CN103384385A

CN103384385A - 一种用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统

Info

Publication number: CN103384385A
Application number: CN2013103041155A
Authority: CN
Inventors: 毛建洋; 吴志坚; 李鑫
Original assignee: Sunwave Communications Co Ltd
Current assignee: Sunwave Communications Co Ltd
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2013-11-06

Abstract

本发明涉及一种用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统，包括远端天馈系统告警信息采集装置，告警信息转发装置和网管中心；远端天馈系统告警信息采集装置，包括远端信号发射单元、多频合路器以及加贴被动式无源电子标签的室内天线；RU定时读取贴在天线上的电子标签序列号；每个RU负责所属天馈系统的故障数据采集与监控，所有RU把采集到的故障数据以及所属天馈子系统的拓扑结构数据发送到监控中心；告警信息转发装置包括近端信号接入单元和扩展单元；网管中心包括告警信息接收单元和告警显示单元。本发明有益的效果是：本发明提供一种天馈故障自动检测方案，降低人力、物力成本，提高检测效率，可以实时发现问题，缩短故障清除时间。

Description

一种用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统

技术领域

本发明涉及移动通信分布式天线系统领域，是一种用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统。

背景技术

移动通信号室内覆盖，是移动通信系统的重要组成部分。分布式天线系统作为一种新的室内信号覆盖方法，正受到越来越多的重视。一套分布式天线系统由信号接入单元（AU），信号扩展单元（EU），远端信号发射单元（RU），天馈系统四个部分组成。接入单元负责从基站引入信号，扩展单元负责把信号分发到各个远端单元，远端信号发射单元负责把信号发送到天馈系统，天馈系统最终完成信号的发射与接收。AU，EU，RU都已经有完善的监控方案实现状态与故障自动监测，但是作为整个系统的重要环节，天馈系统却还没有成熟的监控方法。原因在于天馈系统由无源器件组成，收集无源器件的状态信息比较困难。

目前天线故障检测都是靠人工完成，检测时需要专用设备。对于分布式天线系统来说，一套系统会涉及很多副天线，且天线安装位置大多处于天花板夹层之内。人工巡检天线状态费时费力，可能还会有一定危险性。为了解决天馈系统故障检测难题，本发明提出了一种天馈故障自动检测系统。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统，包括远端天馈系统告警信息采集装置，告警信息转发装置以及网管中心三部分；所述远端天馈系统告警信息采集装置，包括远端信号发射单元、多频合路器、以及加贴被动式无源电子标签的室内天线三部分；RU定时读取贴在天线上的电子标签序列号，根据读取结果判定天线是否工作正常，能正确读取序列号说明天线正常，不能正确读取序列号则说明天线有故障（每副室内天线内壁加贴被动式电子标签，该电子标签的序列号可被RU内部读卡模块识别。远端机定时读取贴在天线上的电子标签序列号，根据读取结果判定天线是否工作正常）；每个RU负责所属天馈系统的故障数据采集与监控，所有RU把采集到的故障数据以及所属天馈子系统的拓扑结构数据发送到监控中心，实现整个分布式天线系统的天馈故障自动监测；所述告警信息转发装置包括近端信号接入单元和扩展单元，RU的采集到的天馈系统告警信息通过光纤经EU传送给AU，AU通过以太网把告警信号传送给网管中心；所述网管中心包括告警信息接收单元，以及告警显示单元；告警信息接收单元实时接收来自多个分布式天线系统的天馈告警信号，告警显示单元实时显示每个RU天馈子系统的拓扑结构图以及子系统中每个天线的告警状态。

所述的远端信号发射单元RU包括天线告警监控模块和电子标签RFID读卡模块：所述告警监控模块控制电子标签RFID读卡模块发送读卡指令，接收模块的查询结果，根据查询结果判断天线的工作状态；所述电子标签RFID读卡模块接收来自告警监控模块的指令，并返回查询结果；读卡模块读卡信号采用920MHz--925Mhz频段。

所述的多频合路器POI，增加一个RFID信号合路通道，对来自RU射频通道的信号进行合路，同时把来自RFID读卡模块的射频信号合路到输出端。

所述的天线告警监控模块，根据天线的地址编码，推导出天馈网络中间节点的地址编码；根据网络中所有设备的地址编码，恢复出整个天馈子系统的拓扑结构，所有天线的状态能够在拓扑图上直观显示，实现对发生故障的天线位置准确定位。

