CN103458448B - 一种通信网络故障诊断方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信网络故障诊断方法及设备，该方法包括：基站采集并记录电磁干扰信号；所述基站获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰，本发明对通信故障发生时的电磁干扰信号事件进行记录，分析并诊断出故障原因是否为自然界电磁干扰，优化了基站和移动终端之间通信故障的诊断流程，降低了原有解决问题流程的时间和资源成本，且能够对自然界电磁干扰进行诊断，提高了故障诊断的及时性和准确性。

Description

一种通信网络故障诊断方法及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种通信网络故障诊断方法及设备。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，人们的日常生活对数据通信网络的依赖程度越来越高，网络通信出现故障造成影响的严重性日益增强，因此，当网络通信故障时，能够迅速准确诊断出故障原因的诊断方案日渐成为网络设备用户的关注的焦点。

目前检测通信网络信令或者数据传输是否正常运行，以及终端和基站是否能够正常通信，是通过监控基站天线的射频工作状态实现的，即，通过在基站中增加天线监控部，监控并返回当前故障的天线个数和正常运行的天线个数。

现有的这种故障监控方案，是在基站上发现无线故障后，仅仅将当前故障天线的数目通知控制单元，对现网的基站无线故障原因诊断并无帮助。

而且，当基站的射频天线发生故障或者受到周围的电磁环境干扰时，基站范围内的终端无法正常接收到当前的基站信号时，若基站返回当前基站射频正常工作的信号，这样就无法诊断终端不能接收现网信号的原因。若基站返回当前基站射频故障的天线及数目，需要技术人员到现场进行重复测试，诊断故障原因。对于瞬时发生的故障，网络条件转瞬即逝，通信网络和设备的故障来源可能是外部环境因素，事后再去现场测试时，通信网络问题很难复现。

发明内容

本发明实施例提供一种通信网络故障诊断方法及设备，用以实现对通信网络故障的有效诊断。

本发明实施例提供了一种基站，包括：电磁信号采集模块、存储模块和分析模块，其中：

所述电磁信号采集模块，用于采集电磁干扰信号；

所述存储模块，用于记录所述电磁信号采集模块采集到的电磁干扰信号；

所述分析模块，用于获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰。

本发明实施例还提供一种通信网络故障诊断方法，所述方法包括：

基站采集并记录电磁干扰信号；

所述基站获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰。

与现有技术相比，本发明的上述实施例具有以下有益技术效果：

本发明实施例通过基站采集记录电磁干扰信号，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰。本发明实施例能够对通信故障发生时的电磁干扰信号事件进行记录，分析并诊断出故障原因是否为自然界电磁干扰，优化了基站和移动终端之间通信故障的诊断流程，降低了原有解决问题流程的时间和资源成本，且能够对自然界电磁干扰进行诊断，提高了故障诊断的及时性和准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的通信网络故障诊断流程示意图之一；

图2为本发明实施例提供的基站的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的通信网络故障诊断流程示意图之二；

图4为本发明实施例提供的通信网络故障诊断流程示意图之三。

具体实施方式

针对瞬时产生的通信网络外部因素造成的通信故障，现有的通信网络故障诊断方法诊断流程复杂繁琐且无法有效诊断出故障原因的问题，本发明实施例实时采集基站侧的电磁干扰信号，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并通过判断电磁干扰信号的特点，分析并诊断出故障原因是否为自然界电磁干扰，优化了基站和移动终端之间通信故障的诊断流程，降低了原有解决问题流程的时间和资源成本，提高了通信网络故障诊断的及时性和准确性。

电磁干扰信号可以包括：由于雷暴、自然脉冲等自然原因等偶发因素产生的剧烈的、对基站稳定运行会产生影响的电磁信号，还可以包括其它信号源电磁干扰，即在指定频段上产生的白噪声干扰或异网信号干扰，该干扰信号为其他信号源电磁干扰信号(例如，会议干扰器等其他无线通信信号干扰源)。

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种通信网络故障诊断流程，该方法包括以下步骤：

步骤101，基站采集并记录电磁干扰信号。

步骤102，当基站获知发生通信故障时，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号。

具体的，基站可以通过以下方式获知发生通信故障：基站自身检测到通信故障，或者系统管理员输入通信故障诊断指令时获知发生通信故障(例如当管理员通过监控基站天线工作状态检测到通信故障时发出该指令)。即，触发基站进行通信故障诊断的方式可以是上述两种方式之一。所述故障时间段可以是故障时间点前后的一段时间，该时间段长度可根据需要设置。

