无线通信室内分布系统的驻波故障定位方法及系统与流程

本发明属于移动通信室内分布系统领域，特别涉及一种无线通信室内分布系统的驻波故障点定位方法及系统。

背景技术：

移动通信的室内分布系统主要由有源设备及无源分布系统组成，其中无源分布系统由馈线、无源器件、天线组成，实现射频信号在建筑物内的传输及覆盖。室内分布系统的故障排查主要包括故障定位及故障处理两个步骤，其中无源分布系统的故障排查为其重点。施工质量与无源器件的质量问题为无源分布系统的主要故障，会造成移动通信系统底噪抬升、覆盖不良、通话质量差、掉话等问题。

随着移动通信技术的发展，室内分布系统的作用越来越重要，铁塔公司成立后，室分共建共享的程度更高，合路的频段和制式也越来越多，这样就对室内分布系统的质量提出了更高的要求。现阶段，室内无源分布系统的故障主要通过驻波比测试及互调测试的方法来进行排查。由于分布系统使用了一定数量的无源器件，无源器件和馈线的插损对测试值存在较大的影响，对故障的判断形成误导，容易遗漏故障点；室分系统存在多条支路，对故障点具体位置的判断形成一定干扰。故目前在进行故障定位时，对工程人员的技术要求和经验要求较高，排查过程复杂、效率低下，且由于故障点遗漏几率较高，整改效果往往不理想。

技术实现要素：

本发明针对无源分布系统故障排查过程复杂、效率低下，易遗漏故障点，整改效果不理想的问题，提出使用驻波比定位测试数据，结合室分系统原理图和平面图，实现一种无线通信室内分布系统的驻波故障点定位方法及系统。

本发明提供一种无线通信室内分布系统的驻波故障定位方法，包括以下步骤：

步骤501，输入室内分布系统的系统图及平面图，进入步骤502；

步骤502，输入初始测试节点，取一个作为当前的初始测试节点，进入步骤503；

步骤503，计算各个节点至当前的初始测试节点的馈线长度及链路衰耗，进入步骤504；

步骤504，在当前的初始测试节点位置测试分布系统的故障定位模式驻波比数据，进入步骤505；

步骤505，将测试所得驻波比数据与预设的阈值Q1进行比较，若存在大于Q1的采样点，则进入步骤507；

若不存在大于Q1的采样点，进入步骤506；

步骤506，判断是否所有初始测试节点的测试工作均已完成，若均已完成，则结束本流程；若没有，则从步骤503取下一初始测试节点作为当前的初始测试节点，进行相应室分系统故障定位；

步骤507，记录下所有驻波比超过阈值Q1的采样点的馈线长度L及驻波比V，进入步骤508；

步骤508，从步骤507记录的各采样点逐一取当前采样点与系统图进行匹配，进入步骤509；

步骤509，若当前采样点与系统图匹配的节点唯一，则进入步骤510；若该采样点与系统图匹配的节点不唯一，则进入步骤514；

步骤510，设当前采样点与系统图匹配的唯一的节点记为a，计算所匹配节点a的回波损耗RL，计算节点的实际驻波比Vt，计算节点的驻波阈值Q2，进入步骤511；

步骤511，若当前的节点a满足RL≤2PL或Vt＞Q2，则该节点为故障点，进入步骤512；若不满足上述条件，则进入步骤513；

步骤512，在现场处理节点a的故障完成后，进入步骤513；

步骤513，判断是否所有驻波比超过阈值Q1的采样点都已处理完成，若都完成则重新测试当前的初始测试节点的驻波比数据，重新进入步骤504；若未都完成，则处理下一个驻波比超过阈值Q1的采样点，作为新的当前采样点，进入步骤508；

