專利名稱：一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線通信領(lǐng)域，尤其是涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)
直O(jiān)
背景技術(shù)：
基站天線是無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系到移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和服務(wù)質(zhì)量。目前對(duì)于基站天線姿態(tài)信息以及小區(qū)性能參數(shù)的采集主要是通過以下方式進(jìn)行獲取下傾角使用坡度儀、電子下傾儀等測(cè)量工具進(jìn)行爬塔進(jìn)行表貼式測(cè)量；方向角通過工程人員站在天線覆蓋方向位置采用羅盤進(jìn)行測(cè)量；小區(qū)性能參數(shù)信息由測(cè)試人員通過測(cè)試手機(jī)在本小區(qū)來獲取。正是由于在無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，基站天線容易受到大風(fēng)和暴雨等自然天氣狀況的影響，以及人為施工等各種原因引起的基站天線姿態(tài)(下傾角、方位角和翻滾角等)的實(shí)際數(shù)值與規(guī)劃設(shè)計(jì)值不相符。易造成信息登記不準(zhǔn)確，導(dǎo)致基站的實(shí)際覆蓋與規(guī)劃不相符， 引起基站覆蓋范圍不合理，或同頻及鄰頻干擾，切換關(guān)系混亂，使得移動(dòng)通信質(zhì)量下降；并引發(fā)大量投訴，極大地影響了客戶感知度及對(duì)運(yùn)營商品牌的信任度。而網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要指標(biāo)力爭(zhēng)做到網(wǎng)絡(luò)的無縫隙覆蓋至少達(dá)到90%，覆蓋區(qū)無盲區(qū)。 同時(shí)保證照射區(qū)內(nèi)低電平，減少干擾；降低掉話率，提高切換成功率。這些都與天線的優(yōu)化密切相關(guān)，包括天線的規(guī)劃及選型、天線參數(shù)的優(yōu)化及頻繁調(diào)整、天線維護(hù)及故障發(fā)現(xiàn)，天線覆蓋等等。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中根據(jù)實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行合理的調(diào)整，對(duì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的成功起著至關(guān)重要的作用。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)以上所述的不足和缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出了一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)基站天線性能進(jìn)行全自動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案可以描述為一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，包括安裝有網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化專家服務(wù)軟件系統(tǒng)的服務(wù)器以及與所述服務(wù)器通過公用無線通信網(wǎng)絡(luò)相互通信并固定在基站天線背面的主機(jī)，其中所述主機(jī)含有微控制器和供電的電源模塊，所述微控制器還連接有采集基站天線姿態(tài)信息的傳感器，獲取天線定位信息的GPS模塊以及獲取小區(qū)性能參數(shù)信息的手機(jī)模塊。作為以上技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述主機(jī)連接有一臺(tái)或多臺(tái)同樣是固定在基站天線背面的分機(jī)，所述分機(jī)含有微控制器和供電的電源模塊，所述微控制器還連接有采集基站天線姿態(tài)信息的傳感器，獲取定位信息的GPS模塊以及獲取小區(qū)性能參數(shù)信息的手機(jī)模塊。作為以上技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述主機(jī)與分機(jī)之間通過RS485接口進(jìn)行通信。[0011]作為以上技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述傳感器包括用于測(cè)量天線方向角信息的三維磁阻傳感器以及用于測(cè)量天線的下傾角和翻滾角的重力加速度傳感器，所述傳感器還包括有將所述磁阻傳感器和重力加速度傳感器所輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至微控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊。作為以上技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述主機(jī)還包括內(nèi)建在其手機(jī)模塊中的GPRS/SMS 模塊，以與服務(wù)器通過公用無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。作為以上技術(shù)方案的一種改進(jìn)，所述微控制器采用16位嵌入式微控制處理芯片。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型提供了一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，通過本裝置的使用，將帶來如下的好處1.