步骤103，基站判断该电磁干扰信号的特点是否符合自然界电磁干扰的特点，若是，执行步骤104；否则，执行步骤105以进一步诊断故障原因。

具体的，如雷电等自然界电磁干扰具有瞬时突发、强度较大的特点，因此若获取到的电磁干扰信号的强度瞬时变化大于设定阈值和/或持续时间小于设定阈值，则基站判断通信故障原因为自然界电磁干扰。

步骤104，基站诊断通信故障原因为自然界电磁干扰，并进一步输出诊断结果。

步骤105，通过模拟终端的接入过程对基站系统进行检测。

步骤106，判断是否为基站系统故障，若不是基站系统故障，则执行步骤107；否则，执行步骤108。

步骤107，诊断通信故障原因为其它信号源电磁干扰，并进一步输出诊断结果。

步骤108，诊断通信故障原因为基站系统故障，并进一步输出诊断结果。

在本发明实施例中，通过模拟终端的接入过程对基站系统进行检测的步骤也可以在基站获知发生通信故障时执行，若判断通信故障不是基站系统故障造成的，再获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰。即，当基站获知发生通信故障时，若模拟终端未成功接入基站，则基站判断通信故障原因为基站系统故障；若模拟终端成功接入基站(基站系统工作正常)，基站获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因为自然界电磁干扰或者其它信号源电磁干扰。

无论在上述哪个流程中，基站都要实时采集并记录电磁干扰信号。

进一步的，若基站系统工作正常，且未存在电磁信号干扰的情况下，认为基站侧电磁环境正常且基站本身工作正常，通信故障原因可能是移动终端侧的原因造成，因此可以结合移动终端的相关数据进行辅助分析以得到故障原因诊断结果。

具体的，若基站覆盖小区内距离基站较远距离的移动终端所在地存在其他电磁干扰源，而该电磁干扰源仅对该移动终端附近区域产生影响，而对基站区域没有影响(例如，移动终端附近存在会议干扰器，或者移动终端位于小区交界区域产生的乒乓效应等)，在这种情况下，需要移动终端采集电磁干扰信号并上报给基站，以便基站诊断通信故障原因。基站根据移动终端上报的数据进行诊断通信故障原因的流程如下：

若移动终端检测到该移动终端与基站之间发生网络通信故障，当通信恢复正常后，移动终端将采集到的电磁干扰信号发送给基站，或者移动终端通过WIFI(无线保真)将采集到的电磁干扰信号发送给基站，其中，该电磁干扰信号可包括干扰频段上的信号强度和时间等信息。基站查询在该移动终端采集到电磁干扰信号的时间段内，是否存在基站的电磁干扰信号记录，若未查询到，则诊断故障原因为移动终端侧的其他信号源电磁干扰。

具体的，由于自然界电磁干扰造成的网络通信故障，对于基站侧和移动终端侧都会产生影响，因此，在基站侧就会采集到电磁干扰信号，按照上述步骤101-108即可及时诊断出故障原因，相对于对移动终端上报的电磁干扰信号进行分析得到诊断结果，更为及时快速。当然，基站对接收到移动终端上报的电磁干扰信号进行分析，通过判断该电磁干扰信号的强度瞬时变化大于设定阈值和/或持续时间小于设定阈值，且在相应时间段内查询到基站侧的电磁干扰信号记录，则可以进一步验证根据基站采集的电磁干扰信号所分析得到的诊断结果(通信故障原因为自然界电磁干扰)。

本发明实施例的上述通信网络故障诊断方法，应用于包括基站10和移动终端20的网络架构中，如图2所示。本发明实施例提供的基站10包括：通信主控模块11、天线射频模块12、电磁信号采集模块13、功率采集模块14、存储模块15、模拟终端处理模块16以及分析模块17。其中，通信主控模块11和天线射频模块12为现有基站的模块，其余模块为本发明实施例新增模块。

