成果簡(jiǎn)介
①課題來源與背景
目前，由于5G的蓬勃發(fā)展，5G天線開始大量安裝。2G、3G、4G、NB天線、5G天線變得越來越多，天線的工參數(shù)據(jù)也變得越來越多，天面資源愈發(fā)緊張，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)獲取也變得愈發(fā)重要。但是現(xiàn)階段運(yùn)營(yíng)商的天線工程參數(shù)的獲取，主要通過代維人員現(xiàn)場(chǎng)使用手持式天線姿態(tài)檢測(cè)儀、指北針及坡度儀等工具進(jìn)行人工采集，存在以下一些問題：
1）傳統(tǒng)方式完全靠人工手動(dòng)完成，無法核實(shí)數(shù)據(jù)的有效性，數(shù)據(jù)采集慢。
2）手持姿態(tài)檢測(cè)儀采用地磁技術(shù)測(cè)量天線方位角，設(shè)備受地磁不均勻分布影響，而基站現(xiàn)場(chǎng)條件復(fù)雜，磁場(chǎng)錯(cuò)亂，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，存在很大的誤差。
3）無法獲取天線掛高數(shù)據(jù)，只能根據(jù)海拔高度來預(yù)估，但是地形數(shù)據(jù)變化差異極大，導(dǎo)致掛高數(shù)據(jù)誤差很大。
4）天線工參數(shù)據(jù)大都來源于設(shè)計(jì)時(shí)的規(guī)劃數(shù)據(jù)，且測(cè)量間隔時(shí)間長(zhǎng)，無法實(shí)時(shí)監(jiān)控，上報(bào)流程復(fù)雜緩慢，導(dǎo)致資管數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，對(duì)于大規(guī)模統(tǒng)一規(guī)劃和整改不利。
5）因基站附近居民或其他原因，協(xié)調(diào)難度大，進(jìn)站風(fēng)險(xiǎn)大，不利于頻繁的上站采集，上塔測(cè)量存在安全風(fēng)險(xiǎn)。
6）面對(duì)惡劣天氣及其他因素對(duì)天線造成的不良影響，例如：脫落、松動(dòng)、下傾等安全隱患，無法通過工參平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷和預(yù)警，只能等待投訴后才能處理。
7）現(xiàn)網(wǎng)資源管理平臺(tái)針對(duì)天線工參數(shù)據(jù)的變化，無法進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)更新和校準(zhǔn)。
②技術(shù)原理及性能指標(biāo)
本項(xiàng)目為天線工參自動(dòng)獲取采集技術(shù)，該技術(shù)采用工業(yè)級(jí)芯片，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，保障天線工參數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、實(shí)時(shí)性，且不會(huì)對(duì)基站天線造成任何的干擾。
1）數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)；采用NB-IOT無線通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸?shù)姆绞?，安裝即用。另外，設(shè)備預(yù)留了AISG接口，也可以復(fù)雜條件下實(shí)現(xiàn)與主設(shè)備廠家的OMC網(wǎng)管進(jìn)行傳輸。安裝即用，可實(shí)現(xiàn)：天線頂端安裝—> 無線傳輸—>天線工參自動(dòng)采集大數(shù)據(jù)平臺(tái)。
數(shù)據(jù)采集技術(shù)；天線工參中方位角的測(cè)量技術(shù)難點(diǎn)極大，設(shè)備采用的是精確度極高的雙北斗或雙GPS載波相位差分檢測(cè)技術(shù)，方位角的波動(dòng)精度在3度以內(nèi)，數(shù)據(jù)在上電后3分鐘內(nèi)返回，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性、穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他采集方案。
類別 參數(shù)
產(chǎn)品類型 天線工參采集器
實(shí)現(xiàn)功能 遠(yuǎn)程自動(dòng)采集方位角、下傾角 、海拔、經(jīng)緯度、天線掛高
接口類型 AISG-in（選配）
