石玉偉 邵瑩

【摘要】? ? 采用傳統(tǒng)無源器件的室內(nèi)分布系統(tǒng)無法直接監(jiān)控，室分故障問題不能及時發(fā)現(xiàn)，基于RFID技術(shù)的新型室分天線監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了室分天線監(jiān)控的可視化，解決了無源室分天饋系統(tǒng)故障無法及時發(fā)現(xiàn)與上報的問題，縮減了故障排查時間，提升了用戶感知;故障發(fā)現(xiàn)由被動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?，故障分析由定性轉(zhuǎn)變?yōu)槎?，故障定位由盲目轉(zhuǎn)變?yōu)榫珳剩岣吡耸曳窒到y(tǒng)維護和巡檢的效率。

【關(guān)鍵詞】? ? RFID? ? 合路器? ? 探針? ? 天線方向圖

一、概述

隨著我國移動通信業(yè)的飛速發(fā)展，室內(nèi)分布已基本覆蓋了城市絕大部分的室內(nèi)深層區(qū)域，采用傳統(tǒng)室分無源器件如天線、耦合器、衰減器、負載、電橋、合路器、多載波合路系統(tǒng)的室內(nèi)分布系統(tǒng)無法直接監(jiān)控;室內(nèi)分布系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障隱形化，很難直接判斷，通過基于RFID技術(shù)的新型室分天線監(jiān)控系統(tǒng)，利用監(jiān)控主機實現(xiàn)自動采集覆蓋天線測量數(shù)據(jù)，并在后臺進行融合關(guān)聯(lián)分析，實現(xiàn)了室分系統(tǒng)的天線告警可視化和在網(wǎng)運行評估，及時發(fā)現(xiàn)室分系統(tǒng)鏈路中存在的故障，使室分網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)控粒度大幅提高，由有源設(shè)備告警提升到室分系統(tǒng)具體故障，有效降低了室分系統(tǒng)維護和巡檢工作量，大大提高了室分系統(tǒng)維護的工作效率。

二、系統(tǒng)基本原理

2.1 RFID技術(shù)簡介

射頻識別（Radio Frequency Identification）技術(shù)是從上世紀80年代走向成熟的一項自動識別技術(shù)，近年來發(fā)展十分迅速。RFID技術(shù)可以用來識別和跟蹤幾乎所有物理對象，并由此可以構(gòu)建一個容納和連結(jié)世界上所有物品的廣泛的智能網(wǎng)絡(luò)，RFID技術(shù)是一門綜合的技術(shù)，它涉及到微電子技術(shù)、材料科學、微波技術(shù)、計算機軟件以及現(xiàn)代管理科學等許多領(lǐng)域。

射頻識別（RFID）技術(shù)從本質(zhì)上講是一種無線通信技術(shù)，可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或者光學接觸。從結(jié)構(gòu)上講RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件：閱讀器和應(yīng)答器。應(yīng)答器由天線，耦合元件及芯片組成，一般來說都是用標簽作為應(yīng)答器，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象，標簽在識別時可從閱讀器發(fā)出的電磁場中得到能量，并不需要額外電源;閱讀器由天線、耦合元件、芯片組成，讀取或?qū)懭霕撕炐畔ⅲ稍O(shè)計為手持式讀寫器或固定式讀寫器。RFID電子標簽的閱讀器通過天線或其他媒介與RFID電子標簽進行無線通信，以實現(xiàn)對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌?/p>

2.2系統(tǒng)架構(gòu)及工作流程

基于RFID技術(shù)的新型室分天線監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)，工作流程描述如下：

（1）利用監(jiān)測主機（RFID閱讀器）發(fā)出檢測信號，通過合路器進入射頻室分系統(tǒng)并傳輸?shù)礁麈溌纺┒说奶炀€單元;

（2）天線端的外置探針（應(yīng)答器）接收到監(jiān)測主機的信號后進行應(yīng)答;

（3）監(jiān)測主機檢測外置探針反饋的信號強度并進行初步處理;

（4）監(jiān)測主機將檢測到的測量數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺并進行基于智能學習算法的融合關(guān)聯(lián)分析：當室分系統(tǒng)無源器件連接接觸不良或不穩(wěn)定時，RFID閱讀器監(jiān)測到線損將增大，如測量到線損值>基準值（采用初始采集到的多采樣周期線損均值）+偏移量（根據(jù)站點場景和重要等級進行不同的設(shè)置），室分天線狀態(tài)將呈現(xiàn)為告警狀態(tài);如無法監(jiān)測到線損回傳，連續(xù)N個周期，則系統(tǒng)也將顯示為異常，從而得出室內(nèi)分布系統(tǒng)的各鏈路運行狀態(tài)并推送到客戶端，實現(xiàn)對室分系統(tǒng)的故障診斷及定位。

三、監(jiān)控效果驗證

按照簡單快速方便的原則，分公司選擇在濟南市槐蔭區(qū)海和購物廣場對現(xiàn)有室分天線系統(tǒng)進行基于RFID技術(shù)的監(jiān)控監(jiān)管，在RRU側(cè)通過多頻合路器的方式引入RFID讀寫器，在天線末端張貼唯一編碼的RFID標簽，讀寫器通過合路器的方式接入室分天饋系統(tǒng)，讀取安裝在室分天線上的電子標簽以實現(xiàn)對整個室分鏈路的實時監(jiān)控、質(zhì)量評估。

