移动通信室内分布线路智能监管系统及方法与流程

本发明涉及智能监管系统，尤其涉及一种移动通信室内分布线路智能监管系统及方法。

背景技术：

目前，移动通信从2G时代开始发展，经历了2.5G、3G时代至今，已经快速发展进入4G网络时代。与此相适应，移动通信的网络建设规模也在不断扩大，网络覆盖日益完善。在此基础上，室内覆盖已成为今后网络覆盖的重点。

移动通信的室内分布系统日趋完善和经过多年的投入和建设；移动通信的室内分布覆盖的网点数量已经极其庞大，并且分布区域涉及面广和分布区域较为零散；为了保证移动通信的信号覆盖质量，移动通信运营商需要每年投入巨大的人力、物力和财力，对室内分布系统进行巡查、维修和管理。

但是，长期以来，对于室内分布系统中室内分布天线、射频通信电缆、耦合器和功分器等数量众多的无源器件，运营商对其缺乏有效的监管方法和手段；一旦室内分布系统中的器件，发生故障（其中包括短路、短路、损坏和老化等）或者丢失损坏（其中包括盗窃、业主装修破坏、人为拆卸和器件老化损坏等）等情况，就会极大影响移动通信的室内信号覆盖，而运营商又不能及时的发现室分系统的故障。当用户投诉的时候，运营商才派遣相关的维护人员进入故障点进行检修。这极大地影响了移动运营商的室内分布系统中移动通信信号的有效覆盖率。

并且，经过二十多年的移动通信室内分布系统的建设，移动通信运营商对其所有室内分布系统网络的资产，无法进行一个有效的统计和管理；

运营商在新建室内分布系统施工过程当中，同样缺乏有效的验收方法和手段。当工程验收把关不严格的时候，很多室内分布设备安装不到位，就遗留故障点和隐患。在室分建设施工过程当中，施工人员未按照设计图纸进行施工，私自更改实际的施工线路，又未能及时上报运营商，同样为室内分布系统留下了质量隐患。

当室内分布系统发生故障的时候，运营商派遣维护人员对故障点进行维护；对故障线路，缺乏有效的检修手段，依靠人工方法进行排查，耗时耗力，效率低；

综合上述各种情况，移动通信室分系统末端各通信器件和线路，属于无源器件，无法进行有效的监控和管理；为了能有效地实时监管室内分布线路的运行工作状态和通信信号传输质量，并且在室内分布系统发生故障的时候，能快速有效定位故障点，同时能够对室内分布系统进行有效准确的资产统计和管理，是移动运营商急需解决的问题。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种移动通信室内分布线路智能监管系统及方法。

本发明提供了一种移动通信室内分布线路智能监管系统，包括室分系统信息监控管理中心、RFID读写器、多频合路器和移动通信室内分布系统，其中，所述室分系统信息监控管理中心通过无线网络与所述RFID读写器连接，所述RFID读写器与所述多频合路器连接，所述多频合路器与所述移动通信室内分布系统连接。

作为本发明的进一步改进，所述移动通信室内分布系统包括功率驻波检测器和室分天线，所述功率驻波检测器通过室分线路与所述室分天线连接。

作为本发明的进一步改进，所述室分天线上设有RFID电子标签。

作为本发明的进一步改进，所述功率驻波检测器包括宽带耦合器、双路射频功率采集电路、超低功耗MCU控制电路、RFID电子标签芯片电路、RF能量采集电路和超低功耗电池供电电路，其中，所述超低功耗电池供电电路分别与所述RF能量采集电路、RFID电子标签芯片电路、超低功耗MCU控制电路和双路射频功率采集电路连接，所述RF能量采集电路、RFID电子标签芯片电路、双路射频功率采集电路分别与所述宽带耦合器连接，所述RFID电子标签芯片电路与所述超低功耗MCU控制电路连接，所述超低功耗MCU控制电路与所述双路射频功率采集电路连接。

作为本发明的进一步改进，所述双路射频功率采集电路为功率驻波采集电路。

作为本发明的进一步改进，所述宽带耦合器为双宽带耦合器。

作为本发明的进一步改进，所述室分系统信息监控管理中心通过无线远程通信网络与所述RFID读写器连接。

作为本发明的进一步改进，所述室分系统信息监控管理中心包括云存储平台和IMS服务器管理平台，所述云存储平台、IMS服务器管理平台分别通过所述无线远程通信网络与所述RFID读写器连接。

