天馈系统监控方式研究
2022-06-09
1引言
天馈系统实现整个无线系统中信号的发送和接收，被称为无线系统的"喉舌"，其重要性不言而喻。天馈系统在整个网络建设中的投资比例较小，但对网络性能的影响较大，如何保障天馈系统的健康运行成为迫在眉睫需要解决的关键问题。
2降低基站天馈故障率方法
从天馈系统整个管控来看，需要从入网、运行、故障检修一直到退网等几个环节进行层层把关，做到天馈系统基础数据准确、日常运行记录清晰、性能监控科学、故障预警机制合理及寿命达到后坚决退网等要求，才能真正把整个庞大的天馈系统做到可管可控，在不增加额外投资的情况下，提升网络性能和用户感知。
2.1制定新基站入网流程，从源头避免天馈故障
为了确保整个网络的天馈系统健康运行，首先要从源头把关，建立严格的基站入网流程，确保新开基站的天馈健康。新开基站是指工程建设部门新建设的并经过工程优化拟交付运维部门投入运营的无线移动基站，主要包括新开宏基站、微基站、直放站等新入网基站。建设部门新建站的天馈系统必须通过运维和网优部门严格验收确认才可正常运行，否则无法做到天馈系统的健康运行。
2.2建立天馈档案和严格的档案管控机制
2.2.1实行天馈的静态管理
将天馈系统入网时间、型号、方向角、下倾角、挂高、驻波比、三阶交调、小区的覆盖图及基站的经纬度等工参及质量信息纳入日常管理，建立天馈系统基础数据库，根据入网时间以及是否出现过驻波比高、三阶交调高等问题建立基站天馈健康分集制度。
2.2.2实行天馈的动态管理
从检查时间、检查人、检查情况、问题分类、整改时间、整改情况等方面建立详细的天馈系统健康检查档案。运行达一定时间的天馈要纳入重点关注范畴，建立预警机制，重点天馈密切关注；对于春、秋检和日常检查后的天馈要及时更新，为日后优化工作提供准确、完整的第一手资料，避免重复的无效检查，有效降低人力、物力成本。
2.3天馈日常监控体系
天馈入网运行后，其性能指标可以从网络信息、分集接收电平差异、话务情况和小区覆盖情况等进行日常监控并排查天馈故障，完全可以降低人工上站方式进行定位天馈故障的频次。
2.3.1网络信息定位天馈故障
网管侧对于天馈的系统监控数据主要包括驻波比或者干扰带信息。
一般情况下，工程上将单个元器件驻波比门限设置为1.3，整个通路的驻波比门限设为1.5，当驻波比超过此门限时认为存在异常情况。如果网管侧实现对天馈系统的驻波比数据提取，则可以通过驻波比数据来判断天馈系统的健康程度，出现驻波比告警后需要及时查找天馈系统的故障。
干扰带信息是另外一种判断小区上行干扰的方式，通过BTS测量到的某个小区的空闲信道干扰带数据分析初步可以判断上行干扰情况。通常情况落在干扰带的数目应为0，假如小区干扰带4、5级数目较多时，则表示受到比较强烈的上行干扰，此时通过扫频排除外部干扰的情况下可以判定为天馈系统故障。
2.3.2分集接收电平差异分析定位天馈故障
在无线通信系统中经常会采用分集接收方式获得更高的增益，提升上行信号接收质量。现网中大量使用双极化天线实现主分集接收。天线的主分集在制作过程中要求是一致的，即主集和分集并无差别，只是使用过程中人为定义收发双工的一集为主集，只做接收的为分集。因此可以想象，在相同的环境下，如果主分集的接收电平值差别10dB以上，则很有可能存在天线主分集故障问题。主分集问题还有一种表现，就是分集接收丢失，即接收信号只有主集信号，这种情况的发生极有可能是天线故障导致。
对于主分集问题，可以通过网管提取小区的主分集电平差值进行判断，也可以借助厂家工具（例如爱立信FFAX软件）进行综合分析。
2.3.3话务量监控判断天馈故障
基站或者小区的正常话务量、数据流量一般维持在一个比较稳定的状态或者是一种小幅的变化中，除非出现大型事件（体育赛事、大的活动及突发的自然灾害等）才会出现突变。如果出现基站或者小区话务突然降低可以在排除其它异常事件的情况下考虑天馈系统问题。另外在分析话务量指标时，如果发现同一基站超忙小区与超闲小区共存的情况，则首先对这些小区无线环境进行核查，如果小区位于市区，且超忙、超闲小区覆盖地段差别不大，则需要对小区天馈系统进行排查。
