姿态传感器级联，分别连接至各自的 RRU。 
　　如果采用无线物联网组网方案，一般将天面所有天线姿态传感器都汇总到一个集中采集器再连至主设备中一个RRU，这个时候数量一般都超过6个，所以我们采用了虚拟天线子单元技术，为了减少RET设备，RAE在AISG协议中规定为多天线设备，根据天线子单元数量的不同，RET设备可以分为单天线和多天线。 单天线仅包含一个天线子单元。因此多天线可以认为是放置在一个天线罩中的多个单天线的集 合。 

　　RAE就是一种多天线RET。多天线设备在协议里有多个子单元，共用一个RET序列号。我们就是把一些相关的天线虚拟集合在一起共用一个RET序列号从而达到减少RET设备的目的。 
　　比如我们规定1个频段天线传感器为1个RAE设备，三种频段就只需要三个RET序列号，对于三扇区设备就有三个天线子单元，子单元1对应1扇区，子单元2对应2扇区，子单元3对应3扇区，依次类推，RET序列号由1扇区的天线传感器序列号扩展而来，保证了RET序列号的惟一性。按我们的拓扑结构用三个设备序列号就解决了9面天线传感器的接入。 
　　经过实际测试一个RET多可以带6个子单元，所以一个RRU理论上多可以接入36个天线姿态传感器。这样我们不但可以接入现网的LTE天线，如果有需要也能将2G，3G天线也接入4G基站网管 
　　三、系统改进建议 
　　通过在 LTE 系统部署远程天线姿态感知系统， 可以节省大量初期天线工参采集的时间和提高天线工参的采集精度， 同时为后续的优化仿真打下了良好的基础。 但同时也在实施中发现了一些实际问题， 需要后续主设备和天线姿态传感器厂家共同研究解决。 主要包括： 

　　1、本系统*利用现有基站传输网络及后台OSS，正因为如此其很多功能由于基站及OSS的支持问题而不能*发挥，所以下一步需要加强主设备OSS的沟通，做一些必要的二次开发，尤其是天线姿态主动告警，现在AISG新推出的AISG-ES-ASD V2.1.0已经较好的支持。 
　　2、只能检测不能控制的问题，现阶段只能检测天线姿态，如果天线姿态发生变化还是需要维护人员前去维护，如果能开发出远程二维（电下倾角方位角）可控天线更能节省维护成本。 
　　四、结语 
　　充分利用当前LTE基站对AISG支持完善的条件， 在LTE 网络部署远程天线姿态感知系统，利用现有基站网管系统实现远程天线姿态感知，将会极大地节省 LTE初期优化时间，并为后续优化维护打下坚实基础，显著提升了工作效率，节省成本，是一种值得全网推广应用的辅助优化方案。 
　　参 考 文 献 
　　[1] AISG Version 2.0： “Control Interface for Antenna Line Devices” 
　　[2] AISG extension Remote eAntenna Extension document version 2.1.0 
　　[3]蒋少东，闫 震LTE 网络大规模部署远程电调系统策略及问题的研究[J] 信息 通信. 2014 年第 11 期（总第143期）

本文转载行知部落，图片展示为上海科迎法电气科技有限公司所有