步骤514，判断当前采样点与系统图匹配的节点数目是否为2，若是则进入步骤515，否则进入步骤518；

步骤515，设当前采样点与系统图匹配的2个节点记为a、b，设节点a的最大驻波比Va大于节点b的最大驻波比Vb，进入步骤516；

步骤516，设该采样点测试所得驻波比为V，若满足Vb＜V＜Va，则同步进入步骤517及步骤510，否则进入步骤518；

步骤517，现场测试节点b，若为故障点则处理，完成后进入步骤513；

步骤518，根据采样点匹配的多个节点，进行回溯，作为未处理的初始测试节点，进入步骤503。

而且，步骤510中，计算所匹配节点a的回波损耗RL，计算节点的实际驻波比Vt，计算节点的驻波阈值Q2时，实现方式如下，

设筛选出的某一采样点，其驻波比为V，

$RL=20{\log }_{10}\left(\frac{V+1}{V-1}\right)$

$Vt=\frac{{10}^{\frac{R-2PL}{20}}+1}{{10}^{\frac{RL-2PL}{20}}-1}$

$Q2=\frac{{10}^{\frac{PLM}{10}}+1}{{10}^{\frac{PLM}{10}}-1}$

其中，PL为与采样点匹配的节点至初始测试节点的链路损耗，PLM为输入端口至输出端口的最大插损。

而且，步骤515中，计算节点a的最大驻波比Va和节点b的最大驻波比Vb时，实现方式如下，

$Va=\frac{{10}^{\frac{PLa}{10}}+1}{{10}^{\frac{PLa}{10}}-1}$

$Vb=\frac{{10}^{\frac{PLb}{10}}+1}{{10}^{\frac{PLb}{10}}-1}$

其中，设节点a的链路损耗值为PLa，节点b的链路损耗值为PLb。

本发明还提供一种无线通信室内分布系统的驻波故障定位系统，包括以下单元：

单元501，输入室内分布系统的系统图及平面图，命令单元502工作；

单元502，输入初始测试节点，取一个作为当前的初始测试节点，命令单元503工作；

单元503，计算各个节点至当前的初始测试节点的馈线长度及链路衰耗，命令单元504工作；

单元504，在当前的初始测试节点位置测试分布系统的故障定位模式驻波比数据，命令单元505工作；

单元505，将测试所得驻波比数据与预设的阈值Q1进行比较，若存在大于Q1的采样点，则命令单元507工作；

若不存在大于Q1的采样点，命令单元506工作；

单元506，判断是否所有初始测试节点的测试工作均已完成，若均已完成，则结束本流程；若没有，则从单元503取下一初始测试节点作为当前的初始测试节点，进行相应室分系统故障定位；

单元507，记录下所有驻波比超过阈值Q1的采样点的馈线长度L及驻波比V，命令单元508工作；

单元508，从单元507记录的各采样点逐一取当前采样点与系统图进行匹配，命令单元509工作；

单元509，若当前采样点与系统图匹配的节点唯一，则命令单元510工作；若该采样点与系统图匹配的节点不唯一，则命令单元514工作；

单元510，设当前采样点与系统图匹配的唯一的节点记为a，计算所匹配节点a的回波损耗RL，计算节点的实际驻波比Vt，计算节点的驻波阈值Q2，命令单元511工作；

单元511，若当前的节点a满足RL≤2PL或Vt＞Q2，则该节点为故障点，命令单元512工作；若不满足上述条件，则命令单元513工作；

单元512，在现场处理节点a的故障完成后，命令单元513工作；

单元513，判断是否所有驻波比超过阈值Q1的采样点都已处理完成，若都完成则重新测试当前的初始测试节点的驻波比数据，重新命令单元504工作；若未都完成，则处理下一个驻波比超过阈值Q1的采样点，作为新的当前采样点，命令单元508工作；

