專利名稱：一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其是涉及一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置。
背景技術：
基站天線是無線移動通信系統(tǒng)的重要組成部分，直接關系到移動通信網(wǎng)絡的覆蓋范圍和服務質量。目前對于基站天線姿態(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行獲取
下傾角使用坡度儀、電子下傾儀等測量工具進行爬塔進行表貼式測量；方向角通過工程人員站在天線覆蓋方向位置采用羅盤進行測量；小區(qū)性能參數(shù)信息由測試人員通過測試手機在本小區(qū)來獲取。正是由于在無線移動通信網(wǎng)絡中，基站天線容易受到大風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)的實際數(shù)值與規(guī)劃設計值不相符。易造成信息登記不準確，導致基站的實際覆蓋與規(guī)劃不相符， 引起基站覆蓋范圍不合理，或同頻及鄰頻干擾，切換關系混亂，使得移動通信質量下降；并引發(fā)大量投訴，極大地影響了客戶感知度及對運營商品牌的信任度。而網(wǎng)絡優(yōu)化的主要指標力爭做到網(wǎng)絡的無縫隙覆蓋至少達到90%，覆蓋區(qū)無盲區(qū)。 同時保證照射區(qū)內低電平，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，包括天線的規(guī)劃及選型、天線參數(shù)的優(yōu)化及頻繁調整、天線維護及故障發(fā)現(xiàn)，天線覆蓋等等。在網(wǎng)絡優(yōu)化過程中根據(jù)實際情況對其進行合理的調整，對網(wǎng)絡優(yōu)化的成功起著至關重要的作用。

發(fā)明內容
針對以上所述的不足和缺點，本發(fā)明提出了一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，對基站天線性能進行全自動遠程監(jiān)測。本發(fā)明采用的技術方案可以描述為
一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，包括安裝有網(wǎng)絡優(yōu)化專家服務軟件系統(tǒng)的服務器以及與所述服務器通過公用無線通信網(wǎng)絡相互通信并固定在基站天線背面的主機， 其中所述主機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)信息的手機模塊。所述主機將收集的天線姿態(tài)信息、天線定位信息以及小區(qū)性能參數(shù)信息通過公用無線通信網(wǎng)絡發(fā)送給服務器，并通過所述服務器上的網(wǎng)絡優(yōu)化專家服務軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理和分析，以完成整個基站天線性能的監(jiān)測。作為以上技術方案的一種改進，所述主機連接有一臺或多臺同樣是固定在基站天線背面的分機，所述分機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)信息的手機模
3塊。所述主機收集所有分機所采集的天線姿態(tài)信息、天線定位信息以及小區(qū)性能參數(shù)信息， 并通過公用無線通信網(wǎng)絡發(fā)送給服務器。作為以上技術方案的一種改進，所述主機與分機之間通過RS485接口進行通信。作為以上技術方案的一種改進，所述傳感器包括用于測量天線方向角信息的三維磁阻傳感器以及用于測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轉換成數(shù)字信號輸出至微控制器的模數(shù)轉換器模塊。作為以上技術方案的一種改進，所述主機還包括內建在其手機模塊中的GPRS/SMS 模塊，以與服務器通過公用無線通信網(wǎng)絡進行通信。作為以上技術方案的一種改進，如果微控制器獲取的傳感器的參數(shù)不斷變化，而且微控制器通過記錄參數(shù)的變化判斷出主機或者分機處于順時針持續(xù)旋轉過程，則對傳感器進行硬磁干擾校準。作為以上技術方案的一種改進，在整個硬磁干擾校準過程中，主機或分機必須按順時針方向持續(xù)旋轉360°以上。作為以上技術方案的一種改進，所述微控制器采用16位嵌入式微控制處理芯片。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明提供了一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，通過本裝置的使用，將帶來如下的好處
1.本產品集成了磁阻傳感器和加速度計來實時感知天線姿態(tài)信息的變化，并采用相關算法對于采集角度進行實時校正和偏移補償，保證了測量數(shù)據(jù)的精度并且避免了人為誤差，對于天線性能分析提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)；
2.本產品安裝于基站天線背面，通過GPRS/SMS模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠距離無線傳輸， 可進行大面積基站天線監(jiān)測，不需安排測試人員進行現(xiàn)場測量，避免了人為測量誤差，大大提高了測量精度；
