准能公司800兆无线系统运用状况及改造方案

石磊

摘 要：该文主要对神华准能集团有限责任公司黑岱沟露天矿、哈尔乌素露天矿800兆无线通信系统现状进行了分析，由于地形地貌的不断变化给系统运行带来诸多负面因素影响此系统正常运行，并针对这一状况提出改造方案。

关键词：基站 同频干扰 漂移 链路 信道

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（a）-0023-03

1 神华准能公司800兆无线通信系统现状

神华准能集团有限责任公司黑岱沟露天矿、哈尔乌素露天矿生产指挥调度的800兆无线通信系统使用摩托罗拉四载波基站，为单站集群模式运行。随着露天采坑区的移动变化，黑岱沟露天矿坑已经远离基站达4 km以上，矿坑内无线信号衰耗增加，出现掉线和无法呼出现象。哈尔乌素露天矿同样存在这种现象。多年来两矿一直采用直放站补盲方式，但此方法存在同频干扰、信号漂移等现象，造成部分用户终端无法正常使用。

根据对黑岱沟露天矿和哈尔乌素露天矿现场多次勘察、分析，需增加一套中心交换设备和两套坑口基站。配置两台与既有基站同品牌、同型号2载频基站，将现有两台4载频与新购2载频基站改造为4台3载频基站，基站间备品备件共用，另外在两矿矿坑附近新建基站和铁塔，可以明显改善矿坑信号覆盖较弱区域。

通过中心交换实现两矿四基站信号联网，当其中一个基站信号覆盖较弱时，可利用其他基站信号进行交换呼叫，不同基站间用户呼叫延时应小于500 ms。当个别区域需要采用直放站补盲时，可采用选频直放站，能够避免直放站之间的同频干扰。同时实现统一管理、自动漫游等功能。

2 改造方案组网介绍

神华准能800兆无线系统扩容改造将准能公司整体无线系统形成一个中心四个基站的星形拓扑结构的网络，中心配备网络管理器，可以对网内用户、网络设备、远端基站进行统一管理，功能上实现自动漫游。如果基站与中心交换机的传输发生故障，基站可以进入单站集群功能，终端可以在本站信号覆盖区域内执行基本功能，不会使系统处于完全瘫痪状态。

根据实际电测报告数据，选取了黑岱沟露天矿和哈尔乌素露天矿坑口位置的两个点作为实际基站位置。在黑岱沟露天矿坑口，建设一座50 m固定铁塔、建造一间集装箱式机房，采用E1协议与中心进行交换。在哈尔乌素露天矿坑口，利用原有卡调系统30 m塔架设天馈线系统、建造一间集装箱式机房，采用E1协议与中心进行交换。

新建各基站联网采用双链路连接方式：第一链路架设2条24芯通信光缆，共计约3 km，结合现有的光缆线路将黑岱沟露天矿、哈尔乌素露天矿基站，与中心交换机连接形成一套数字集群广域网。第二链路采用一套无线网桥方式，当光纤链路中断时可自动启动实现无损切换，保证800兆数字广域集群系统正常运行。两条链路互为主备用。准能公司800兆系统改造完成后，形成一套完整的摩托罗拉Dimetra_IP系统，系统可以进行再次扩容，增加基站、增加系统功能都可以进行平滑过渡，改造完成后，系统较之原有两套单站集群在功能上更加丰富，系统具备以下功能。

（1）组呼。

组呼是集群通信最基本的呼叫，它允许移动台与一组用户进行一对多的通话，移动台缺省是工作在组呼模式下，而且非常便于发起和接收组呼

（2）紧急呼叫。

紧急呼叫是一种具有最高优先级（优先级1）的组呼叫。当系统忙时，紧急呼叫将强拆正在进行中的最低优先级的呼叫，把信道资源分配给紧急呼叫。

（3）优先呼叫。

优先呼叫即呼叫分优先级别，Dimetra IP系统支持10个优先级，1为最高级即紧急呼叫级，10为最低级即系统默认级别。

（4）自动重发。

当系统遇忙时，移动台不用反复按PTT或拨号，系统会自动重发呼叫请求。

（5）迟后加入。

由于没有开机，或正处于一个通话中，或处于信号盲区，一些通话组的成员可能在呼叫发起时不能加入通话。在组呼过程中，迟后加入的信令会不断地在主控制信道上传送，那些没有在呼叫发起时加入呼叫的无线用户机一旦回到控制信道检测到这些信令，马上进入所需业务信道进行通信。这样允许通话组成员迟后加入正在进行的组呼。

（6）预占优先呼叫。

被赋予预占优先（PPC）能力的用户、通话组、通播组在所处基站没有空闲信道的情况下具备强拆功能，从而获取信道通话。预占优先的功能必须由系统网管员设置，不能通过无线用户机自己的界面进行设置。当在具备空闲信道的情况下，预占优先通话的发起过程如同普通的通话呼叫一样，在没有空闲信道可用的情况下，控制器会从低优先级的普通通话中强拆获得可用信道，并利用此信道进行预占优先呼叫