2.3.4小区覆盖定位天馈故障
小区的传播时延体现的是用户采样点到基站的距离，能够反映小区的覆盖情况。对于爱立信系统，可以通过BO提取小区传播时延pmPropagationDelay来进行分析。传播时延统计：
A.时延数计算：pmPropagationDelay[0]记录着单一小区的最大时延，假设cellRange的默认值为35000米，最大码片时延数=35000×3.84×10^6/（3×10^8）=450；
B.1个时延值代表距离=35000/450=77.79米；
C.以pmPropagationDelay[1]为例，其代表的时延范围[0%，1%]×450=[0，4.5]个时延，代表距离=[0，350]米。也就是说pmPropagationDelay[1]代表了小区0～350米内的采样点数。
D.据此可以计算出小区在各个距离区间的采样点数，得到区间分布。
通过小区内采样点距离区间分布即可判断小区覆盖情况，如果小区覆盖范围突然缩小，去除基站硬件故障和无线环境变化的情况可判断为天馈系统故障，需上站进行故障排查。
3结束语
本文从新入网基站天馈的严格管控、天馈档案库的建立以及日常监控体系等方面入手，对日常天馈监控系统的网络信息、分集电平接收差异、话务量以及小区覆盖等四种有效的天馈故障排查方法进行了详细阐述，通过一整套科学的管控手段、先进的故障排查技术真正实现天馈系统的健康、稳定运行。
参考文献
[1]樊昌信.通信原理（第五版）[M].国防工业出版社，2005，2：37-38.
[2]韩斌杰，杜新颜，张建斌.GSM原理及其网络优化（第2版）[M].机械工业出版社，200，1：43-44.
作者简介：
王晓刚（1977-），男，南京邮电大学，硕士研究生，山西省联通网络优化中心，工程师：主要研究方向和关注领域：无线网络优化。
天馈系统实现整个无线系统中信号的发送和接收，被称为无线系统的"喉舌"，其重要性不言而喻。天馈系统在整个网络建设中的投资比例较小，但对网络性能的影响较大，如何保障天馈系统的健康运行成为迫在眉睫需要解决的关键问题。
2降低基站天馈故障率方法
从天馈系统整个管控来看，需要从入网、运行、故障检修一直到退网等几个环节进行层层把关，做到天馈系统基础数据准确、日常运行记录清晰、性能监控科学、故障预警机制合理及寿命达到后坚决退网等要求，才能真正把整个庞大的天馈系统做到可管可控，在不增加额外投资的情况下，提升网络性能和用户感知。
2.1制定新基站入网流程，从源头避免天馈故障
为了确保整个网络的天馈系统健康运行，首先要从源头把关，建立严格的基站入网流程，确保新开基站的天馈健康。新开基站是指工程建设部门新建设的并经过工程优化拟交付运维部门投入运营的无线移动基站，主要包括新开宏基站、微基站、直放站等新入网基站。建设部门新建站的天馈系统必须通过运维和网优部门严格验收确认才可正常运行，否则无法做到天馈系统的健康运行。
2.2建立天馈档案和严格的档案管控机制
2.2.1实行天馈的静态管理
将天馈系统入网时间、型号、方向角、下倾角、挂高、驻波比、三阶交调、小区的覆盖图及基站的经纬度等工参及质量信息纳入日常管理，建立天馈系统基础数据库，根据入网时间以及是否出现过驻波比高、三阶交调高等问题建立基站天馈健康分集制度。
2.2.2实行天馈的动态管理
从检查时间、检查人、检查情况、问题分类、整改时间、整改情况等方面建立详细的天馈系统健康检查档案。运行达一定时间的天馈要纳入重点关注范畴，建立预警机制，重点天馈密切关注；对于春、秋检和日常检查后的天馈要及时更新，为日后优化工作提供准确、完整的第一手资料，避免重复的无效检查，有效降低人力、物力成本。
2.3天馈日常监控体系
天馈入网运行后，其性能指标可以从网络信息、分集接收电平差异、话务情况和小区覆盖情况等进行日常监控并排查天馈故障，完全可以降低人工上站方式进行定位天馈故障的频次。