3.本產品通過手機(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，可作為工作人員對于路測數(shù)據(jù)采集分析的有力參考，同時減少了日常網(wǎng)絡優(yōu)化測試項目的工作量與人力物力的成本投入。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖2為本發(fā)明中的傳感器的結構示意圖； 圖3為本發(fā)明中主機的處理流程圖； 圖4為本發(fā)明中分機的處理流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明所提出了一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，借鑒磁阻傳感器在航海航空領域的導航系統(tǒng)中的成熟技術應用，結合移動通信網(wǎng)絡優(yōu)化過程中對于天線姿態(tài)測量的問題研究，提出了本項目產品的總體設計思路?；诖怂悸?，本產品包括安裝有網(wǎng)絡優(yōu)化專家服務軟件系統(tǒng)的服務器1以及與所述服務器1相互通信并固定在基站天線背面的主機2，其中主機2連接有一臺或者多臺同樣是固定在基站天線背面的分機3。所述主機2和分機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)信息的手機模塊45。如圖1所示，本產品主要應用于整個移動通信網(wǎng)絡的無線基站子系統(tǒng)的天線部分，通過外設硬件傳感器43實時感知天線姿態(tài)信息，同時監(jiān)測小區(qū)狀態(tài)信息，將采集信息借助于公共無線通信網(wǎng)絡傳輸給安裝在服務器1上的網(wǎng)絡優(yōu)化專家服務軟件系統(tǒng)，此網(wǎng)絡優(yōu)化專家服務軟件系統(tǒng)根據(jù)接收到的天線性能參數(shù)結合知識庫進行歸類，統(tǒng)計，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)絡的數(shù)據(jù)傳輸采用GPRS/SMS通信方式，實現(xiàn)各省市移動工程人員對在運行基站天線系統(tǒng)性能的遠程監(jiān)測。隨時隨地通過網(wǎng)絡管理中心的網(wǎng)優(yōu)專家系統(tǒng)服務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采用低功耗嵌入式微處理芯片作為核心處理裝置，在本實施例中其采用16位的嵌入式微控制處理芯片發(fā)配所有操作指令和進行信號處理和算法計算。如圖2所示，本產品中的傳感器43包括用于測量天線方向角信息的三維磁阻傳感器431，用于測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所輸出的模擬信號轉換成數(shù)字信號輸出至微控制器41的模數(shù)轉換器模塊433。為了提高方向角精度，本產品通過選用三維磁阻傳感器431來測量地球磁場在水平坐標系下的三個分量，同時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行傾角補償計算，達到提高方向角精度的目的。所述兩個傳感器將采集信息經(jīng)過模數(shù)轉換器模塊433的模數(shù)轉換后傳輸給微控制器41來進行信號處理和算法計算得出三個角度信息。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)緯度信息來查找當前位置的磁偏角，然后對方向角的計算結果進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。手機模塊45用來檢測本小區(qū)及鄰小區(qū)性能參數(shù)信息。本產品通過手機模塊45中的SIM卡來檢測本小區(qū)以及鄰小區(qū)的性能參數(shù)信息，包括RSSI (接收信號強度)，PLMN (PLMN ID號)，BCC (基站色碼)，Chann (BCCH載波的ARFCN (絕對頻率信道個數(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。本發(fā)明所提出的監(jiān)測裝置由主機2和分機3組成，主機2和分機3的區(qū)別在于主機 2所含有的手機模塊45中配有實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實時遠距離無線傳輸?shù)腉PRS/SMS模塊46， 而分機3中的手機模塊45只配有SIM卡模塊。主機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協(xié)議進行封裝，利用現(xiàn)有的公用無線通信網(wǎng)絡采用GPRS或SMS方式將其發(fā)送回給服務器1 上的后臺網(wǎng)優(yōu)專家服務系統(tǒng)軟件，專家系統(tǒng)將收到的數(shù)據(jù)進行解析，歸類，存儲，然后對其分析，推理。對于故障天線及小區(qū)進行告警，并提供解決方案，從而完成天線整體性能檢測的目的。電源模塊42主要是為了給各個模塊和芯片提供可靠的電源供給來保證他們的正常運行，可靠工作。一個主機2最多可攜帶8個分機3，主機2與分機3之間通過RS485接口通信，并可根據(jù)監(jiān)測基站上的具體天線數(shù)目來決定分機3的個數(shù)。主機2或者分機3分別安裝于天線背面來采集各個天線的當前姿態(tài)信息以及小區(qū)性能參數(shù)，并將所有分機3的數(shù)據(jù)傳輸給主機2，再統(tǒng)一傳輸至服務器1。以下分別從主機2和分機3的處理流程來分析本發(fā)明的工作流程
如圖3所示，主機微控制器通過四個進程管理整個系統(tǒng)手機模塊控制進程，GPS信息讀取進程，天線參數(shù)測量進程和主分機通信進程，其中
手機模塊控制進程負責與安裝在服務器1上的后臺軟件進行信息交互，向上報告主機 2和分機3所取得的天線姿態(tài)信息、GPS信息，以及主機2和分機3所處小區(qū)的性能參數(shù)信肩、οGPS信息讀取進程負責從GPS模塊44獲取GPS定位信息，包含經(jīng)緯度信息和高度。天線參數(shù)測量進程負責天線姿態(tài)角(方向角，傾斜角、翻滾角)的測量和硬磁干擾校準。微控制器41預先設定好的周期時間獲取一次傳感器43的天線參數(shù)，微控制器41通過這些參數(shù)及校準因子計算出天線方向角，傾斜角和翻滾角。主分機通信進程負責主機2與分機3之間的RS485通信。系統(tǒng)上電時，主機2必須首先知道下面分機3配置信息(分機數(shù)量，每個分機的地址)。主機2首先發(fā)送廣播信息， 分機3收到此廣播信息后，依次向主機2報告本機地址。主機2將分機3配置信息記錄下來，之后主機2每隔1秒鐘根據(jù)配置信息依次向分機3索取分機天線姿態(tài)角信息以及分機所處小區(qū)的性能參數(shù)信息。類似地，如圖4所示，分機3的微控制器41通過三個進程管理系統(tǒng)天線參數(shù)測量進程，主分機通信進程，手機模塊控制進程
