CN100437033C - 一种天馈系统物理故障检测与告警方法 - Google Patents

一种天馈系统物理故障检测与告警方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种天馈系统物理故障检测装置及检测与告警方法，属于无线通信领域。所述装置利用一个内置或外置于天线馈线系统中的天线上的轴向角度检测单元，建立与天线本身的三轴轴角度具有固定对应的关系。本发明还提供了一种天馈系统物理故障检测与告警方法，设定轴向角度检测传感器的轴向轴角变化度和变化率的检测阀值；通过天线馈线系统或检测电缆传递上述的轴向角度检测信号至通信基站，通信基站监测收到的信号，当该信号超过阀值时，提出报警。本发明用于无线蜂窝网天馈系统物理故障的远端检测。

Description

一种天馈系统物理故障检测与告警方法
技术领域
本发明涉及无线网络领域，特别涉及一种天馈系统物理故障检测与告警方法。
背景技术
无线蜂窝网的天馈系统包括天线、天线支架、馈线和铁塔等部件。在无线蜂窝通信系统中，天线或含有其他功能的天线组件通常放置在基站远处的铁塔上，用于收发无线信号。天线的位置参数如俯仰角、水平指向和左右偏移角都对无线网络的性能有很大的影响。大多数天线处于室外严酷的环境条件下，特别是恶劣的天气很可能使天线的这些参数发生变化。譬如，天线和铁塔上的积雪使天线支架或铁塔发生角度的变化，台风或飓风使天线和铁塔发生不可恢复的形变。当天线或铁塔发生物理损伤或变化后，原先系统设置的天线指向和下倾角就有可能发生变化，这些最终就会改变天线原来确定的物理参数，给原设计好的无线网络的性能带来不利的影响。譬如会引起无线网络的覆盖变化、容量下降等等。
由于无线蜂窝网覆盖地域广阔，通常一个无线网有成千上万的基站。这些处于网络末段的基站分布在各个地方。对这些末段设备系统期望以远端检测的手段来维护，避免到数量庞大的各站点进行现场的测试。而天线位于铁塔顶部，进行天线的检测更为困难。及时发现天线安装后物理位置参数的变化是发现问题的关键。
现有技术中的解决方案之一是：通过人工现场目测和使用角度测试装置到现场进行测量天线的位置参数。其缺点是需要到现场进行测试。由于基站分布广泛，测试效率低下。特别是一些天线位于偏远的地区，以及置于高塔上，到达现场的代价就不小，天线的定期维护非常困难。
现有技术中的另一种解决方案是：通过无线网络性能质量的变化来判断。当网络质量下降后，可能会是天线安装参数发生变化造成，这样通过网络无线性能质量异常推断需要检查的天线，以减少天线检测数量。其缺点是由于网络无线性能质量与多种因素相关，很难有效的定位到天线安装参数变化的问题上。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中无法及时、有效地发现天线安装后物理位置参数的变化的技术问题，提供一种天馈系统物理故障检测装置及检测与告警的方法。
本发明提供了一种天馈系统物理故障检测装置，包括轴向角度检测单元，所述轴向角度检测单元位于天馈系统的天线上，所述检测单元输出的轴向角度检测信号输入到基站。
所述轴向角度检测单元包括轴向角度传感器和用于放大和模数转换的信号处理电路，所述轴向角度传感器与天线的轴向具有固定对应关系，所述传感器的输出信号输入到信号处理电路的输入端。
所述轴向角度传感器为一轴角度传感器、或两轴角度传感器、或三轴角度传感器。
所述轴向角度检测单元位于天线内部。
所述轴向角度检测单元的输出信号通过馈线与基站连接。
所述轴向角度检测单元固定于天线外部。
所述检测单元的输出信号通过单独设置的通信电缆或光纤或无线链路与基站连接。
本发明还提供了一种利用上述天馈系统物理故障检测装置的告警方法，所述方法包括以下步骤：
天线安装完毕后，轴向角度检测单元向基站发送天线当天的初始轴向角度检测信号；
在所述基站上设定报警阀值，所述报警阀值包括轴向角度检测信号变化度报警阀值和轴向角度检测信号变化率报警阀值；
轴向角度检测单元对天线的轴向角度进行监测，将轴向角度检测信号发送至基站；
所述基站收到轴向角度检测信号后，监测收到的信号，参照轴向角度检测信号初始值计算得出轴向角度检测信号变化度，并在一定时间间隔内计算轴向角度检测信号变化率；
所述基站将轴向角度检测信号变化度和轴向角度检测信号变化率与对应的报警阀值比较；
如果轴向角度检测信号变化度超过轴向角度检测信号变化度报警阀值，则触发告警；
如果轴向角度检测信号变化率超过轴向角度检测信号变化率报警阀值，则触发告警。
所述报警阀值可以通过网络管理系统对网络内的各基站进行设置，也可以通过基站本地维护台进行设置。
本发明的有益效果是：
1、通过系统的远端检测技术，能够集中监测和管理天馈系统的物理参数变化，提高了故障的检测率和减低了设备的维护成本，最终提供了网络的无线性能。
2、由于其检测和报警是实时、自动的，所以现场进行测试的基站分布范围不受限制，测试效率高。
附图说明
图1是本发明所涉及的蜂窝通信系统的结构图。
图2是本发明所述检测装置的结构示意图之一。
图3是本发明所述检测装置的结构示意图之二。
图4是本发明所述检测装置的结构示意图之三。
图5是本发明所述检测和报警方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明。