2.3.1网络信息定位天馈故障
网管侧对于天馈的系统监控数据主要包括驻波比或者干扰带信息。
一般情况下，工程上将单个元器件驻波比门限设置为1.3，整个通路的驻波比门限设为1.5，当驻波比超过此门限时认为存在异常情况。如果网管侧实现对天馈系统的驻波比数据提取，则可以通过驻波比数据来判断天馈系统的健康程度，出现驻波比告警后需要及时查找天馈系统的故障。
干扰带信息是另外一种判断小区上行干扰的方式，通过BTS测量到的某个小区的空闲信道干扰带数据分析初步可以判断上行干扰情况。通常情况落在干扰带的数目应为0，假如小区干扰带4、5级数目较多时，则表示受到比较强烈的上行干扰，此时通过扫频排除外部干扰的情况下可以判定为天馈系统故障。
2.3.2分集接收电平差异分析定位天馈故障
在无线通信系统中经常会采用分集接收方式获得更高的增益，提升上行信号接收质量。现网中大量使用双极化天线实现主分集接收。天线的主分集在制作过程中要求是一致的，即主集和分集并无差别，只是使用过程中人为定义收发双工的一集为主集，只做接收的为分集。因此可以想象，在相同的环境下，如果主分集的接收电平值差别10dB以上，则很有可能存在天线主分集故障问题。主分集问题还有一种表现，就是分集接收丢失，即接收信号只有主集信号，这种情况的发生极有可能是天线故障导致。
对于主分集问题，可以通过网管提取小区的主分集电平差值进行判断，也可以借助厂家工具（例如爱立信FFAX软件）进行综合分析。
2.3.3话务量监控判断天馈故障
基站或者小区的正常话务量、数据流量一般维持在一个比较稳定的状态或者是一种小幅的变化中，除非出现大型事件（体育赛事、大的活动及突发的自然灾害等）才会出现突变。如果出现基站或者小区话务突然降低可以在排除其它异常事件的情况下考虑天馈系统问题。另外在分析话务量指标时，如果发现同一基站超忙小区与超闲小区共存的情况，则首先对这些小区无线环境进行核查，如果小区位于市区，且超忙、超闲小区覆盖地段差别不大，则需要对小区天馈系统进行排查。
2.3.4小区覆盖定位天馈故障
小区的传播时延体现的是用户采样点到基站的距离，能够反映小区的覆盖情况。对于爱立信系统，可以通过BO提取小区传播时延pmPropagationDelay来进行分析。传播时延统计：
A.时延数计算：pmPropagationDelay[0]记录着单一小区的最大时延，假设cellRange的默认值为35000米，最大码片时延数=35000×3.84×10^6/（3×10^8）=450；
B.1个时延值代表距离=35000/450=77.79米；
C.以pmPropagationDelay[1]为例，其代表的时延范围[0%，1%]×450=[0，4.5]个时延，代表距离=[0，350]米。也就是说pmPropagationDelay[1]代表了小区0～350米内的采样点数。
D.据此可以计算出小区在各个距离区间的采样点数，得到区间分布。
通过小区内采样点距离区间分布即可判断小区覆盖情况，如果小区覆盖范围突然缩小，去除基站硬件故障和无线环境变化的情况可判断为天馈系统故障，需上站进行故障排查。
3结束语
本文从新入网基站天馈的严格管控、天馈档案库的建立以及日常监控体系等方面入手，对日常天馈监控系统的网络信息、分集电平接收差异、话务量以及小区覆盖等四种有效的天馈故障排查方法进行了详细阐述，通过一整套科学的管控手段、先进的故障排查技术真正实现天馈系统的健康、稳定运行。
参考文献
[1]樊昌信.通信原理（第五版）[M].国防工业出版社，2005，2：37-38.
[2]韩斌杰，杜新颜，张建斌.GSM原理及其网络优化（第2版）[M].机械工业出版社，200，1：43-44.
作者简介：
王晓刚（1977-），男，南京邮电大学，硕士研究生，山西省联通网络优化中心，工程师：主要研究方向和关注领域：无线网络优化。