運營商基站資產智能管理研究

范文博 高潔 周玉 程行軍 黃成富

摘要：當前電信科技發展迅猛，我國移動通信已成為當今世界規模最大、分布最廣的通信系統，然而數量龐大、部署分散的基站資產管理一直是運營商網絡運維管理的難題。本文結合運營商基站資產管理需求，基于衛星與物聯網技術，提出了一套基站資產智能管理方法，可實現基站站址、通信桿塔、天線、基站設備等“啞資源”信息的精準化和可視化的管理，為運營商基站智能運維提供了重要參考。

關鍵詞：衛星通信；物聯網；基站運維

一、引言

經歷40多年的發展，我國已經成為移動通信大國，無線網絡和基站規模全球最大，無線信號幾乎覆蓋了所有人類活動的區域。據工信部2022年1—11月通信業務數據統計，國內電信運營商現有移動基站1083萬座，基站天線、RRU、AAU數量超過2600萬個。數量巨大而分散的基站資產管理，特別是基站站址、天線等“啞資源”信息維護，一直是運營商網絡運維管理的難題。本文重點研究可感知網絡，以無線基站為起點，融合5G、AIoT和衛星導航定位技術，通過高精度基站天線感知器和RFID技術，自動采集基站天線姿態等網絡數據，實現基站站址、通信桿塔、天線等“啞資源”信息精準化和可視化的管理；并通過RFID技術，自動采集基站設備、空調、電池等資產信息，并對其進行數字化管理。從而構建可感知網絡系統和智能運維的基礎平臺，解決基站資產因分散而管理困難，設備無法區分和網絡運維完全依賴人力等基礎性問題，突破運營商網絡發展瓶頸，推動信息通信網絡運維管理的升級換代[1]。

二、基站資產管理現狀分析

（一）基站資產簡介

無線基站一般可分為天線系統、傳輸系統和基礎設施系統。其中天線系統是無線基站工作的主要設備，一般包含室內基帶處理單元BBU、射頻拉遠單元RRU、天饋單元（在5G設備中射頻拉遠單元RRU和天饋單元可合并為有源天線單元AAU），此外還有用于時鐘同步的GPS單元（含GPS天線以及饋線）；傳輸系統負責無線基站與遠端核心網的連接和數據傳輸，主要包括本地使用的交換機、遠端連接用的IPRAN、PTN等路由傳輸設備；基礎設施系統主要是支撐基站正常工作，主要有電源設備、消防設備、空調設備、動環監控設備（包括溫度、濕度、煙霧、水浸等）、安防設備（包括門禁、紅外、攝像頭等）、機房、機柜及抱桿等。

（二）基站的資產管理痛點

當前運營商無線基站資產的盤點統計基本依靠人力，面對海量且位置分散的無線基站，每年會耗費大量的成本，且涉及物業協調和政府管控等不確定因素影響，往往耗時耗力但效果卻不太理想。此外部分偏遠基站（如高山站、海島站）的上站交通成本過高，常常只能等到基站故障維護時，順便再進行資產盤點，會導致資產管理的時效性很低。運營商的網絡管理系統可以實現基站的天線系統和傳輸系統的工作狀態實時監控，但無法對光模塊、備件、蓄電池等資產進行實時管理，而此類資產往往容易被人為損壞或盜用，從而導致基站資產流失，且很難通過有效途徑追回[2]。

當前運營商系統也無法管理室外的天線抱桿、天線等“啞資源”，無法有效地形成基站局點檔案來支撐基站的日常運維和優化。由于城市中的建筑物理條件限制，多家運營商可能會在同一個站點建設多個基站，尤其在鐵塔公司成立后，基站站址共享的情況日益增多。對于運營商來說，完全依靠維護人員記住基站機房、抱桿、天線等具體位置的方式容易出現紕漏，特別在人員變動時，新人往往無法快速識別自家基站設備，可能導致后續工作效率降低。此外，運營商在基站首次安裝時，會測量記錄基站天線的物理方位角和傾角等工參信息，然而，在長時間的運行維護過程中，人為的調整或者臺風等外力因素可能導致天線的方位角和傾角發生變化，通過人工巡站去發現問題的工作效率和時效性都很低，如果不能及時發現上述問題，可能會影響到基站的有效覆蓋以及最終用戶的感知體驗，進而影響到運營商的業務口碑及營收。近年來天線姿態儀技術發展較快，運營商新采購的天線可配合天線姿態儀自動測量姿態。，但也存在天線姿態儀測姿精度較低，且無法適配已有的各種存量基站天線，仍需要大量人力進行現場維護。