故障檢測結(jié)果顯示出現(xiàn)2處天線故障點位，如圖2所示。結(jié)合室分系統(tǒng)拓撲圖初步判斷：導(dǎo)致1樓ANT2天線出現(xiàn)故障的節(jié)點可能在PS1-7-1F二公分后至ANT2天線之間鏈路上;導(dǎo)致6樓ANT3天線出現(xiàn)故障的節(jié)點可能在PS1-7-6F二公分后至ANT3天線之間鏈路上。

對①的故障進行現(xiàn)場排查，首先找到ANT2-1F天線在安裝圖的具體位置，到天線處查看，發(fā)現(xiàn)故障點在ANT2-1F天線連接處接頭未擰緊，導(dǎo)致出現(xiàn)故障，現(xiàn)場把該接頭擰緊之后再次檢測，故障消除;對②的故障進行現(xiàn)場排查發(fā)現(xiàn)6樓ANT3天線下信號輸出較其他天線信號輸出弱，天線電平輸出在-57dBm，而6樓ANT2天線下電平輸出為-23dBm，懷疑是天線故障導(dǎo)致，嘗試現(xiàn)場更換6樓ANT3天線，更換后天線下電平輸出為-23dBm，再次檢測，故障已經(jīng)消除，如圖3所示。

四、系統(tǒng)引入后對覆蓋效果的影響評估

4.1天線方向圖對比測試

基于RFID技術(shù)的新型室分天線監(jiān)控系統(tǒng)末端引入RFID電子標簽（探針），為驗證天線粘帖RFID電子標簽后是否會對天線本身的方向圖產(chǎn)生影響，我們在實驗室暗室環(huán)境下對同一副天線粘帖RFID電子標簽前后的方向圖進行了對比測試，如圖4所示如下：

紅色為原天線方向圖，藍綠色為粘貼了RFID電子標簽之后的天線方向圖，從圖3呈現(xiàn)出的測試結(jié)果分析，紅色和藍綠色曲線基本是重合的，表明RFID電子標簽粘帖到天線后對原有的天線方向圖幾乎沒有影響，說明天線在粘帖RFID電子標簽后不會影響天線本身的覆蓋性能。

4.2接入合路器損耗測試

為驗證接入合路器接入室分系統(tǒng)后對原系統(tǒng)覆蓋的影響，我們使用信號發(fā)生器和頻譜儀在900MHz和1.8GHz頻段對合路器的插入損耗進行了測試，接入合路器在900MHz頻段的插入損耗為0.14dB，在1800MHz頻段的插入損耗為0.15dB，對無線信號的傳輸影響極小，對原有室內(nèi)分布網(wǎng)絡(luò)的信號覆蓋影響可以忽略不計。

4.3現(xiàn)場覆蓋效果對比測試

對海和購物廣場B1F、B2F進行新型室分監(jiān)控系統(tǒng)部署前后的現(xiàn)場CQT打點測試，通過表1測試對比分析可看出，在新型室分天線監(jiān)控系統(tǒng)部署前后，B1F、B2F覆蓋場強在正常的測試波動范圍內(nèi)，沒有變?nèi)?，監(jiān)控系統(tǒng)的部署對網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果沒有影響。

五、分析總結(jié)

傳統(tǒng)室分系統(tǒng)只能監(jiān)控到有源設(shè)備，基于RFID技術(shù)的新型室分天線監(jiān)控系統(tǒng)對原有網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果沒有影響，可有效實現(xiàn)對室分網(wǎng)絡(luò)全系統(tǒng)的主動式監(jiān)控和檢測，及時發(fā)現(xiàn)室分系統(tǒng)鏈路中存在的故障，使室分網(wǎng)絡(luò)故障監(jiān)控粒度大幅提高，由有源設(shè)備告警提升到室分系統(tǒng)具體故障位置告警，可視化呈現(xiàn)室內(nèi)分布系統(tǒng)的鏈路狀態(tài)，有利于及時排除室分網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的故障，大幅提高室分系統(tǒng)維護和巡檢的效率，保障網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，改善用戶感知，提升品牌形象。

基于RFID技術(shù)的新型室分天線監(jiān)控系統(tǒng)要求對所監(jiān)控的天饋系統(tǒng)每副覆蓋天線粘貼RFID電子標簽，據(jù)估算，若要對全部天饋實現(xiàn)無縫覆蓋式的監(jiān)控，監(jiān)控系統(tǒng)造價（含RFID電子標簽、接入合路器、讀寫器，不含后臺數(shù)據(jù)及應(yīng)用平臺）接近室分天饋整體造價的40%，在使用新型室分天線監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，需要因地制宜地進行精確分析，選擇業(yè)務(wù)量大、客戶對網(wǎng)絡(luò)感知敏感、VIP客戶經(jīng)常駐留、人工巡查不方便的重要口碑場景進行部署，以實現(xiàn)精確化、效益化的建設(shè)。

參? 考? 文? 獻

[1]徐小龍.物聯(lián)網(wǎng)室內(nèi)定位技術(shù)[M].北京： 電子工業(yè)出版社，2017年8月

[2] 湯平，邱秀玲，陳晶瑾.傳感器及RFID技術(shù)應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2018年7月