单元514，判断当前采样点与系统图匹配的节点数目是否为2，若是则命令单元515工作，否则命令单元518工作；

单元515，设当前采样点与系统图匹配的2个节点记为a、b，设节点a的最大驻波比Va大于节点b的最大驻波比Vb，命令单元516工作；

单元516，设该采样点测试所得驻波比为V，若满足Vb＜V＜Va，则同步命令单元517工作及单元510工作，否则命令单元518工作；

单元517，现场测试节点b，若为故障点则处理，完成后命令单元513工作；

单元518，根据采样点匹配的多个节点，进行回溯，作为未处理的初始测试节点，命令单元503工作。

而且，单元510中，计算所匹配节点a的回波损耗RL，计算节点的实际驻波比Vt，计算节点的驻波阈值Q2时，实现方式如下，

设筛选出的某一采样点，其驻波比为V，

$RL=20{\log }_{10}\left(\frac{V+1}{V-1}\right)$

$Vt=\frac{{10}^{\frac{R-2PL}{20}}+1}{{10}^{\frac{RL-2PL}{20}}-1}$

$Q2=\frac{{10}^{\frac{PLM}{10}}+1}{{10}^{\frac{PLM}{10}}-1}$

其中，PL为与采样点匹配的节点至初始测试节点的链路损耗，PLM为输入端口至输出端口的最大插损。

而且，单元515中，计算节点a的最大驻波比Va和节点b的最大驻波比Vb时，实现方式如下，

$Va=\frac{{10}^{\frac{PLa}{10}}+1}{{10}^{\frac{PLa}{10}}-1}$

$Vb=\frac{{10}^{\frac{PLb}{10}}+1}{{10}^{\frac{PLb}{10}}-1}$

其中，设节点a的链路损耗值为PLa，节点b的链路损耗值为PLb。

本发明涉及一种无线通信室内分布系统的驻波故障定位方法及系统，用于室分系统故障排查中。它利用驻波测试数据及分布系统原理图与平面图，自动进行故障判断及定位，能够补偿路径损耗，直接准确标记出故障点的位置及实际驻波比值或指出下一步测试节点直至准确标记出故障点的位置及实际驻波比值，并在原理图和平面图上进行展示，解决了分布系统故障排查过程复杂、效率低下，易遗漏故障点，整改效果不理想的问题。

附图说明

图1为本发明实施例的驻波定位测试波形示意图；

图2为本发明实施例的室内分布系统原理图示意图；

图3为本发明实施例的室内分布系统平面图示意图；

图4为本发明实施例的硬件应用示意图；

图5为本发明实施例的室分故障定位流程图；

图6为本发明实施例的基本原理图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。

参见图6，本发明实施例提供的室内分布系统的故障判断及精准定位方法，包括进行以下操作：

首先，将室内分布系统的原理图和平面图导入，输入初始测试节点，并以每个天线和器件为节点，计算每个节点至初始测试节点的线路长度L及链路衰耗PL。通常确定初始测试节点时，多系统合路则为合路器后的节点，单系统则为基站机顶；馈线衰耗加器件插损即为链路损耗，

然后，输入分布系统的驻波比测试结果，具体实施时，可由工程人员根据初始测试节点，预先在现场该节点处进行分布系统的驻波比测试，根据测试结果初步筛选出可疑的采样点，结合原理图解析出的节点数据，利用线路长度进行采样点与节点的匹配，若节点匹配唯一，则补偿该节点的链路损耗，计算出该节点的近似的驻波比，并与阈值进行对比，判断该节点是否为故障点。若利用长度匹配的节点不唯一，在不能确认故障点的情况下，标示出可疑故障点并指出下一个测试节点，并重复上述处理，直至确认出故障点。所有确认的故障点在原理图和平面图中做出标示，指导工程人员进行现场排查。

进一步地，提出具体实现方案如下：

首先，在分布系统的第一个端口，测试整个系统的驻波比定位测试数据，为驻波比随馈线长度变化的曲线，每一个采样点包含两个数据：距离和驻波比，记为(L，V)；

然后，对测试数据进行筛选，挑选出测试所得驻波比V值超出阈值Q1的采样点，结合分布系统的原理图，标定出与挑选出来的采样点L值误差小于一定范围的节点，若节点标定唯一，则根据计算出的测试点至故障点的链路损耗PL，将链路损耗再进行补偿，计算并标示出该故障点的实际驻波比值Vt，若Vt超出阈值Q2，则认为该点为故障点，系统在原理图及平面图中标示出节点位置，以指导工程人员现场排查，定位过程完成；