本產(chǎn)品集成了磁阻傳感器和加速度計(jì)來實(shí)時(shí)感知天線姿態(tài)信息的變化，并通過相關(guān)算法對(duì)于采集角度進(jìn)行實(shí)時(shí)校正和偏移補(bǔ)償，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的精度并且避免了人為誤差，對(duì)于天線性能分析提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)；2.本產(chǎn)品安裝于基站天線背面，通過GPRS/SMS模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離無線傳輸， 可進(jìn)行大面積基站天線監(jiān)測(cè)，不需安排測(cè)試人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，避免了人為測(cè)量誤差，大大提高了測(cè)量精度；3.本產(chǎn)品通過手機(jī)(SIM卡)模塊及GPS模塊來獲取小區(qū)性能參數(shù)信息和獲取定位信息，可作為工作人員對(duì)于路測(cè)數(shù)據(jù)采集分析的有力參考，同時(shí)減少了日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化測(cè)試項(xiàng)目的工作量與人力物力的成本投入。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中的傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型中主機(jī)的處理流程圖；圖4為本實(shí)用新型中分機(jī)的處理流程圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所提出了一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，借鑒磁阻傳感器在航海航空領(lǐng)域的導(dǎo)航系統(tǒng)中的成熟技術(shù)應(yīng)用，結(jié)合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程中對(duì)于天線姿態(tài)測(cè)量的問題研究，提出了本項(xiàng)目產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)思路?；诖怂悸?，本產(chǎn)品包括安裝有網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化專家服務(wù)軟件系統(tǒng)的服務(wù)器1以及與所述服務(wù)器1相互通信并固定在基站天線背面的主機(jī)2，其中主機(jī)2連接有一臺(tái)或者多臺(tái)同樣是固定在基站天線背面的分機(jī)3。所述主機(jī) 2和分機(jī)3均包括有微控制器41和供電的電源模塊42，所述微控制器41還連接有采集基站天線姿態(tài)信息的傳感器43，獲取定位信息的GPS模塊44以及獲取小區(qū)性能參數(shù)信息的手機(jī)模塊45。如圖1所示，本產(chǎn)品主要應(yīng)用于整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的無線基站子系統(tǒng)的天線部分，通過外設(shè)硬件傳感器43實(shí)時(shí)感知天線姿態(tài)信息，同時(shí)監(jiān)測(cè)小區(qū)狀態(tài)信息，將采集信息借助于公共無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸給安裝在服務(wù)器1上的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化專家服務(wù)軟件系統(tǒng)，此網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化專家服務(wù)軟件系統(tǒng)根據(jù)接收到的天線性能參數(shù)結(jié)合知識(shí)庫進(jìn)行歸類，統(tǒng)計(jì)，推理，判斷，最后提出最優(yōu)解決方案，以用戶界面形式呈現(xiàn)給工作人員。其中基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸采用GPRS/SMS通信方式，實(shí)現(xiàn)各省市移動(dòng)工程人員對(duì)在運(yùn)行基站天線系統(tǒng)性能的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。隨時(shí)隨地通過網(wǎng)絡(luò)管理中心的網(wǎng)優(yōu)專家系統(tǒng)服務(wù)軟件以及手持終端查詢基站天線系統(tǒng)性能。其中，微控制器41采用低功耗的嵌入式微處理芯片作為核心處理裝置，在本實(shí)施例中其采用16位嵌入式微控制處理芯片來發(fā)配所有操作指令和進(jìn)行信號(hào)處理和算法計(jì)
笪弁。如圖2所示，本產(chǎn)品中的傳感器43包括用于測(cè)量天線方向角信息的三維磁阻傳感器431，用于測(cè)量天線的下傾角和翻滾角的重力加速度傳感器432，以及將所述磁阻傳感器 431和重力加速度傳感器432所輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至微控制器41的模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊433。為了提高方向角精度，本產(chǎn)品通過選用三維磁阻傳感器431來測(cè)量地球磁場(chǎng)在水平坐標(biāo)系下的三個(gè)分量，同時(shí)通過選用和重力加速度傳感器432取得俯仰角和翻滾角來進(jìn)行傾角補(bǔ)償計(jì)算，達(dá)到提高方向角精度的目的。