其中，通信主控模块11用于处理移动终端和核心网之间的无线通信连接，以及当基站与终端之间无线通信出现问题时，触发分析模块17分析诊断当前故障原因；天线射频模块12用于发射和接收无线射频信号；电磁信号采集模块13用于实时采集电磁干扰信号，并将采集到的电磁干扰信号上报给分析模块17；功率采集模块14用于采集并记录电磁干扰信号的功率，并上报给分析模块17；存储模块15用于存储采集到的各个小区信号功率数据以及电磁干扰信号数据；模拟终端处理模块16用于模拟终端的无线通信接入和连接能力；分析模块17用于在发生通信故障时，分析诊断故障原因。

基于基站10的上述模块划分，结合图3、4对本发明实施例提供的通信网络故障诊断流程，做详细描述。本发明实施例提供的通信网络故障诊断方法包括以下步骤：

步骤301，基站10采集并记录电磁干扰信号。

具体的，电磁信号采集模块13采集基站环境中的电磁干扰信号信息(包括：电磁信号的频段、磁场强度、采集时间等)，优选的，在电磁信号采集模块13中预设有电磁干扰信号的频率和/或磁场强度的阈值，当电磁信号采集模块13采集到的电磁干扰信号的频率和/或磁场强度大于或等于该阈值时，向分析模块17上报该电磁干扰信号，并由存储模块15记录该电磁干扰信号。

步骤302，当通信主控模块11检测到发生通信故障时，触发分析模块17获取故障时间段内的电磁干扰信号记录。

具体的，通信主控模块11通过监控天线射频模块12接收和/或发送信号的情况判断基站与移动终端之间的通信是否出现故障。优选的，当天线射频模块12接收和/或发送信号异常时，通信主控模块11首先检测基站的信号动力和/或无线配置，以排除由基站的信号动力和/或无线配置引起的网络通信故障。

步骤303～304，分析模块17根据通信故障时间段，向存储模块15发起查询请求，并接收存储模块15的查询结果。

具体的，当确认基站的信号动力和/或无线配置正常时，通信主控模块11将故障发生的时间段发送给分析模块17，以触发分析模块17向存储模块15获取电磁干扰信号记录。

步骤305，若分析模块17查询到电磁干扰信号记录，则执行步骤306；否则，执行步骤308。

步骤306，分析模块17判断该电磁干扰信号的强度瞬时变化大于设定阈值和/或持续时间小于设定阈值，若是，则执行步骤307，否则，执行步骤308。

由于天气变化产生的太阳爆斑、雷暴等电磁干扰信号相对于其他信号源电磁干扰信号来讲，具有强度不稳定、持续时间较短的特点，因此，通过判断电磁干扰信号的稳定性以及持续时间即可确定出电磁干扰源是否为自然界电磁干扰。

步骤307，分析模块17诊断故障原因为自然界电磁干扰，并向通信主控模块11反馈诊断结果。

步骤308，分析模块17启动模拟终端处理模块16进行接入测试。

具体的，模拟终端处理模块16与通信主控模块11之间进行终端接入和业务操作测试(基准测试)，用以检测基站有线连接是否正常。

步骤309，分析模块17判断是否通过接入测试，若接入测试未通过，则执行步骤310；否则，执行步骤311。

步骤310，通信主控模块11诊断故障原因为基站有线通信连接故障。

步骤311，在模拟终端处理模块16和天线射频模块12之间进行空口测试，并将测试结果发送给分析模块17。

具体的，当接入测试通过后，在模拟终端处理模块16的射频天线与天线射频模块12之间进行空口测试，用以检测基站天线通信是否正常。

步骤312，分析模块17判断是否通过空口测试，若未通过，则执行步骤313；否则，执行步骤314。

步骤313，分析模块17诊断故障原因为基站天线故障。

步骤314，若分析模块17判断有电磁干扰信号记录，则诊断故障原因为其他信号源电磁干扰，并将诊断结果反馈给通信主控模块11。

具体的，如果存在同频段同频点同种制式(例如，同为GSM/TD-SCDMA等无线制式)的电磁干扰信号源，例如，基站所在地由于有会议干扰器等其他无线通信信号干扰源，若该信号干扰源发射的电磁信号与基站发射信号的频段、频点以及制式相同，则会导致本基站范围内的移动终端在制定频段上受到白噪声干扰或异网信号干扰，从而无法正常接入到基站通信网络。因此，当发生通信故障时，若排除自然界电磁干扰的情况，且排除基站系统故障(包括基站有线连接以及天线射频故障)后，即可诊断出故障原因为其他信号源电磁干扰。