作为本发明的进一步改进，所述云存储平台通过互联网与所述IMS服务器管理平台连接。

作为本发明的进一步改进，所述室分系统信息监控管理中心还包括移动终端，所述移动终端通过互联网分别与所述云存储平台、IMS服务器管理平台连接。

作为本发明的进一步改进，所述移动通信室内分布线路智能监管系统还包括外部射频设备，所外部射频设备的输出端与所述多频合路器连接，所述外部射频设备为远端射频单元、直放站、移动通信基站中的任意一种或其任意组合。

本发明还提供了一种移动通信室内分布线路智能监管方法，包括以下步骤：

S1、RFID读写器发射带有RFID电子标签访问和控制指令的射频信号；

S2、多频合路器将室分系统中的远端射频单元或直放站或移动通信基站的射频信号与RFID读写器的射频信号合路，进入移动通信室内分布系统当中；

S3、移动通信室内分布系统的室分天线上的RFID电子标签根据RFID读写器的射频信号，应答相应存储在RFID电子标签上的天线数据信息给RFID读写器，该天线数据信息包括室分天线的身份标识数据和定位数据；移动通信室内分布系统的功率驻波检测器内嵌的RFID电子标签芯片电路根据RFID读写器指令，通过室分线路，应答相应存储在RFID电子标签芯片电路上的功率数据信息给RFID读写器，该功率数据信息包括功率驻波检测器的身份标识数据、驻波比和功率值；RFID读写器具有多标签访问的功能，实现对移动通信室内分布系统上，多个RFID电子标签和多个功率驻波检测器的信息读取和识别功能；

S4、RFID读写器将接收到的天线数据信息和功率数据信息通过无线远程通信网络发送给室分系统信息监控管理中心。

本发明的有益效果是：通过上述方案，可实现移动通信室内分布系统中，对通信线路的运行工作状态、通信信号传输质量进行实时测量、评估、监控和管理，以及对移动通信室内分布系统的资产进行实时监控和管理。

附图说明

图1是本发明一种移动通信室内分布线路智能监管系统的系统框图。

图2是本发明一种移动通信室内分布线路智能监管系统的功率驻波检测器的硬件框图。

图3是本发明一种移动通信室内分布线路智能监管系统的无线远程通信网络的通信示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

图1至图3中的附图标号为：室分系统信息监控管理中心100；云存储平台101；IMS服务器管理平台102；移动通信室内分布系统200；功率驻波检测器201；超低功耗电池供电电路1；RF能量采集电路2；RFID电子标签芯片电路3；超低功耗MCU控制电路4；功率驻波采集电路5；宽带耦合器6；室分天线202；RFID读写器300；多频合路器400；

本发明涉及移动通信室内分布线路监管系统，尤其涉及一种移动通信室内分布线路的运行工作状态和通信信号传输质量进行测量、监控和管理的一种通信设备的物联网应用。

如图1至图3所示，一种移动通信室内分布线路智能监管系统，包括室分系统信息监控管理中心100(IMS Manage Center, 简称IMMC )、RFID读写器300、多频合路器400(Combiner)和移动通信室内分布系统200，其中，所述室分系统信息监控管理中心100通过无线网络与所述RFID读写器300连接，所述RFID读写器300与所述多频合路器400连接，所述多频合路器400与所述移动通信室内分布系统200连接，所述RFID读写器300优选为超高频射频识别(UHF RFID)读写器(Reader)。

如图1至图3所示，所述移动通信室内分布系统200包括功率驻波检测器201(Power and SWR ,简称PSWR)和室分天线202，所述功率驻波检测器通过室分线路与所述室分天线连接。

如图1至图3所示，所述室分天线202上内嵌或者粘贴有RFID电子标签，所述RFID电子标签优优选为超高频射频识别(UHF RFID)电子标签(Tag)。

如图1至图3所示，所述RFID电子标签，其协议符合ISO18000-6C国际RFID标准协议，电子标签上带有可读可写的非易失存储内存，即可以存储需要识别的物体的身份标识数据（ID数据），也可以存储用户的特定数据。电子标签的工作频率范围840MHz～960MHz。根据编码规则，向RFID电子标签写入身份标识号，内嵌入或者粘贴在室分系统中的室分天线202上，实现对室分天线202的身份标识，同时也实现了对室分天线202的定位。RFID电子标签属于无源器件，其上自带的天线，通过接收RFID读写器300发射的射频功率信号，转换成电子标签的工作能量，激活电子标签工作，与RFID读写器进行信息交互。