三、基站智能資產管理系統架構

（一）網絡架構概述

要實現基站資產的智能管理，重點是要解決基站中無源的“啞資源”設備的管理，需要利用衛星、物聯網等技術實現室內外基站“啞資源”設備的信息采集和數據回傳。此外還需要在運營商網內部署一套基站資產智能管理系統，對基站上報的資產信息進行匯總存儲，并對其進行計算和分析，從而給出相應的運維優化建議。

（二）基站資產的信息采集

基站室內設備：可在基站機房內部署RFID系統，包括讀寫器和發射天線，完成機房內的RFID信號覆蓋，RFID讀寫器可通過基站的交換設備及傳輸設備與遠端的基站資產智能管理系統連接。將RFID電子標簽固定在對應的基站設備上，再將電子標簽的編碼和對應的設備信息錄入到基站資產智能管理系統內，后續只需要通過RFID讀寫器讀取電子標簽里的信息即可完成室內的基站資產盤點和管理。此外，可根據實際場景需求來選擇對應的RFID電子標簽，對于類似BBU的金屬設備可選用抗金屬電子標簽；對于類似空調的塑料材質設備，可采用普通電子標簽；對于有長距離感應需求的設備可采用有源電子標簽，以完成對各種基站設備的資產管理[3]。

基站室外設備：室外基站設備的資產管理，可分為基站設備的統計和天線的姿態工參采集。對于基站設備的統計可在室外部署RFID天線，并將RFID電子標簽固定在對應的RRU、GPS等室外基站設備上，以便基站資產智能管理系統后續能對基站設備進行資產管理。此外，針對基站天線的姿態工參采集，可在基站天線上加裝高精度天線感知器，利用雙GNSS天線的測向定位和傳感器技術，可實現天線方位角精度誤差±1度、機械傾角精度誤差±0.3度、水平精度±1米的姿態測量。同時可配合基站RET系統，實現遠程精準的天線覆蓋優化功能。

（三）基站資產智能管理系統

基站資產智能管理系統重點是要實現智能化的基站資產管理，減少人工統計和管理成本，也增強了基站資產核查的時效性。同時可匯總基站遠程采集上報的資產數據，進行大數據分析并形成具體的運維優化建議信息，發送至運維管理系統處理。具體功能分為以下幾個方面。

①數據采集功能主要對接基站RFID系統和天線感知器系統，完成RFID、AISG等協議的適配，并對其上報的數據進行清洗和分類存儲。這些數據用于后續的資產數據管理、大數據決策分析以及地理位置系統建模等工作。

②資產管理功能：對采集上來的基站資產數據進行分類管理，包括室內外基站的主設備、電源設備、消防設備、動環監控設備、安防設備、機柜及抱桿等基礎設施。可對設備的數量、型號、編碼、廠商信息、安裝時間、維修保養信息、天線姿態信息進行管理，用于支撐運營商后續的日常運維工作。

③分析決策功能：定期對基站的設備信息、天線姿態等數據進行統計分析，可有效支撐運營商的日常運維。例如，針對設備的維保信息給出維護建議；也可結合設備廠商的整改通知，快速準確的盤點出在網待整改設備，并結合位置分布制定高效的整改計劃等。

④地理位置功能：綜合采集到的基站站址、經緯度、天面分布、基站天線高度、方位角、傾角等信息進行圖形化或3D建模，創建可視化的基站地理位置系統，可有效提升運營商運維人員的上站工作效率。

四、基站智能資產管理的特色功能

（一）基站重要資產監控

運營商無線基站數量眾多且分散于城市各地，而基站站址的物業管理卻參差不齊，部分路面站（塔站、燈桿站）或高山站完全沒有物業管控，無法有效地管理運營商基站重要資產，可能會導致基站光模塊、蓄電池甚至基站設備等重要資產丟失。而現有基站資產管理系統很難實現實時監測，通過人力上站巡檢發現問題時，已無法有效溯源和追回失物。通過在基站周邊部署RFID系統，包括讀寫器和發射天線，并將RFID電子標簽固定在重要的基站資產上，并可根據安裝環境、設備類型以及重要程度選擇電子標簽類型。可根據實際需求劃定基站工作區域和非工作區域，當基站正式運行后，基站資產管理系統會對基站設備進行實時監測。設備的正常出入庫需提前申請，并在資產管理系統更新設備狀態。一旦有人非法將基站設備拿出并進入非工作區域后，RFID系統會及時檢測出設備異常狀態，并可以聯動基站安防系統對非法人員及時進行聲光警告，并記錄異常事件的視頻及圖片信息。此功能可有效預防基站資產丟失，同時也可為失物追回提供有效證據。