天線參數(shù)測量進程與主機天線參數(shù)測量進程相同。在分機3的主分機通信進程中，分機3只能被動應答主機2的請求，收到廣播信息后向主機2報告本機地址信息。每隔1秒鐘根據(jù)主機2請求，向主機2報告分機天線姿態(tài)角信息，以及分機所處小區(qū)的性能參數(shù)信息。手機模塊控制進程負責讀取分機所處小區(qū)性能參數(shù)。這樣，通過本發(fā)明的使用，將帶來如下的好處
1.本產品集成了磁阻傳感器和加速度計來實時感知天線姿態(tài)信息的變化，并采用相關算法對于采集角度進行實時校正和偏移補償，保證了測量數(shù)據(jù)的精度并且避免了人為誤差，對于天線性能分析提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)；
2.本產品安裝于基站天線背面，通過GPRS/SMS模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠距離無線傳輸， 可進行大面積基站天線監(jiān)測，不需安排測試人員進行現(xiàn)場測量，避免了人為測量誤差，大大提高了測量精度；
3.本產品通過手機(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，可作為工作人員對于路測數(shù)據(jù)采集分析的有力參考，同時減少了日常網(wǎng)絡優(yōu)化測試項目的工作量與人力物力的成本投入。以上所述只是本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，其并不構成對本發(fā)明保護范圍的限制，只要是以基本相同的手段實現(xiàn)本發(fā)明的目的都應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，其特征在于其包括安裝有網(wǎng)絡優(yōu)化專家服務軟件系統(tǒng)的服務器(1)以及與所述服務器(1)通過公用無線通信網(wǎng)絡相互通信并固定在基站天線背面的主機(2 )，所述主機(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)信息的手機模塊(45);所述主機(2)將收集的天線姿態(tài)信息、天線定位信息以及小區(qū)性能參數(shù)信息通過公用無線通信網(wǎng)絡發(fā)送給服務器(1)，并通過所述服務器(1)上的網(wǎng)絡優(yōu)化專家服務軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理和分析，以完成整個基站天線性能的監(jiān)測。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，其特征在于所述主機(2)連接有一臺或多臺同樣是固定在基站天線背面的分機(3)，所述分機(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)信息的手機模塊 (45);所述主機(2)收集所有分機(3)所采集的天線姿態(tài)信息、天線定位信息以及小區(qū)性能參數(shù)信息，并通過公用無線通信網(wǎng)絡發(fā)送給服務器(1)。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，其特征在于所述主機(2)與分機(3)之間通過RS485接口進行通信。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，其特征在于 所述傳感器(43)包括用于測量天線方向角信息的三維磁阻傳感器(431)以及用于測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)所輸出的模擬信號轉換成數(shù)字信號輸出至微控制器 (41)的模數(shù)轉換器模塊(433)。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，其特征在于所述主機(2 )還包括內建在其手機模塊(45 )中的GPRS/SMS模塊(46 )，以與服務器(1)通過公用無線通信網(wǎng)絡進行通信。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，其特征在于 如果微控制器(41)獲取的傳感器(43)的參數(shù)不斷變化，而且微控制器(41)通過記錄參數(shù)的變化判斷出主機(2)或者分機(3)處于順時針持續(xù)旋轉過程，則對傳感器(43)進行硬磁干擾校準。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，其特征在于在整個硬磁干擾校準過程中，主機(2)或分機(3)必須按順時針方向持續(xù)旋轉360°以上。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，其特征在于 所述微控制器(41)采用16位嵌入式微處理芯片。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種無線網(wǎng)絡通信基站天線性能監(jiān)測裝置，其包括安裝有網(wǎng)絡優(yōu)化專家服務軟件系統(tǒng)的服務器以及與服務器相互通信并固定在基站天線背面的主機，主機連接有一臺或者多臺同樣是固定在基站天線背面的分機，其中主機和分機均包括有微控制器，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)信息的手機模塊。本產品可進行大面積基站天線監(jiān)測，不需安排測試人員進行現(xiàn)場測量，保證了測量數(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)信息對于天線性能的準確分析和評估提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，大大減少了日常網(wǎng)絡優(yōu)化測試項目的工作量與人力物力的成本投入。
文檔編號H04W24/02GK102238589SQ20111018439
公開日2011年11月9日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權日2011年7月4日
發(fā)明者李同柱, 李燁, 歐陽劍 申請人:珠海世紀鼎利通信科技股份有限公司