本发明有益的效果是：本发明提供一种天馈故障自动检测方案，降低人力、物力成本，提高检测效率，可以实时发现问题，缩短故障清除时间。

附图说明

图1加入RFID读卡功能的RU原理框图；

图2天馈网络器件地址编码示意图；

图3天馈故障监控系统建立流程图；

图4天馈故障监控系统运行流程图；

图5天馈故障检测系统图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图5给出了一个本发明的应用实例。每个RU负责所属天馈系统的故障数据采集与监控，所有RU把采集到的故障数据以及所属天馈子系统的拓扑结构数据发送到监控中心，实现整个分布式天线系统的天馈故障自动监测。单个天馈子系统的信息，通过AU与EU转发到网管中心。网管中心实时接收来自多个分布式天线系统的天馈告警信号，实时显示每个RU天馈子系统的拓扑结构图以及子系统中每个天线的告警状态。

如图1所示，本发明在分布式天线系统远端机上增加RFID读卡模块，该模块使用920Mhz-925Mhz工作频段。读卡模块由主控单元，锁相环电路，信号调制器，信号解调器，射频发射单元，射频接收单元，环行器等几个部分组成。主控单元通过RS-485接口与远端机数字板通信，接收来自数字板的读卡指令，并把读取结果返回到数字板。读卡模块工作时发射的射频信号大小固定为30dBm，通过射频线缆连接到多频合路器上。

分布式天线系统，为了满足多频段多制式的要求，多频合路器是必不可少的设备。如图1所示，本方发明使用的多频合路器，除了对远端机射频通道合路外，还需增加一路RFID通道，该通道到合路器输出口的耦合度为10dB。RFID读卡模块产生的30dBm读卡信号，经过多频合路器后，到天线口功率为20dBm。

图1中的数字板是远端机的主控单元，运行监控程序。监控程序向RFID读卡模块发送读卡指令，接收模块的查询结果，建立本机天馈系统的监控网络。监控程序还负责把本地天馈系统的状态通过光纤网络发送到分布式天线系统的近端机，由近端机转发到监控中心。监控中心汇总所有远端机的信息，形成完整的分布式天线系统天馈监控网络。

本发明要求所有与分布式天线系统多频合路器相连接的天线上，加贴电子标签。本发明采用的电子标签为被动式电子标签，该类标签具有成本低廉，无需外部供电，并且使用寿命长等优点，最能满足需求。

在以上所述系统中，读卡模块发送射频信号，由多频合路器输出，经过天馈网络的功分器，耦合器等，最终由天线传给电子标签；电子标签收到读卡信号后，发射携带标签序列号的的射频信号，该信号由天线接收，经过天馈网络的功分器，耦合器等返回给读卡模块，读卡模块解析出电子标签序列号。由此可知，如果能正确读取某路天线的电子标签序列号，说明从RU到该天线链路无故障，反之如无法正确读取，则说明该链路有故障。

现实应用中，一个远端机连接多副室内天线，原始的电子标签序列号是一个数据，不同的电子标签序列号之间并没有逻辑关系，因此也没办法用序列号直接反映天线之间的连接关系。为了真实反应天馈系统网络拓扑结构，对产生故障的天线进行精确定位，本发明提出了一种天馈系统地址编码方法。与同一台远端机相连接的所有天线以及中间连接设备组成一个独立网络，网络中的所有器件使用一个唯一的地址编码，该地址编码采用如下规则：

1.设备地址编码，长度为4个字节,用16进制表示0Xxxxxxxxx

2.4个字节共8个16进制数，从高位开始每个16进制数的位置表示设备在网络中的级数，16进制数的数值表示设备在该级中的序号。

图2给出了一个天馈网络中设备地址的分配情况，天线5的地址0x11120000,表示它是第4级的第2个设备，它的上级设备是0x11100000。

图3描述了天馈监控网络形成的流程。室内分布系统天馈网络铺设完成，确保网络中所有的室内天线都贴上被动式电子标签。使用远端机的本地监控软件读取每个天线的电子标签序列号，根据地址编码规则，为每个电子标签输入地址编码，建立天线、标签和设备地址编码的对应关系。天线的地址编码列表建立之后，还需要建立中间节点如功分器、耦合器的地址编码表，这样才能形成完整的天馈系统网络。