如图1至图3所示，所述功率驻波检测器201(PSWR)包括宽带耦合器6、双路射频功率采集电路、超低功耗MCU控制电路4、RFID电子标签芯片电路3、RF能量采集电路2和超低功耗电池供电电路1，其中，所述超低功耗电池供电电路1分别与所述RF能量采集电路2、RFID电子标签芯片电路3、超低功耗MCU控制电路4和双路射频功率采集电路连接，所述RF能量采集电路2、RFID电子标签芯片电路3、双路射频功率采集电路分别与所述宽带耦合器6连接，所述RFID电子标签芯片电路3与所述超低功耗MCU控制电路4连接，所述超低功耗MCU控制电路4与所述双路射频功率采集电路连接，可通过所述功率驻波检测器201实现对室内分布系统通信线路上传输信号进行采集测量，计算驻波比和功率值。

如图1至图3所示，所述宽带耦合器6为双宽带耦合器，所述双路射频功率采集电路为功率驻波采集电路5。

如图1至图3所示，在移动通信室分系统中，通信线路运行工作状态和通信信号传输质量的一种测量采集和数据传输，实现对室分系统的有效地智能监控和管理。主要特点是利用宽带耦合器电路技术、功率驻波比采集技术、RF低功耗能量采集处理技术、低功耗电池供电技术、射频识别(RFID, Radio Frequency Identification)技术和低功耗广域物联网(LPWAN)技术，来实现IMS系统功能，具有采集精度高，采集信息实时，采集数据量大，使用寿命长等特点

如图1至图3所示，所述功率驻波检测器201(PSWR)串联接入室分系统通信线路当中,通过超低功耗MCU控制电路4，实时采集室内分布线路上的驻波比和信号功率值等数据，再存储到RFID电子标签芯片电路3当中，再由RFID读写器300通过室分系统的通信线路读取电子标签存储的驻波比和功率值。所述功率驻波检测器201(PSWR)内部电子标签可以写入身份标识号，标识PSWR的身份信息，实现故障快速定位功能；PSWR的身份标识信息与测量的驻波比和功率值相对应，能够有效的监控室分线路上某一节点位置的驻波比和功率值信息。

如图1至图3所示，RFID读写器300，其主要功能是识别读取和访问室分系统中，内嵌入或者粘贴在室分天线202上的RFID电子标签的身份标识数据，以及PSWR内部存储的驻波比和信号功率值；通过无线远程通信网络，与监管中心服务器，进行信息交互，实现对室分系统线路监控和管理功能。RFID读写器300工作的射频参数，符合国家无线电管理委员会关于《800/900MHz频段射频识别（RFID）技术应用规定（试行）》的管理规定；在室内分布系统的RRU(Radio Remote Unit)设备、直放站或移动通信基站信号输出端，与RFID读写器的射频信号，通过多频合路器，一起合路进入室内分布系统线路当中；RFID读写器通过室内分布系统的线路传输射频信号；由RFID读写器300发射带有电子标签访问和控制指令的射频信号；室分天线202上的RFID电子标签，根据RFID读写器300指令,应答相应存储在RFID电子标签上的数据信息给RFID读写器300，包括室分天线202的身份标识数据；功率驻波检测器201内嵌的RFID电子标签芯片电路3，根据RFID读写器300指令，通过室分系统的线路，应答相应存储在RFID电子标签芯片上的数据信息给RFID读写器300，包括PSWR的身份标识数据、驻波比和功率值；RFID读写器具有多标签访问的功能，实现对室分系统上，多个RFID电子标签和多个PSWR信息读取和识别功能。

如图1至图3所示，多频合路器400(Combiner) 是把两路或多路功率信号合并到单个通路上去的无源器件,具有两个或多个输入和一个输出端口。在本系统中，合路器的主要作用是，将室分系统中的远端射频单元(Remote Radio Unit,简称RRU)、直放站或移动通信基站的射频信号与RFID读写器单元的射频信号合路，进入室分系统当中。

如图1至图3所示，所述室分系统信息监控管理中心200通过无线远程通信网络(Wireless Remote Communication Network, 简称WRCN)与所述RFID读写器300连接。

如图1至图3所示，无线远程通信网络(WRCN) 主要功能是实现本系统的监控数据与室分系统信息监控管理中心100(IMMC)进行信息交互的功能；如图3所示，主要由2G/3G/4G调制解调器(简称Modem)和无线传输通信模块组成；无线传输通信模块，采用的是低功耗广域物联网(LPWAN)技术，可以采用WIFI、Zigbee、NB-IoT、Lora和Sigfox等等通信协议。主要特点是，第一，通过移动通信Modem直接与信息监控管理中心的Modem进行数据通信，再由Modem与信息监控管理中心的服务器进行数据交互；第二，在一定室分局部区域范围内，通过无线传输模块进行组网通信，将监控信息集中传输到无线2G/3G/4G Modem网关，再由无线Modem网关与信息监控管理中心无线Modem进行数据交互。Modem与IMMC通信，以SMS短信或者移动通信网络的方式进行通信连接。