图1描述了蜂窝通信系统的基站之间的结构。无线通信系统通常由基站和基站控制器组成的无线接入网和核心网构成。在核心网上通过网络管理系统来对无线网进行系统的管理与维护，包括故障的检测与告警处理。
以下实施例中的轴向角度检测单元中的传感器采用三轴角度传感器，因而轴向角度检测单元在实施例中称为三轴角度检测单元。
图2是本发明的实施例结构示意图。三轴角度检测单元2安装在天线部件1内部，所述三轴角度检测单元2输出信号通过天线部件1的馈线口1-1和馈线与基站连接。所述三轴角度检测单元2包括三轴角度传感器和用于放大和模数转换的信号处理电路，所述三轴角度传感器与天线部件1的三轴具有固定对应关系，所述三轴角度传感器的输出信号输入到信号处理电路的输入端，所述信号处理电路的输出信号为三轴角度检测单元2的输出信号，通过天线部件1的馈线口1-1与基站设备建立信息交互。
图3是本发明所述天馈系统物理故障检测装置的第二个实施例的结构示意图。三轴角度检测单元2安装在天线部件1内部，所述三轴角度检测单元2输出信号通过天线部件1的外部通信接口1-2和单独设置的通信电缆或光纤或无线链路与基站连接。所述三轴角度检测单元2包括三轴角度传感器和用于放大和模数转换的信号处理电路，所述三轴角度传感器与天线的三轴具有固定对应关系，所述三轴角度传感器的输出信号输入到信号处理电路的输入端，所述信号处理电路的输出信号为三轴角度检测单元2的输出信号，通过天线部件1的外部通信接口1-2与基站设备建立信息交互。
图4是本发明所述天馈系统物理故障检测装置的第三个实施例的结构示意图。三轴角度检测单元2安装在天线部件1外部，所述三轴角度检测单元2的输出信号通过天线部件1的外部通信接口2-1和单独设置的通信电缆或光纤或无线链路与基站连接。所述三轴角度检测单元2输出信号通过通信电缆与基站连接。所述三轴角度检测单元2包括三轴角度传感器和用于放大和模数转换的信号处理电路，所述三轴角度传感器与天线的三轴具有固定对应关系，所述三轴角度传感器的输出信号输入到信号处理电路的输入端，所述信号处理电路的输出信号为三轴角度检测单元2的输出信号，通过天线部件1的外部通信接口2-1与基站设备建立信息交互。
在上述实施方案中，轴向检测单元中的传感器也可以采用二轴角度传感器或一轴角度传感器。
参见图5，本发明还提供了一种天馈系统物理故障检测装置的检测与告警方法，包括以下步骤：
步骤101：天线安装完毕后，三轴角度检测单元向基站发送天线当天的三轴角度检测信号，即初始三轴角度检测信号，如三轴的初始信号分别为：91度，0度，87度；
步骤102：在基站上设定三轴角度检测信号变化度和三轴角度检测信号变化率的报警阀值，如三个轴的三轴角度检测信号变化度的阀值为+/-5度，其变化率的阀值为0.2度/秒，以上所述阀值可以设置或更改；所述告警阀值可以通过网络管理系统对网络内的各基站进行设置，也可以通过基站本地维护台进行设置；
步骤103：三轴角度检测单元对天线的三轴角度进行监测，得到值为88度，2度，90度，将该三轴角度检测信号发送至基站；
步骤104：基站收到三轴角度检测信号后，将收到的三轴角度检测信号减去三轴角度检测信号初始值计算得出三轴角度检测信号变化度分别为：-3度，2度，3度，并在一段时间如10秒内内检测并计算得出三轴角度检测信号变化率，分别为-0.3度/秒，0.2度/秒，0.1度/秒；
步骤105：将三轴角度检测信号变化度-3度，2度，3度与对应的报警阀值+/-5度比较，这时，三轴角度检测信号变化度都没有超过三轴角度检测信号变化度报警阀，所以不触发告警；
步骤106：将三轴角度检测信号变化率-0.3度/秒，0.2度/秒，0.1度/秒与对应的报警阀值0.2度/秒比较，这时X轴向角度检测信号变化率超过三轴角度检测信号变化率报警阀值，如果该现象持续一定时间，说明天线组件受到异常的变动，系统触发告警。
以上只是对本发明的优选实施方式进行了描述，本领域的技术人员在本发明技术的方案范围内，进行的通常变化和替换，都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1、一种利用天馈系统物理故障检测装置的检测与告警方法，其特征在于，所述天馈系统物理故障检测装置包括轴向角度检测单元和基站，所述轴向角度检测单元位于天馈系统的天线上，所述检测单元输出的轴向角度检测信号输入到基站；所述方法包括以下步骤：
天线安装完毕后，轴向角度检测单元向基站发送天线当天的初始轴向角度检测信号；
在所述基站上设定报警阀值，所述报警阀值包括轴向角度检测信号变化度报警阀值和轴向角度检测信号变化率报警阀值；
轴向角度检测单元对天线的轴向角度进行监测，将轴向角度检测信号发送至基站；
所述基站收到轴向角度检测信号后，监测收到的信号，参照轴向角度检测信号初始值计算得出轴向角度检测信号变化度，并在一定时间间隔内计算轴向角度检测信号变化率；
所述基站将轴向角度检测信号变化度和轴向角度检测信号变化率与对应的报警阀值比较；
如果轴向角度检测信号变化度超过轴向角度检测信号变化度报警阀值，则触发告警；
如果轴向角度检测信号变化率超过轴向角度检测信号变化率报警阀值，则触发告警。
2、根据权利要求1所述的检测与告警方法，其特征在于，所述报警阀值通过网络管理系统对网络内的各基站进行设置，或通过基站本地维护台进行设置。
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