本发明采用一种算法从天线编码表中自动恢复出中间节点的地址编码表。天线在天馈网络中属于叶子节点，每个天线只存在父节点不存在子节点。每个地址编码的十六进制数中非零个数表明该设备在该网络中的级数，只要把最后一个十六进制数清零，就能得到这个设备的父节点地址编码。第一步，根据该方法推导出所有天线的父节点地址编码，由于可能多个天线属于同一个父节点，因此还需要删除其中重复的节点；第二步，以新增的节点编码为基础，推导出这些新增节点的父节点，同样删除其中重复的节点；重复第二步操作，直到推导出第一级节点为止。

每个地址表征了设备在网络中的拓扑位置，因此远端机监控程序根据推导出的完整设备地址列表，画出天馈系统的拓扑网络图，每个天线的状态信息可以在图上直观显示。监控程序根据一个设定的轮询周期定时查询每个天线的序列号，如果能正常查询该序列号，则表示该天线正常，如果不能正常查询，则说明该天线异常，产生天线故障告警，异常的天线可以在拓扑图上实时显示。轮询周期可以根据需要灵活设置，周期越短，发现故障的实时性越强，相应的系统开销也会上升。

一套分布式天线系统，会连接多个远端机。开站时，每个远端机把所属的天馈网络设备地址列表发送给近端机，近端机再把这些信息转发到远程监控中心。监控中心根据地址列表展现每个远端机的天馈网络拓扑结构。系统正常运行过程中，每个远端机定时查询各自的天线状态，如果有异常则产生故障告警，同时把告警的天线地址上报给监控中心，监控中心收到告警后更新该远端机的天馈系统拓扑图，标注告警的天线位置，同时生成故障排查单提交给工程维护人员。网管中心可以通过以太网同时监控多个分布式天线系统的天馈天馈状态，实现集中化的故障管理，节约人力物力资源。

以上即为本发明的实现原理与过程。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统，其特征在于：包括远端天馈系统告警信息采集装置，告警信息转发装置以及网管中心三部分；所述远端天馈系统告警信息采集装置，包括远端信号发射单元、多频合路器、以及加贴被动式无源电子标签的室内天线三部分；RU定时读取贴在天线上的电子标签序列号，根据读取结果判定天线是否工作正常，能正确读取序列号说明天线正常，不能正确读取序列号则说明天线有故障；每个RU负责所属天馈系统的故障数据采集与监控，所有RU把采集到的故障数据以及所属天馈子系统的拓扑结构数据发送到监控中心，实现整个分布式天线系统的天馈故障自动监测；所述告警信息转发装置包括近端信号接入单元和扩展单元，RU的采集到的天馈系统告警信息通过光纤经EU传送给AU，AU通过以太网把告警信号传送给网管中心；所述网管中心包括告警信息接收单元，以及告警显示单元；告警信息接收单元实时接收来自多个分布式天线系统的天馈告警信号，告警显示单元实时显示每个RU天馈子系统的拓扑结构图以及子系统中每个天线的告警状态。

2.根据权利要求1所述的用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统，其特征在于：所述的远端信号发射单元RU包括天线告警监控模块和电子标签RFID读卡模块：所述告警监控模块控制电子标签RFID读卡模块发送读卡指令，接收模块的查询结果，根据查询结果判断天线的工作状态；所述电子标签RFID读卡模块接收来自告警监控模块的指令，并返回查询结果；读卡模块读卡信号采用920MHz--925Mhz频段。

3.根据权利要求1所述的用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统，其特征在于：所述的多频合路器POI，增加一个RFID信号合路通道，对来自RU射频通道的信号进行合路，同时把来自RFID读卡模块的射频信号合路到输出端。

4.根据权利要求1所述的用于分布式天线系统的天馈故障自动检测系统，其特征在于：所述的天线告警监控模块，根据天线的地址编码，推导出天馈网络中间节点的地址编码；根据网络中所有设备的地址编码，恢复出整个天馈子系统的拓扑结构，所有天线的状态能够在拓扑图上直观显示，实现对发生故障的天线位置准确定位。