如图1至图3所示，所述室分系统信息监控管理中心100包括云存储平台101和IMS服务器管理平台102，所述云存储平台101、IMS服务器管理平台102分别通过所述无线远程通信网络与所述RFID读写器300连接。

如图1至图3所示，所述云存储平台101通过互联网与所述IMS服务器管理平台102连接。

如图1至图3所示，所述室分系统信息监控管理中心100还包括移动终端，所述移动终端通过互联网分别与所述云存储平台101、IMS服务器管理平台102连接，所述移动终端可以优选为手机，例如IMS手机APP移动管理平台（TMS-APP）或者IMS手机微信管理平台（IMS-WX）。

如图1至图3所示，所述室分系统信息监控管理中心100（IMMC）主要实现为移动运营商提供室分系统中通信线路的运行工作状态和信号传输质量参数等监控信息显示和管理平台；为移动运营商提供对室分系统进行监控和管理操作平台；为移动运营商提供手机上的监控和管理信息平台；为移动运营商对室分系统进行资产统计、资产管理等管理信息；为移动运营商提供室分系统维护和管理信息；为移动运营商提供室分系统故障快速定位和检修等管理信息等等功能。监管中心IMMC,建立信息监控管理服务器，在服务器上运行管理软件平台，通过调制解调器Modem，通过WRCN通信网络，与远端的IMS系统的RFID读写器进行直接通信，在获取IMS系统对室分系统线路进行测量和监控的数据信息的同时，通过管理平台软件对IMS系统中的各个RFID读写器进行控制和管理。并且，信息监控管理服务器通过连接进入互联网，与手机APP管理平台软件和手机微信管理平台软件，进行室分系统信息的交互。监管中心IMMC,建立手机移动管理平台，在手机端运行手机APP管理平台软件和手机微信管理平台软件，通过互联网，与监管中心进行信息交互。

如图1至图3所示，室分系统信息云存储平台101(IMS Cloud Storage Platform，简称云平台，ICSP)：室分系统信息云存储平台101，利用云存储技术，为IMS系统提供整个云存储服务和数据访问业务；IMS系统的整个监管信息，可以直接存储在云端服务器；IMMC，包括IMS-Server、IMS-APP和IMS-MX，可以通过互联网，直接访问云平台ICSP上存储的数据，实现IMS系统监管信息交互。

本发明还提供了一种移动通信室内分布线路智能监管方法，包括以下步骤：

S1、RFID读写器300发射带有RFID电子标签访问和控制指令的射频信号；

S2、多频合路器400将室分系统中的远端射频单元或直放站或移动通信基站的射频信号与RFID读写器300的射频信号合路，进入移动通信室内分布系统200当中；

S3、移动通信室内分布系统200的室分天线202上的RFID电子标签根据RFID读写器300的射频信号，应答相应存储在RFID电子标签上的天线数据信息给RFID读写器300，该天线数据信息包括室分天线202的身份标识数据和定位数据；移动通信室内分布系统200的功率驻波检测器201内嵌的RFID电子标签芯片电路3根据RFID读写器300指令，通过室分线路，应答相应存储在RFID电子标签芯片电路3上的功率数据信息给RFID读写器300，该功率数据信息包括功率驻波检测器201的身份标识数据、驻波比和功率值；RFID读写器300具有多标签访问的功能，实现对移动通信室内分布系统200上，多个RFID电子标签和多个功率驻波检测器201的信息读取和识别功能；

S4、RFID读写器300将接收到的天线数据信息和功率数据信息通过无线远程通信网络发送给室分系统信息监控管理中心100。

本发明提供的一种移动通信室内分布线路智能监管系统具有以下特点：

1.在室分系统中，通过多频合路器400进行合路的方式,实现对室分系统中RRU/直放站/基站等射频传输信号与RFID读写器300的射频信号进行合路，进入室分系统中，在室分系统中的通信线路，进行信号传输通信，其中包括室分系统的信号通信和RFID读写器300与电子标签之间的信号通信。

2.在室分系统的传输线路上，串行接入功率驻波检测器201(PSWR)，实现对室分系统中室分传输线路的驻波比和通信信号功率值测量，对室分系统中室内分布线路信号传输质量进行监控和管理功能。