工作溫度 -40℃—+70℃
工作電壓 DC 10V-30V（選配）
方位角精度 ±3°
下傾角精度 ±1°
海拔誤差 ±5米
經(jīng)緯度誤差 ±5米
產(chǎn)品尺寸 20*11*3cm
安裝方式 支架安裝天線背面
取電方式 電池供電(5年)
數(shù)據(jù)傳輸方式 NB-Iot、4G、OMC
平臺(tái)支持 天線工參自動(dòng)采集大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)
③技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性
1）核心算法使用雙GPS或者雙北斗差分定姿技術(shù)，通過兩組北斗或者GPS模組，獲取到的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)，計(jì)算出位衛(wèi)星的位置，再計(jì)算出接收機(jī)的位置和衛(wèi)星的高度，通過獲取到信號(hào)強(qiáng)度和信噪值，選擇主星，使用主星和輔星做載波相位雙差，再通過確定整周模糊度，通過浮點(diǎn)運(yùn)算求解矩陣，得出設(shè)備的姿態(tài)數(shù)據(jù)。
2）軟件算法使用了差分定姿和陀螺儀以及氣壓數(shù)據(jù)的融合算法，通過屏蔽方案，再加上陀螺儀檢測(cè)設(shè)備運(yùn)動(dòng)來相互校準(zhǔn)設(shè)備的姿態(tài)數(shù)據(jù)，從而消除多徑干擾。同時(shí)，配合高精度氣壓計(jì)芯片，通過數(shù)據(jù)融合求解，得出準(zhǔn)確的掛高數(shù)據(jù)。
3）創(chuàng)新的使用電子陀螺儀來計(jì)算天線的傾角數(shù)據(jù)，通過檢測(cè)天線在9軸上的加速度和角速度，可以達(dá)到毫秒級(jí)響應(yīng)，快速計(jì)算出天線的傾角數(shù)據(jù)。
4）經(jīng)緯度數(shù)據(jù)通過設(shè)備自身的模組獲取，精度高，可以達(dá)到正負(fù)10米。海拔高度通過差分定姿技術(shù)計(jì)算獲得。
5）設(shè)備電路主板上集成了低功耗CPU、低功耗存儲(chǔ)器、低功耗陀螺儀、低功耗高精度氣壓計(jì)等低功耗電子元器件，通過高容量電池，保證設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，外部使用太陽能電池板為電池充電，確保設(shè)備超長(zhǎng)時(shí)間使用。
6) 開創(chuàng)性地使用了兩種傳輸模式，一種是通過NB-IOT無線網(wǎng)絡(luò)，直接將數(shù)據(jù)傳回大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。另外一種是通過運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有核心網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)回傳到運(yùn)營(yíng)商OMC網(wǎng)管系統(tǒng)（整個(gè)系統(tǒng)需遵循AISG2.0版本協(xié)議進(jìn)行編程），通過與OMC網(wǎng)管系統(tǒng)北向接頭對(duì)接，再將天線工參數(shù)據(jù)回傳到天線工參自動(dòng)采集大數(shù)據(jù)平臺(tái)。
④技術(shù)的成熟程度，適用范圍和安全性；
公司歷時(shí)四年多，已積累并掌握開發(fā)設(shè)計(jì)天線工參項(xiàng)目所需各類參數(shù)與指標(biāo)，及應(yīng)用實(shí)踐方面，無論在國內(nèi)外，均屬領(lǐng)先地位！整體解決方案的技術(shù)水平與應(yīng)用不僅是全球首創(chuàng)，且處于國際領(lǐng)先地位。
公司已有成果轉(zhuǎn)化上市多種產(chǎn)品的技術(shù)能力調(diào)條件，2018年通過了APMS普通型工參采集設(shè)備的產(chǎn)品安全效能檢測(cè)，2019年通過了ZT_NB01型工參采集設(shè)備的產(chǎn)品安全效能檢測(cè)，已掌握完整的天線工參成熟的關(guān)鍵技術(shù)，例如：
A-通過NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)無線部署
B-載波相位差分定向技術(shù)，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確度高
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