所述兩個(gè)傳感器將采集信息經(jīng)過的模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊433的模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳輸給微控制器41來進(jìn)行信號(hào)處理和算法計(jì)算得出三個(gè)角度信息。GPS模塊44用來采集基站天線的定位信息，主要包括經(jīng)緯度和天線掛高信息。地磁北極和地理北極在地球表面的大部分地區(qū)都存在一定的偏差，需通過經(jīng)緯度信息來查找當(dāng)前位置的磁偏角，然后對(duì)方向角的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行磁偏角修正來得到真正的地理方向角。 天線的掛高信息直接影響著天線的覆蓋。手機(jī)模塊45用來檢測(cè)本小區(qū)及鄰小區(qū)性能參數(shù)信息。本產(chǎn)品通過手機(jī)模塊45中的SIM卡來檢測(cè)本小區(qū)以及鄰小區(qū)的性能參數(shù)信息，包括RSSI (接收信號(hào)強(qiáng)度)，PLMN (PLMN ID號(hào))，BCC (基站色碼)，Chann (BCCH載波的ARFCN (絕對(duì)頻率信道個(gè)數(shù)))，Cl (基站小區(qū)選擇系數(shù))，C2 (基站小區(qū)重選系數(shù))等等。本實(shí)用新型所提出的監(jiān)測(cè)裝置由主機(jī)2和分機(jī)3組成，主機(jī)2和分機(jī)3的區(qū)別在于主機(jī)2所含有的手機(jī)模塊45中配有實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離無線傳輸?shù)腉PRS/SMS模塊46，而分機(jī)3中的手機(jī)模塊45只配有SIM卡模塊。主機(jī)2收集完所有天線的數(shù)據(jù)之后，利用GPRS/SMS模塊46將所有信息按照相關(guān)協(xié)議進(jìn)行封裝，利用現(xiàn)有的公用無線通信網(wǎng)絡(luò)采用GPRS或SMS方式將其發(fā)送回給服務(wù)器1 上的后臺(tái)網(wǎng)優(yōu)專家服務(wù)系統(tǒng)軟件，專家系統(tǒng)將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，歸類，存儲(chǔ)，然后對(duì)其分析，推理。對(duì)于故障天線及小區(qū)進(jìn)行告警，并提供解決方案，從而完成天線整體性能檢測(cè)的目的。電源模塊42主要是為了給各個(gè)模塊和芯片提供可靠的電源供給來保證他們的正
常運(yùn)行，可靠工作。一個(gè)主機(jī)2最多可攜帶8個(gè)分機(jī)3，主機(jī)2與分機(jī)3之間通過RS485接口通信，并可根據(jù)監(jiān)測(cè)基站上的具體天線數(shù)目來決定分機(jī)3的個(gè)數(shù)。主機(jī)2或者分機(jī)3分別安裝于天線背面來采集各個(gè)天線的當(dāng)前姿態(tài)信息以及小區(qū)性能參數(shù)，并將所有分機(jī)3的數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)2，再統(tǒng)一傳輸至服務(wù)器1。以下分別從主機(jī)2和分機(jī)3的處理流程來分析本實(shí)用新型的工作流程。如圖3所示，主機(jī)微控制器通過四個(gè)進(jìn)程管理整個(gè)系統(tǒng)手機(jī)模塊控制進(jìn)程，GPS信息讀取進(jìn)程，天線參數(shù)測(cè)量進(jìn)程和主分機(jī)通信進(jìn)程，其中手機(jī)模塊控制進(jìn)程負(fù)責(zé)與安裝在服務(wù)器1上的后臺(tái)軟件進(jìn)行信息交互，向上報(bào)告主機(jī)2和分機(jī)3所取得的天線姿態(tài)信息、GPS信息，以及主機(jī)2和分機(jī)3所處小區(qū)的性能參
數(shù)信息。GPS信息讀取進(jìn)程負(fù)責(zé)從GPS模塊44獲取一次GPS定位信息，包含經(jīng)緯度信息和尚度。天線參數(shù)測(cè)量進(jìn)程負(fù)責(zé)天線姿態(tài)角(方向角，傾斜角、翻滾角)的測(cè)量。微控制器 41每隔預(yù)先設(shè)定好的周期時(shí)間獲取一次傳感器43的天線參數(shù)，微控制器41通過這些參數(shù)及校準(zhǔn)因子計(jì)算出天線方向角，傾斜角和翻滾角。主分機(jī)通信進(jìn)程負(fù)責(zé)主機(jī)2與分機(jī)3之間的RS485通信。系統(tǒng)上電時(shí)，主機(jī)2必須首先知道下面分機(jī)3配置信息(分機(jī)數(shù)量，每個(gè)分機(jī)的地址)。主機(jī)2首先發(fā)送廣播信息， 分機(jī)3收到此廣播信息后，依次向主機(jī)2報(bào)告本機(jī)地址。主機(jī)2將分機(jī)3配置信息記錄下來，之后主機(jī)2每隔1秒鐘根據(jù)配置信息依次向分機(jī)3索取分機(jī)天線姿態(tài)角信息以及分機(jī)所處小區(qū)的性能參數(shù)信息。類似地，如圖4所示，分機(jī)3的微控制器41通過三個(gè)進(jìn)程管理系統(tǒng)天線參數(shù)測(cè)量進(jìn)程，主分機(jī)通信進(jìn)程，手機(jī)模塊控制進(jìn)程天線參數(shù)測(cè)量進(jìn)程與主機(jī)天線參數(shù)測(cè)量進(jìn)程相同。在分機(jī)3的主分機(jī)通信進(jìn)程中，分機(jī)3只能被動(dòng)應(yīng)答主機(jī)2的請(qǐng)求，收到廣播信息后向主機(jī)2報(bào)告本機(jī)地址信息。每隔1秒鐘根據(jù)主機(jī)2請(qǐng)求，向主機(jī)2報(bào)告分機(jī)天線姿態(tài)角信息，以及分機(jī)所處小區(qū)的性能參數(shù)信息。手機(jī)模塊控制進(jìn)程負(fù)責(zé)讀取分機(jī)所處小區(qū)性能參數(shù)。這樣，通過本實(shí)用新型的使用，將帶來如下的好處1.