其他信号源电磁干扰是由机电或其他人工装置产生电磁能量干扰，其中一部分是专门用来发射电磁能量的装置产生的，如广播、电视、通信、雷达和导航等无线电设备，称为有意发射干扰。另一部分是在完成自身功能的同时附带产生电磁能量的发射，如交通车辆、架空输电线、照明器具、电动机械、家用电器以及工业、医用射频设备等产生的，称为无意发射干扰。

其他信号源电磁干扰源包括相邻小区基站功率干扰，对于相邻小区基站功率干扰造成的网络通信故障，本发明实施例可以进一步通过以下方法进行诊断：

功率采集模块14采集并记录电磁干扰信号的功率，在步骤305中，若分析模块17查询到电磁干扰信号记录，则将采集到的电磁干扰信号的功率与预存的相邻小区功率比较，若匹配，则分析模块17诊断故障原因为相邻小区功率干扰。在本步骤中，匹配相邻小区功率与判断是否为自然界电磁干扰信号这两个步骤的执行顺序不限。

另外，判断采集到的电磁干扰信号是否为相邻小区功率干扰，也可以在步骤314诊断出故障原因为其他信号源电磁干扰之后执行。通过匹配相邻小区功率诊断通信故障原因是否为相邻小区功率干扰为现有技术，在此不再赘述。

优选的，在步骤314中，分析模块17还可以进一步获取当前的电磁干扰信号，并结合电磁干扰历史记录和空口测试结果诊断通信故障原因。

若分析模块17诊断出网络故障原因为其他信号源电磁干扰(包括相邻小区功率干扰或会议干扰器等其他无线通信信号干扰源产生的电磁干扰)，还可以触发通信主控模块11控制天线射频模块12增加发射功率，以使发射功率大于电磁干扰信号的功率，从而消除该电磁干扰信号对通信网络的影响。

在基站获知发生通信故障时，基站可以先进行基站系统检测，再判断电磁干扰信号，也可以先判断电磁干扰信号，再进行基站系统检测。

在先进行基站系统检测的故障诊断流程中的基站，与先获取电磁干扰信号进行判断的故障诊断流程中的基站结构相同，区别在于模拟终端处理模块和分析模块的功能不同。

先进行基站系统检测的故障诊断流程中的基站中，模拟终端处理模块，用于模拟终端接入过程对基站系统进行检测，以判断是否为基站系统故障。

分析模块，具体用于当根据所述模拟终端处理模块的检测结果判断不是基站系统故障时，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因为自然界电磁干扰或者其它信号源电磁干扰。

通过上述描述可以看出，本发明实施例通过基站采集记录电磁干扰信号，在获知发生通信故障时，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰。本发明实施例能够对通信故障发生时的电磁干扰信号事件进行记录，分析并诊断出故障原因是否为自然界电磁干扰，优化了基站和移动终端之间通信故障的诊断流程，降低了原有解决问题流程的时间和资源成本，且能够对自然界电磁干扰进行诊断，提高了故障诊断的及时性和准确性。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种基站，其特征在于，包括：电磁信号采集模块、存储模块和分析模块，其中：

所述电磁信号采集模块，用于采集电磁干扰信号；

所述存储模块，用于记录所述电磁信号采集模块采集到的电磁干扰信号；

所述分析模块，用于获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰；

其中，所述分析模块具体用于，若获取到的电磁干扰信号的强度瞬时变化大于设定阈值和/或持续时间小于设定阈值，则判断通信故障原因为自然界电磁干扰。

2.如权利要求1所述的基站，其特征在于，还包括模拟终端处理模块，

所述分析模块，具体用于在获知发生通信故障时，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰；还用于当判断不是自然界电磁干扰时，触发所述模拟终端处理模块通过模拟终端接入过程对基站系统进行检测，以判断是否为基站系统故障；以及在根据所述模拟终端处理模块的检测结果判断不是基站系统故障时，判断通信故障原因为其它信号源电磁干扰；

