1 引言

　　隨著通信技術的發(fā)展，通信網(wǎng)絡已經(jīng)基本實現(xiàn)了有源設備的監(jiān)控，但對于占據(jù)80%以上投資份額的無源天饋分布系統(tǒng)的實時監(jiān)控仍然是束手無策。室分系統(tǒng)的故障通常是通過用戶投訴才能發(fā)現(xiàn)，這與運營商一直以來保持良好網(wǎng)絡質(zhì)量的形象極不相稱。

　　目前，運營商對室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的監(jiān)測只能采用人工CQT(Call Quality Test，呼叫質(zhì)量撥打測試)的方法，存在工作量大、成本高、監(jiān)測頻率低、監(jiān)測不全面等諸多不足。采用傳統(tǒng)的分體式監(jiān)測和無線監(jiān)測的方法，均存在需要供電、成本高、協(xié)調(diào)難等問題。同時，在日常維護中，無論事情大小都要打擾業(yè)主，也給維護工作帶來一定的難度。因此，實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的自動監(jiān)測是各大運營商急需解決的問題。

　　2 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的特點

　　室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)由以下兩大部分組成：

　　一部分是有源設備，包括信號源和干線放大器。信號源的類型有微蜂窩基站、宏蜂窩基站、直放站、射頻拉遠系統(tǒng)等設備;干線放大器簡稱干放，是在功率變低而不能滿足覆蓋要求時的信號放大設備，因此它通常在較大的系統(tǒng)中使用。

　　另一部分是無源器件，包括功分器、耦合器、合路器、同軸電纜和室內(nèi)天線。功分器是一種將一路輸入信號功率分成兩路或多路輸出相等功率的器件，也可反過來將多路信號功率合成一路輸出，因此理論上功分器也可作為合路器使用;天線是能將有線系統(tǒng)中的電流(電壓)信號轉(zhuǎn)化為可在空間進行無線傳輸?shù)碾姶挪ㄐ盘柕囊环N能量轉(zhuǎn)化裝置。

　　有源設備是室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的核心部分。有源設備的信號通過無源器件進行分配和傳輸，并最終通過天線輻射出去，完成信號覆蓋。因此，室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)要保持正常工作，不管是有源設備還是無源器件，一個都不能少。

　　室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的有源設備通常只適應某一種網(wǎng)絡(如GSM、CDMA2000、WCDMA等)，且很容易實現(xiàn)遠程的監(jiān)控;無源器件適應所有的網(wǎng)絡，工作頻率范圍為800MHz～2500MHz，由于系統(tǒng)內(nèi)存在耦合器，無法通過饋線遠程供電，因此要實現(xiàn)天線端口的監(jiān)測必須付出較大的代價。

　　3 RFID的技術原理

　　RFID(Radio Frequency IDentification，射頻識別)技術是利用無線電波或微能量進行非接觸雙向通信，來實現(xiàn)識別和數(shù)據(jù)交換功能的自動識別系統(tǒng)。一般來說，射頻識別系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)系統(tǒng)、讀寫器和射頻標簽三部分。

　　3.1 數(shù)據(jù)系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲、管理以及對射頻標簽進行讀寫控制。

　　3.2 讀寫器

　　讀寫器是負責讀取或?qū)懭霕撕炐畔⒌脑O備，其可以是單獨的整體，也可以作為部件嵌入到其他系統(tǒng)中。

　　3.3 射頻標簽

　　射頻標簽是RFID系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，它通常由天線和芯片組成，每個芯片都含有唯一的識別碼，一般保存有約定格式的電阻數(shù)據(jù)。標簽類型按頻率劃分為低頻標簽、高頻標簽、超高頻標簽和微波標簽。

　　(1)低頻標簽一般是無源標簽，工作頻率范圍為30kHz～300kHz，典型的有125kHz和133kHz。

　　(2)高頻標簽與低頻標簽一樣，也是無源標簽，工作頻率范圍為3MHz～30MHz，典型的有13.56MHz。

　　(3)超高頻標簽主要工作頻率有433MHz和860MHz～960MHz，其中433MHz多為無源標簽，而860MHz～960MHz超高頻標簽包括無源和有源兩種。在美國劃分給RFID的UHF頻段的頻率范圍為902MHz～928MHz，我國劃分給RFID設備使用的頻段是920MHz～925MHz。

　　(4)微波標簽可以是有源、無源或者半無源的產(chǎn)品，工作頻率主要有2.45GHz和5.8GHz兩個頻段。

　　4 室內(nèi)分布系統(tǒng)的監(jiān)測方案

　　RFID的工作頻段為920MHz～925MHz，剛好在GSM頻段的隔離帶上，室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的無源部分支持的工作頻率范圍為800MHz～2500MHz，RFID信號完全可以在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)中傳輸。因此，可以將RFID技術與室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)無源部分的物聯(lián)網(wǎng)。