Q1：保证系统整体驻波比，不至于造成系统干扰，为固定值，具体实施时本领域技术人员可预先设定取值；

Q2：保证每个节点的施工质量，根据每个节点的器件特性单独计算取值；

Q2的计算方法：节点器件输入至输出的最大端口插损为RL，则建议取值驻波比与回波损耗的转换关系：

驻波比：VSWR

回波损耗：RL

$RL=20{\log }_{10}\left(\frac{VSWR+1}{VSWR-1}\right)$

$VSWR=\frac{{10}^{\frac{RL}{20}}+1}{{10}^{\frac{RL}{20}}-1}$

设筛选出的某一采样点，其馈线长度与驻波比分别记为L、V，与采样点匹配的节点，其至测试节点的链路损耗为PL，输入端口至输出端口的最大插损为PLM；

以该采样点作为已知可疑故障点，已知可疑故障点链路损耗PL，驻波比测试值V，则：

计算可疑故障点回波损耗：

补偿链路损耗后的节点的驻波比，即推算的实际驻波比值

计算节点的驻波比门限值：

若R≤2PL或Vt＞Q2，则该可疑故障点确认为实际故障点。

若节点标定不唯一，则根据系统图，首先算出这些节点的最大驻波比。假设A节点的链路损耗值为PLa，B节点的链路损耗值为PLb，且PLa＜PLb，则节点A、B对应的最大驻波比值分别为

若Vb＜V＜Va，则计算A点的实际驻波比值，并与A点的Q2门限做对比，做出判断；B节点需要工程人员前往测试判断；

若V＞Va，则A、B两个节点均需前往节点现场测试；

若V＜Vb，则不能判断故障点为A还是B；此时，从A、B节点回溯至其第一个公共节点C，并在系统图与平面图中指出节点C的位置，现场人员根据系统给出的提示，在C节点的两个支路上再分别进行驻波测试并进行计算判断，以确认故障点为A还是B。

在节点标定数目大于2个时，根据采样点驻波比值V判断故障点的情况较复杂，则直接回溯支路节点，分别测试各支路驻波并计算判断，简化过程。

以某室内分布系统为例，具体采用实施例所提供技术方案对故障点判断及定位如下：

将室内分布系统的原理图及平面图导入，

如图2、图3所示，包括以下三种标示：

馈线标示：例如0.7dB/10m，表示馈线长度10m，在特定频段下的传输损耗为0.7dB。

器件标示：二路功分器记为PS1、PS2、PS3；耦合器T1、T2、T3、T4、T5的耦合度分别为12dB、6dB、10dB、6dB、6dB。

天线标示：室内天线记为ANT1、ANT2…ANT9。

初始测试节点为图2原理图中左侧的圆圈；以每个无源器件及天线为节点，计算每个节点至初始测试节点的距离及链路损耗；工程人员在现场根据提示的节点进行测试，得到驻波比定位测试的数据，如图1中曲线101所示。

在图1中的标示如下：

VSWR：电压驻波比，无单位。

Distance：距离，表示所测驻波比测试值与测试节点的无线信号传输距离，单位为米。

驻波阈值：预先设定的检测值，驻波比超过该值的点则需要进行下一步分析。

将采样点数据与驻波比图1中102驻波阈值Q1进行对比，筛选出超出范围的采样点，如图1中103及104，为可疑故障点。

可疑故障点103采样的数据为L＝45m，驻波比为V＝1.08，通过L值进行匹配，对应图2系统原理图中的201节点：

计算节点201的回波损耗：

通过系统原理图可计算出节点201链路损耗PL＝14dB，R大于2PL，则：

计算201的实际驻波比值

节点201的器件最大端口插损为6dB，则门限

则节点201满足R≤2PL或Vt＞Q2的条件，可判定节点201为故障点。

可疑故障点104采样的数据为L＝60m，驻波为V＝1.07，通过L值进行匹配，可对应图2系统原理图中的202及203节点。

通过系统原理图可计算出节点202链路损耗PL202＝6dB，则节点202可测试的最大驻波比为

通过系统原理图可计算出节点203链路损耗PL203＝21.2dB，则节点203可测试的最大驻波比为

根据判断条件：

若Vb＜V＜Va，则建议优先现场排查节点A；

若V＞Va，则A、B两个节点均存在故障；

若V＜Vb，则不能判断故障点为A还是B；

因为满足V203＜V＜V202，则应优先排查节点202的故障:

计算节点202的回波损耗：

计算202的实际驻波比值

节点202的器件最大端口插损为6dB，则门限

Vt小于Q2，则判断202不是故障点；

不管202是否为故障点，203均需工程人员到节点测试。

本发明技术方案可采用软件技术实现自动运行流程。为便于实施参考起见，提供实施例的具体实现流程。参见图5，实施例利用系统进行室分故障判断的流程如下：

步骤501，输入室内分布系统的系统图(即系统原理图的简称)及平面图，进入步骤502；

步骤502，输入系统图中的初始测试节点，由于分布系统里可能存在多个合路点，初始测试节点不唯一时，可以取一个未处理的作为当前的初始测试节点，进入步骤503；

步骤503，计算各个节点至当前的初始测试节点的馈线长度及链路衰耗，进入步骤504；

步骤504，在当前的初始测试节点位置测试分布系统的故障定位模式驻波比数据，进入步骤505；

步骤505，将测试所得驻波比数据与阈值Q1进行比较，若存在大于Q1的采样点，则进入步骤507；

若不存在大于Q1的采样点，则该初始测试节点的判断结果是无故障，进入步骤506；

步骤506，判断是否所有初始测试节点的测试工作均已完成，若均已完成，则结束本流程；若没有，则从步骤503取下一个未处理的作为当前的初始测试节点，再次开始下一初始测试节点相应室分系统故障定位；

步骤507，记录下所有驻波比超过阈值Q1的采样点的馈线长度L及驻波比V，进入步骤508；

步骤508，从步骤507记录的各采样点中逐一取当前采样点与系统图进行匹配，进入步骤509；

步骤509，若当前采样点与系统图匹配的节点唯一，则进入步骤510；若该采样点与系统图匹配的节点不唯一，则进入步骤514；

步骤510，设当前采样点与系统图匹配的唯一的节点记为a，计算所匹配节点a的回波损耗RL，计算节点的实际驻波比Vt，计算节点的驻波阈值Q2，进入步骤511；

步骤511，若该节点a满足RL≤2PL或Vt＞Q2，则该节点为故障点，进入步骤512；若不满足上述条件，则进入步骤513；

步骤512，在现场处理该节点a的故障完成后，进入步骤513；

步骤513，判断是否所有驻波比超过阈值Q1的采样点都已处理完成，若都完成则重新测试当前的初始测试节点的驻波比数据，重新进入步骤504；若没有都完成，则处理下一个驻波比超过阈值Q1的采样点，作为新的当前采样点，进入步骤508；

步骤514，判断当前采样点与系统图匹配的节点数目是否为2，若是2，则进入步骤515；若大于2，则进入步骤518；

步骤515，设当前采样点与系统图匹配的2个节点记为a、b，计算两个节点的最大驻波比Va、Vb，为便于后续步骤描述，此处假设Va大于Vb，进入步骤516；

此步骤实现可参见前文，计算方式如下，

$Va=\frac{{10}^{\frac{PLa}{10}}+1}{{10}^{\frac{PLa}{10}}-1}$

$Vb=\frac{{10}^{\frac{PLb}{10}}+1}{{10}^{\frac{PLb}{10}}-1}$

其中，设节点a的链路损耗值为PLa，节点b的链路损耗值为PLb；

步骤516，该采样点的驻波测试数据为V，若满足Vb＜V＜Va，则同步进入步骤517及步骤510，其中步骤510计算节点a的回波损耗RL，计算节点a的实际驻波比Vt，计算节点a的驻波阈值阈值Q2，步骤513处将等待步骤517及步骤510相应处理都完成后再进行判断；若不满足Vb＜V＜Va，则进入步骤518；

步骤517，现场测试节点b，若为故障点则处理，完成后进入步骤513，否则直接进入步骤513；

步骤518，根据采样点匹配的多个节点，进行回溯，作为未处理的初始测试节点，进入步骤503，实现对各节点逐一进行确认。

例如，假设a/b/c三个点到初始节点距离相等，不能判断哪个节点有问题，此时在系统图上反向找到a/b/c三个点的第一个公共节点(或者2个，视具体情况而定)，再次分别测试不同支路的驻波比，定位故障。