（7）限时通话。

網络管理系统可以设置组呼、私密呼叫和电话互联的最大通话时间，当处于私密呼叫时，移动台将预先收到系统提示，告诉用户时间限制将到。如果用户不理睬此限时提示，系统会在超时后将此次呼叫终止。

（8）呼叫显示。

移动台可显示呼叫的类型（组呼、私密、电话、直通等），并可显示组号（组名）、私密呼叫用户号码、电话号码等信息，便于用户识别。

（9）缩位寻址。

缩位寻址即缩位拨号，系统支持移动台的缩位拨号，即当被叫用户的前几位号码与主叫相同时，只需拨后面不同的号码，系统会自动识别。

3 摩托罗拉 TETRA中心交换站设备

3.1 设备规格参数

3.1.1 节点控制器网络管理服务器

节点控制器/网络管理服务器是整个系统的中心处理设备，它采用新型的控制器平台，并安装在19英寸机架内。

主要功能包括：呼叫过程处理、系统配置数据库、用户配置数据库、故障管理、统计数据处理、呼叫信息发布。

3.1.2 集线接口板

企业级LAN交换机是用来连接网内所有服务器、客户端及路由器的主要以太网核心交换机，其由两台分立的以太网交换机组成，交换机之间采用千兆以太网冗余互联，交换机至少提供24个10/100 M端口，2个10/100/1000 M端口和2个mini GBIC扩展插槽（用于异地交换机冗余的光纤互联）。

3.1.3 核心/网关广域网接口板

核心路由器功能模块用于将IP数据包路由到远端控制室和基站，并提供相应的物理接口。

网关路由器功能模块用于过滤以太网上的所有业务信息，并将其路由到以太网上的相应设备（节点控制器、网络管理服务器、分组数据网关、短数据路由器、电话互联网关等）。

出口路由器功能模块用于将IP数据包路由至其它节点交换机，并提供相应的链路物理接口。可实现交换机跨节点的系统互联，以扩充网络规模和系统容量。

以上三个路由功能被合并在一个路由器硬件中，硬件采用TETRA系列路由器，并在路由器中配置一块12端口E1 WAN广域网接口板，其用于连接CWR（广域网路由中继接口板），提供至远端控制室和基站的E1互联。

3.1.4 广域网路由中继接口设备

广域网路由中继接口设备需提供24个E1端口，与基站互联。广域网路由中继接口设备采用无源中继，即不需要加载电源就可维持交换状态，交换所需的电能均来自路由器。所有E1连接和中继控制信号均通过62针接口被送至中继接口板。

3.1.5 网管设备

摩托罗拉TETRA系统网管终端可为网管用户提供不同网管应用的图形用户界面，网管终端可以位于交换控制中心，也可以设在远端控制室内。网管终端运行着TETRA网络管理应用程序，采用工业标准，通过FCAPS模式将网络管理工具分成不同的功能块：故障管理、配置管理、统计管理、性能管理、安全管理，对TETRA系统实现资源管理和用户控制。

3.2 基站设备

3.2.1 基站设备总体技术指标

摩托罗拉基站MTS4技术参数指标满足国家有关标准和规范。主要技术参数指标如下：

MTS4基站由下列各模块组成：基站控制器（TSC）、载频收发信机（BR）、射频分配系统（RFDS）、电源系统（PSU）

3.2.2 设备规格参数

（1）性能指标。

MTS4基站单机柜最大载波数量为4个。单个收发信机BR最大输出功率可达80 W，至基站机柜顶部出口（合路器和双工器后）每载波最大输出功率为25 W，输出功率连续可调。MTS4基站接收机静态接收灵敏度为-120 dBm，动态接收灵敏度为-113.5 dBm。基站（MTS4）供电提供交流220 VAC和直流-48 VDC两种方式。

MTS4的每个收发信机可提供3分集接收，以增强基站上行信号，提高覆盖可靠性。

（2）基站控制器（TSC）。

MTS4的TSC通过E1协议与中心交换机进行通讯，通过基站以太网LAN控制收发信机的工作。TSC包括基站参考晶体振荡器时间和频率基准模块，此模块包含高稳定度晶振（提供基站频率参考）和GPS接收机（提供基站同步参考）。

当MTS4与中心交换机链路中断后，TSC能够提供基本的呼叫处理功能，以单站方式工作。

（3）射频分配系统（RFDS）。

MTS4的射频分配系统（RFDS）采用合路器将载波输出信号进行合路，以便将多个发射机信号馈送到一付或两付天线上去。同时射频分配系统采用多个接收机多路耦合器（RMC）把多根分集接收天线接收到的信号分配到接收机单元。同时采用了双工器把无线收发信号进行混合，减少了天线数量。MTS最多采用3根天线，支持3分集接收。

（4）供电单元（PSU）。

PSU可以在交流电源发生故障时，自动切换至备用电池，在交流电源正常运行期间，MTS将执行备用电池充电。PSU提供MTS4内所有部件的供电，PSU接入220VAC或-48VDC两种电源。

4 800兆无线通信系统改造方案实施

设备硬件安装严格按照相关规范进行、从机架安装位置、电缆布线、电源线及地线铺设连接等方面严格控制安装工艺。对既有终端设备手持机1 600台、车载设备600台进行编程及数据重新规划。