　　“室內(nèi)覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)”由軟件和硬件組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　硬件設備主要由安裝在基站機房的監(jiān)測主機、與干線放大器并聯(lián)安裝的監(jiān)測路由、安裝在饋線末梢的監(jiān)測從機以及安裝在網(wǎng)管機房的監(jiān)測服務器組成。監(jiān)測主機內(nèi)有RFID讀頭，監(jiān)測從機內(nèi)有RFID標簽，由于RFID信號無法通過GSM干線放大器，因此需要監(jiān)測路由作為監(jiān)測主機和監(jiān)測從機的通信橋梁。監(jiān)測主機與網(wǎng)管中心服務器采用無線方式連接，監(jiān)測主機和監(jiān)測從機通過原有的室分饋線連接。系統(tǒng)監(jiān)測室內(nèi)覆蓋有源設備、無源器件、天饋線的狀態(tài)，當狀態(tài)發(fā)生異常時，監(jiān)測主機將異常告警信息通知網(wǎng)管中心和相關維護人員;當需要了解某個設備或器件的狀態(tài)時，也可通過網(wǎng)管中心向監(jiān)測主機下發(fā)查詢指令，監(jiān)測主機將設備或器件的當前狀態(tài)返回給網(wǎng)管中心，通過網(wǎng)管中心和監(jiān)測主機的交互，實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋設備和無源器件的有效監(jiān)測。

　　4.1 具體案例

　　為驗證室內(nèi)覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)功能的可行性和穩(wěn)定性，在中國移動廈門分公司的大力支持和配合下做了試點工程，具體方案如下：

　　本次室內(nèi)覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)安裝設備數(shù)量為1個主機單元、72個從機單元和1個合路器。主機單元和合路器安裝于機房標準機柜內(nèi)，從機分別安裝于1號樓、2號樓、-1層和-2層的天線與饋線之間，設備安裝如圖2所示： 　　室內(nèi)覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測信號通過耦合器并入到原先的室分系統(tǒng)中，主機自身發(fā)射信號通過耦合器、功分器、合路器、饋線等無源器件傳輸?shù)礁鱾€從機中，從而實現(xiàn)主機對各個從機的監(jiān)控。監(jiān)測主機具有短信和GPRS通信功能，系統(tǒng)有任何告警可及時通過主機同時發(fā)送到監(jiān)控中心、移動管理人員和維護人員手機上。

　　4.2 案例測試

　　通過監(jiān)測中心軟件可以獲得監(jiān)測從機反饋回來的信息，如天線的位置、功率和駐波等信息。

　　部分測試示意圖如圖3所示：

　　4.3 軟件試驗情況

　　(1)場景說明：人為將天線與饋線斷開，從而達到模擬室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)鏈路損斷或者鏈路出現(xiàn)故障的現(xiàn)象。

　　(2)網(wǎng)管中心接收到的告警信息包含告警類型、告警時間、告警解除時間、告警號碼、告警天線位置和告警內(nèi)容，如圖4所示：

　　(3)監(jiān)控主機將異常告警發(fā)送到相關人員手機：斷開1號樓11層天線1的從機后，監(jiān)控中心及時收到告警信息，并迅速把告警信息發(fā)送到預先設置好的代維人員手機上;主機掉電會出現(xiàn)告警，電源恢復后則出現(xiàn)告警解除。

　　4.4 案例小結

　　經(jīng)過一系列驗證和研究，室內(nèi)分布運維管理系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠、監(jiān)測數(shù)據(jù)準確、能夠提供參數(shù)設置和查詢、告警及時、能同時將告警信息發(fā)送到多個維護人員的手機上，并且符合室內(nèi)覆蓋的標準和要求，掛接牢固、走線規(guī)范。同時，本次試點也驗證了以下功能：

　　(1)實現(xiàn)了室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)無源器件的有效監(jiān)控，故障可定位到室內(nèi)覆蓋天線末梢;

　　(2)當天線斷開后，6分鐘左右將告警信息發(fā)送到相關人員的手機和網(wǎng)管中心;

　　(3)后臺網(wǎng)管呈現(xiàn)告警信息，并可通過狀態(tài)查詢，定位出故障天線的樓層和天線號;

　　(4)在網(wǎng)管中心呈現(xiàn)出室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的拓撲結構，方便室內(nèi)覆蓋天線查找和故障定位，自動統(tǒng)計出主機設備下掛的從機個數(shù);

　　(5)系統(tǒng)可實時監(jiān)測室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的狀態(tài);

　　(6)快速發(fā)現(xiàn)、定位故障;

　　(7)工程施工方便、工程量小、工期短。

　　5 結論

　　綜上所述，室內(nèi)覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)采用RFID技術可以實現(xiàn)對室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的監(jiān)測。室內(nèi)覆蓋監(jiān)測系統(tǒng)的引入，具有對信號源設備的功率監(jiān)測、無源鏈路的監(jiān)測和及時告警功能，實現(xiàn)對室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)一體化的監(jiān)測，大幅提高了管理人員對于室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)的感知度。

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