本產(chǎn)品集成了磁阻傳感器和加速度計(jì)來實(shí)時(shí)感知天線姿態(tài)信息的變化，并采用相關(guān)算法對(duì)于采集角度進(jìn)行實(shí)時(shí)校正和偏移補(bǔ)償，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的精度并且避免了人為誤差，對(duì)于天線性能分析提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)；2.本產(chǎn)品安裝于基站天線背面，通過GPRS/SMS模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離無線傳輸， 可進(jìn)行大面積基站天線監(jiān)測(cè)，不需安排測(cè)試人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，避免了人為測(cè)量誤差，大大提高了測(cè)量精度；3.本產(chǎn)品通過手機(jī)(SIM卡)模塊及GPS模塊來獲取小區(qū)性能參數(shù)信息和獲取定位信息，可作為工作人員對(duì)于路測(cè)數(shù)據(jù)采集分析的有力參考，同時(shí)減少了日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化測(cè)試項(xiàng)目的工作量與人力物力的成本投入。以上所述只是本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施方式，其并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，只要是以基本相同的手段實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其包括安裝有網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化專家服務(wù)軟件系統(tǒng)的服務(wù)器(1)以及與所述服務(wù)器(1)通過公用無線通信網(wǎng)絡(luò)相互通信并固定在基站天線背面的主機(jī)(2 )，所述主機(jī)(2 )含有微控制器(41)和供電的電源模塊(42 )，所述微控制器(41)還連接有采集基站天線姿態(tài)信息的傳感器(43)，獲取天線定位信息的GPS 模塊(44)以及獲取小區(qū)性能參數(shù)信息的手機(jī)模塊(45)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述主機(jī)(2)連接有一臺(tái)或多臺(tái)同樣是固定在基站天線背面的分機(jī)(3)，所述分機(jī)(3)含有微控制器(41)和供電的電源模塊(42 )，所述微控制器(41)還連接有采集基站天線姿態(tài)信息的傳感器(43)，獲取定位信息的GPS模塊(44)以及獲取小區(qū)性能參數(shù)信息的手機(jī)模塊 (45)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述主機(jī)(2)與分機(jī)(3)之間通過RS485接口進(jìn)行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于 所述傳感器(43)包括用于測(cè)量天線方向角信息的三維磁阻傳感器(431)以及用于測(cè)量天線的下傾角和翻滾角的重力加速度傳感器(432)，所述傳感器(43)還包括有將所述磁阻傳感器(431)和重力加速度傳感器(432)所輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至微控制器 (41)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊(433)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述主機(jī)(2 )還包括內(nèi)建在其手機(jī)模塊(45 )中的GPRS/SMS模塊(46 )，以與服務(wù)器(1)通過公用無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于 所述微控制器(41)采用16位嵌入式微處理芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種無線網(wǎng)絡(luò)通信基站天線性能監(jiān)測(cè)裝置，其包括安裝有網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化專家服務(wù)軟件系統(tǒng)的服務(wù)器以及與服務(wù)器相互通信并固定在基站天線背面的主機(jī)，主機(jī)連接有一臺(tái)或者多臺(tái)同樣是固定在基站天線背面的分機(jī)，其中主機(jī)和分機(jī)均包括有微控制器，此微控制器還連接有采集基站天線姿態(tài)信息的傳感器，獲取定位信息的GPS模塊以及獲取小區(qū)性能參數(shù)信息的手機(jī)模塊。本產(chǎn)品可進(jìn)行大面積基站天線性能監(jiān)測(cè)，不需安排測(cè)試人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的精度并且避免了人為誤差，所采集姿態(tài)信息和小區(qū)性能參數(shù)信息對(duì)于天線性能的準(zhǔn)確分析和評(píng)估提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，大大減少了日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化測(cè)試項(xiàng)目的工作量與人力物力的成本投入。
文檔編號(hào)H04W24/08GK202183875SQ20112023151
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者李同柱, 李燁, 歐陽劍 申請(qǐng)人:珠海世紀(jì)鼎利通信科技股份有限公司