所述模拟终端处理模块，用于通过模拟终端接入过程，对基站系统进行检测，以判断是否为基站系统故障。

3.如权利要求1所述的基站，其特征在于，还包括模拟终端处理模块，

所述模拟终端处理模块，用于模拟终端接入过程对基站系统进行检测，以判断是否为基站系统故障；

所述分析模块，具体用于在获知发生通信故障时，触发所述模拟终端处理模块对基站系统进行检测，当根据所述模拟终端处理模块的检测结果判断不是基站系统故障时，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因为自然界电磁干扰或者其它信号源电磁干扰。

4.如权利要求1所述的基站，其特征在于，所述分析模块还用于，若故障时间段内没有电磁干扰信号，则触发模拟终端处理模块通过模拟终端接入过程对基站系统进行检测，以判断是否为基站系统故障。

5.如权利要求2、3或4所述的基站，其特征在于，所述模拟终端处理模块具体用于，进行有线接入测试；以及当有线接入测试结果正常时，进行天线空口测试；

所述分析模块具体用于，当所述模拟终端处理模块的接入测试结果不正常时，诊断故障原因为基站有线连接故障；以及用于当所述模拟终端处理模块的当空口测试结果不正常时，诊断故障原因为基站天线故障。

6.如权利要求1所述的基站，其特征在于，还包括接收模块，用于接收终端上报的电磁干扰信号；

所述分析模块还用于，当在移动终端采集到电磁干扰信号的时间段内，未查询到电磁信号干扰记录时，诊断故障原因为移动终端侧的其它信号源电磁干扰。

7.如权利要求1所述的基站，其特征在于，还包括检测模块，用于在所述分析模块获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号之前，检测基站的信号动力和/或无线配置是否正常；

所述分析模块具体用于，在所述检测模块未检测出基站的信号动力和/或无线配置故障的情况下，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号。

8.如权利要求1所述的基站，其特征在于，还包括功率采集模块，用于采集并记录电磁干扰信号的功率；

所述分析模块还用于，将所述功率采集模块获取的电磁干扰信号的功率与预存的相邻小区功率比较，若匹配，则诊断故障原因为相邻小区功率干扰。

9.一种通信网络故障诊断方法，其特征在于，所述方法包括：

基站采集并记录电磁干扰信号；

所述基站获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰；

其中，所述根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰，具体为：

若获取到的电磁干扰信号的强度瞬时变化大于设定阈值和/或持续时间小于设定阈值，则判断通信故障原因为自然界电磁干扰。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基站在获知发生通信故障时，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因是否为自然界电磁干扰，若所述基站判断不是自然界电磁干扰，则通过模拟终端接入过程对基站系统进行检测，以判断是否为基站系统故障，若不是基站系统故障，则判断通信故障原因为其它信号源电磁干扰。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基站在获知发生通信故障时，首先通过模拟终端接入过程对基站系统进行检测，以判断是否为基站系统故障，并在判断不是基站系统故障时，再获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，并根据获取到的电磁干扰信号判断通信故障原因为自然界电磁干扰或者其它信号源电磁干扰。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

若故障时间段内没有电磁干扰信号，则所述基站通过模拟终端接入过程对基站系统进行检测，以判断是否为基站系统故障。

13.如权利要求10、11或12所述的方法，其特征在于，所述基站中设置有模拟终端处理模块，所述基站通过模拟终端接入过程对基站系统进行检测，以判断是否为基站系统故障，包括：

所述基站的模拟终端处理模块模拟终端进行有线接入测试，若有线接入测试结果不正常，则诊断故障原因为基站有线连接故障；否则，所述基站的模拟终端处理模块模拟终端进行天线空口测试，若空口测试结果不正常，则诊断故障原因为基站天线故障。

14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站接收终端上报的电磁干扰信号；

若所述基站在所述终端采集到电磁干扰信号的时间段内，未查询到电磁信号干扰记录，则诊断故障原因为所述终端侧的其它信号源电磁干扰。

15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述基站获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号之前，还包括：检测基站的信号动力和/或无线配置是否正常；

所述基站获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号，具体为：所述基站在未检测出基站的信号动力和/或无线配置故障的情况下，获取故障时间段内所记录的电磁干扰信号。

16.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基站采集并记录电磁干扰信号的功率，并将所述电磁干扰信号的功率与检测到的相邻小区功率比较，若匹配，则诊断故障原因为相邻小区功率干扰。