具体实施时，本发明所提供方法可基于软件技术实现自动运行流程，也可采用单元化方式实现相应系统。

本发明还提供一种无线通信室内分布系统的驻波故障定位系统，包括以下单元：

单元501，输入室内分布系统的系统图及平面图，命令单元502工作；

单元502，输入初始测试节点，取一个作为当前的初始测试节点，命令单元503工作；

单元503，计算各个节点至当前的初始测试节点的馈线长度及链路衰耗，命令单元504工作；

单元504，在当前的初始测试节点位置测试分布系统的故障定位模式驻波比数据，命令单元505工作；

单元505，将测试所得驻波比数据与预设的阈值Q1进行比较，若存在大于Q1的采样点，则命令单元507工作；

若不存在大于Q1的采样点，命令单元506工作；

单元506，判断是否所有初始测试节点的测试工作均已完成，若均已完成，则结束本流程；若没有，则从单元503取下一初始测试节点作为当前的初始测试节点，进行相应室分系统故障定位；

单元507，记录下所有驻波比超过阈值Q1的采样点的馈线长度L及驻波比V，命令单元508工作；

单元508，从单元507记录的各采样点逐一取当前采样点与系统图进行匹配，命令单元509工作；

单元509，若当前采样点与系统图匹配的节点唯一，则命令单元510工作；若该采样点与系统图匹配的节点不唯一，则命令单元514工作；

单元510，设当前采样点与系统图匹配的唯一的节点记为a，计算所匹配节点a的回波损耗RL，计算节点的实际驻波比Vt，计算节点的驻波阈值Q2，命令单元511工作；

单元511，若当前的节点a满足RL≤2PL或Vt＞Q2，则该节点为故障点，命令单元512工作；若不满足上述条件，则命令单元513工作；

单元512，在现场处理节点a的故障完成后，命令单元513工作；

单元513，判断是否所有驻波比超过阈值Q1的采样点都已处理完成，若都完成则重新测试当前的初始测试节点的驻波比数据，重新命令单元504工作；若未都完成，则处理下一个驻波比超过阈值Q1的采样点，作为新的当前采样点，命令单元508工作；

单元514，判断当前采样点与系统图匹配的节点数目是否为2，若是则命令单元515工作，否则命令单元518工作；

单元515，设当前采样点与系统图匹配的2个节点记为a、b，设节点a的最大驻波比Va大于节点b的最大驻波比Vb，命令单元516工作；

单元516，设该采样点测试所得驻波比为V，若满足Vb＜V＜Va，则同步命令单元517工作及单元510工作，否则命令单元518工作；

单元517，现场测试节点b，若为故障点则处理，完成后命令单元513工作；

单元518，根据采样点匹配的多个节点，进行回溯，作为未处理的初始测试节点，命令单元503工作。

各单元具体实现可参见相应步骤，本发明不予赘述。

具体实施时，也可按照功能划分模块，提供相应装置。为方便实施参考起见，提供装置的实现建议方案如下：

驻波测试模块：实现分布系统的故障定位模式的驻波比测试，采集并保存测试数据；

方案解析模块：用于对室内分布系统的方案的解析，设定初始测试节点，计算各节点至初始测试节点的馈线长度与链路损耗，将系统图与平面图进行对应；

故障定位模块：将驻波比测试数据与系统图进行匹配，筛选可疑故障点，将测试数据根据系统图对可疑节点进行还原，并计算判断门限，确认故障点的具体位置；在测试采样点对应的节点数目较多时，给出下一步测试节点位置；自动判断并给出下一步的处理步骤及建议。

各模块具体实现与方法一致，本发明不予赘述。

参见图4，集成了驻波测试模块、方案解析模块、故障定位模块的测试及故障定位装置，还可设置相关外设：

触摸显示屏提供人机交互界面，提供功能选择、确认、输入输出界面，用以显示操作提示、测量结果、电源信息、告警信息等。

射频接口主要用于驻波测试模块的校准，分布系统的接入测试。

USB接口提供数据的拷贝和传输功能，用于系统图及平面图的导入，分析结果及报告的导出等。

操作按键区主要提供功能键、方向键、数字键、确认键、电源开关键、屏幕开关键、复位键等，实现功能选择、数字输入等人机交互功能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。