（二）基站站址可視化管理

當前運營商基站站址一般會選在城市的各類建筑中，如商業大廈、工廠、學校、居民住宅等。而基站天饋部分的建設往往會在建筑物的天臺面或裙樓上，由于可用的建設面積受限，多家運營商的設備經常會共站址建設，可能會出現十余平方米的平臺上建設多根抱桿，安裝數十根天線的場景。僅靠人力記住海量的機房、抱桿、天線的具體位置較為困難，且運營商運維人員的交替更新也日益增多，導致上站人員的工作效率很難提升。

新建基站時在基站天線上安裝高精度天線感知器，可有效獲取天線及抱桿的經緯度、高度等定位信息，結合RTK技術可實現厘米級的定位，能有效區分一根抱桿上的多根天線。再結合建設工勘規劃和實際建站的信息，可在基站資產管理系統中進行圖形化或3D建模，形成一套可視化的基站站址檔案。運維人員可通過電腦及手機訪問基站站址檔案，可快速準確地識別基站資產，從而提升運維人員的上站工作效率。

（三）天線姿態監測

當前運營商的天線姿態數據多通過人工采集，使用指南針、坡度儀等工具手動測量的精度低，且在長期的運維優化過程中，很難及時更新調整后的天線姿態數據。運營商近年來有使用天線姿態儀自動測姿，但測量精度相對較低（一般方位角精度誤差±5度、機械傾角精度誤差±1度、水平精度±5米），且無法適配已有存量基站天線，仍需大量人力上站維護。

通過在基站天線上安裝高精度天線感知器設備，可適配各類天線形態，實現天線方位角精度誤差±1度、機械傾角精度誤差±0.3度、水平精度±1米的姿態測量，測量數據通過基站資產管理系統定期更新和管理天線的姿態工參。當出現臺風或人為惡意調整天線姿態時，基站資產管理系統可及時發現異常，并將信息同步到運維管理系統，由運維優化人員確認處理。

五、結束語

隨著運營商網絡建設規模的日益增長，無線網絡的復雜度也在不斷提高，這對運維工作提出了更高的要求。傳統依賴人力的網絡運維模式已經無法滿足現代化網絡的需求。基于物聯網、衛星通信、大數據等技術為基礎，建立智能的基站資產管理系統，可以實現自動化的基站資產信息采集和管理，為運營商日常運維提供有效的支持。同時通過高精度天線感知器的部署，可以實現基站天線高精度姿態數據的實時采集，為未來運營商構建可感知網絡系統和智能無線運維平臺打下堅實的基礎。以上的技術和措施能夠提升運營商的運維效率，減少人力投入，提高基站網絡的可靠性和穩定性。希望這些創新的解決方案能夠為運營商帶來更好的網絡管理和運維體驗。

作者單位：范文博 中國聯合網絡通信有限公司深圳分公司

高潔 周玉 程行軍 黃成富 中國聯合網絡通信有限公司廣東省分公司

參? 考? 文? 獻

[1]尹曉亮.基站運維數字化管理轉型升級方案探討[J].通信世界， 2022（08）：14-16.

[2]劉玉潔，唐升.基于NB-IOT技術的移動通信基站設備管理系統研發[J].電子設計工程， 2018（08）：120-124.

[3]胡海鋒.基站資產管理系統的開發設計與實現[J].福建電腦，2013（7）：136-137.

范文博（1983.02-），男，漢族，湖北漢川，碩士，工程師，研究方向：核心網技術研究和通信產品研發；

高潔（1984.11-），女，漢族，山西運城，碩士，研究方向：基站天線方向研究和通信產品開發；

周玉（1979.01-），女，漢族，湖北武漢，人力資源管理碩士，研究方向：工作室的項目管理。

程行軍（1971.10-），男，漢族，湖北浠水，碩士，現就職于廣東聯通網絡技術創新工作室，研究方向：移動通信軟件產品研發；

黃成富（1982.08-），福建龍巖，碩士，研究方向：5G通信無線接入網技術研究研發。