设备安装完毕后，技术人员按要求和网络情况对设备进行功能测试。确保设备按技术要求安装妥当，没有损坏和缺陷，且所有的安装都符合安装标准和要求。对于发现的问题，技术人员将及时处理和解决。并开始进行对系统和设备的現场调试测试工作，目的是检验系统的功能是否满足要求。

在现场安装测试完成后首先进行单机调测，以确保各个单机设备在长途运输和安装后没有损坏。通过单机调测和联机调测后，对所供系统进行测试。系统测试是经过单机调试和联机调试后将系统设备连接起来进行的部件锻炼和功能测试。测试期间，800兆数字集群系统的功能将达到并满足要求，调试过程记录试验数据。通过系统测试后，技术人员将进行系统联调，调试系统间接口、总体功能和性能指标，满足规定的功能和性能要求。

验收阶段包括试运行和最终验收。根据所提供的设备/系统的标准进行验收测试计划的编写。验收测试计划将包括测试数据资料表和活动时间表。

系统安装调试完成开通之日起进入试运行，试运行为期3个月。试运行旨在把所有要求的设备、系统及材料放在实际负荷环境中作为一个不可分割的系统进行检测，以查明是否满足要求。在试运行开始前，整个系统应完全调试开通，并保持最佳状态。

在试运行期间，所有设备、系统和材料均需按实际操作模式无故障连续运行。相关技术人员记录试运行期间设备和系统出现的各种情况。出现问题及时解决或进行参数的调整。通过系统试运行后，在没有任何问题的情况下，系统通过最终验收，相关技术人员进行培训工作。

5 800兆无线通信系统日常维护

800兆无线通信系统发射机工作频段为806-821 MHz，信道间隔为25 MHz，射频输出阻抗50 Ω，输出功率≥3 W，频率精度可达到±0.2 ppm，邻道功率-60 dBc。接收机工作频段为851～866 MHz，信道间隔为25 MHz，射频输入阻抗50 Ω，天线增益≥0 dB，驻波比？<1.5，馈线损耗<12 dB/100 m。系统的稳定运行需要对设备进行定期常规性的检查，定期维护分为日、月、季、年，日维护检查项目有机房温度、湿度，告警箱状态以及设备运行情况；月维护检查铁塔及天馈线连接情况；季度维护包括设备除尘、电源模块状态、操作系统数据备份以及功率放大器输出和风扇运行情况；年度维护需要进行接地电阻测试，铁塔接地要求<1 Ω，工作接地<5 Ω。其他维护项目包括天馈系统的回波损耗是否正常，查看天线方向、位置是否有变化，射频电缆接头密封是否牢靠。测量主机供电电压、稳压电源电压，检查锂电池和备用蓄电池有无放电现象，测量系统的覆盖效果是否符合要求，检查监控功能是否良好，各接地端子是否连接可靠，有无老化、松动等现象，检查设备的工作状态和主要性能参数如接收信号电平、输出噪声电平、下行输出功率等，并做好维护记录。

告警信息维护非常重要，及时处理避免给生产带来影响是800兆系统维护的首要任务，告警故障维护分以下几方面。

5.1 下行功放告警处理

檢查相应模块的电源及信号线连接是否正确，如果无误，则可能是模块本身故障。

5.2 电源故障告警处理

若出现电源故障告警，说明电源转换模块没有直流输出。用户应检查直流电源输出是否过载或短路，如果无以上现象，则可能电源转换模块本身故障。

5.3 监控模块电源故障告警，用户应检查蓄电池线是否连接正确，测量蓄电池电压，查看蓄电池是否已损坏。

5.4 下行输出欠功率告警处理

应检查下行输出功率门限值是否设置正确，是否比较临界，如果设置无误仍有告警，则说明下行输出功率已经低于门限，可通过调整ATT来提高下行输出功率。

5.5 过温告警门限告警

用户应先检查功放过温门限值设置是否正确，是否比较临界，如果过温门限设置无误仍有告警，则需要检查功放工作电流是否过大，若电流过大，需要更换模块，若正常，说明产生误告警。

告警给维护人员传递的是与设备运行相关的重要信息，及时的发现、掌握并判断故障点是系统维护工程师能力的体现，通过长期的维护，经验的不断积累，维护水平也在逐年提高。

6 结语

神华准能公司800兆无线通信系统担负黑岱沟露天矿、哈尔乌素露天矿的生产调度指挥的重任，一旦发生故障将直接影响两矿的生产、指挥、调度。为了使系统安全可靠地运行，除了做好定期检测工作外，更要求设备维护人员不断学习，增强业务水平，提高自身素质，在故障发生时能够进行准确定位、分析、解决，使损失降低到最低程度，为公司无线通信事业贡献力量。

参考文献

[1] 啜钢，王文博，常永宇.移动通信原理与应用[M].北京：北京邮电大学出版社，2002.

[2] 樊昌信.现代通信原理[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[3] 800M无线集群通信系统技术[Z].北京维信公司.