3.功率驻波检测器201(PSWR)，采用双宽带耦合器电路技术，实现对室分系统中传输线路的驻波比和通信传输信号功率的测量功能；宽带耦合器6，无论是任何形式的耦合器，应用于移动通信室分系统，实现对室分系统中的通信信号传输质量进行测量的功能。

4.功率驻波检测器201(PSWR)，内嵌RFID电子标签芯片电路3，应用于室分系统中与RFID读写器进行信息交互功能。

5.功率驻波检测器201(PSWR)，内嵌RFID电子标签芯片电路3，存储PSWR的唯一身份标识数据，可存储室内分布线路的工作信息；存储PSWR采集到的室分系统中驻波比和功率值等系统工作信息。

6.功率驻波检测器201(PSWR)，内部采用低功耗能量转换采集技术，通过功率驻波采集电路5从室分系统的线路上采集射频信号，并转换为电源能量，为PSWR内部的电路提供工作电压和电流，应用于室分系统线路上的驻波比和功率值测量功能。

7.功率驻波检测器201(PSWR)，采用超低功耗电池供电技术，通过超低功耗电池供电电路1为PSWR内部电路提供稳定可靠的工作电压和电流，应用于室分系统线路上的驻波比和功率值测量功能。

8.在室分系统中，RFID读写器300应用于室分系统的通信线路中，读取室分系统中，功率驻波检测器201PSWR身份标识数据，以及测量室分线路的驻波比和功率值等信息，读取室分天线上RFID电子标签的身份标识和其它用户信息。

9.在室分系统中，室分天线202无论以何种形式的结构，将RFID电子标签(Tag),粘贴于室分天线表面，或者内嵌于室分天线内部，实现对室分天线进行身份标识和工作位置定位的功能。

10.在室分系统的室分天线202上，内嵌或粘贴超高频RFID电子标签(Tag)，为每一个室分天线的唯一身份标识功能，通过RFID读写器300读取室分天线的身份标识数据，实现对室分系统线路运行连接的工作状态的监控和管理功能。

11.在室分系统的室分天线202上，利用内嵌或粘贴超高频RFID电子标签(Tag)，和功率驻波检测器201内嵌的RFID电子标签芯片，实现对室分天线202的唯一身份标识功能，实现对室分系统中室分天线202进行资产统计和资产管理功能。

12.在室分系统的室分天线202上，内嵌或粘贴超高频RFID电子标签(Tag)，可以根据RFID读写器300识别到的室分天线身份标识数据等信息，以及室分系统的拓扑网络结构图，实现对室分系统进行故障定位的功能。

13. 在室分系统中，IMS系统的无线远程通信网络WRCN,可以外接于RFID读写器300的形式，也可以内嵌于RIFD读写器300内部形式，实现室分系统中RFID读写器300与室分系统监控信息管理中心进行远程信息交互的功能。WRCN采用的2G/3G/4G调制解调器Modem或无线传输通信模块，可以是符合无线局域网WIFI协议的通信模块或者符合Zigbee、NB-IoT、 Lora和Sigfox等等国际标准无线通信协议的通信模块，进行组网通信。

14.在室分系统中，IMS系统的无线远程通信网络WRCN,可以通过各种符合国际通用的标准协议的通信模块，在一定小区域范围内，进行通信网络组网后，再汇集到2G/3G/4G调制解调路由器，集中统一与室分系统信息监控管理中心进行信息交互，极大减少了SIM卡信号资源的占用和极大降低监控系统所需的通信费用。

15.移动通信室内分布线路智能监管系统管理平台（简称IMS管理平台），包括IMS服务器管理平台102(简称IMS-Server)、IMS手机APP移动管理平台(简称IMS-APP)和IMS手机微信管理平台(简称IMS-WX)。IMS服务器管理平台，运行于计算机服务器中，以B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）模式或C/S （Client/Server，客户机和服务器）方式；IMS手机APP移动管理平台，运行于手机上，包括Android系统和IOS系统手机；IMS手机微信管理平台，运行于手机的微信平台之上，用于用户查看和管理IMS系统的相关管理信息；IMS-Server、IMS-APP和IMS-WX，三种管理平台，均以地图GIS(Geographic Information System)地理信息系统的方式以及信息数据列表等方式，显示于IMS系统管理平台中，应用于移动通信室内分布线路的运行工作状态和通信信号传输质量进行测量、监控和管理；

16.移动通信室内分布线路智能监管系统云存储管理平台，采用云存储技术，通过云存储平台101存储室分系统监管信息；软件管理平台。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。