运营商基站资产智能管理研究

范文博 高洁 周玉 程行军 黄成富

摘要：当前电信科技发展迅猛，我国移动通信已成为当今世界规模最大、分布最广的通信系统，然而数量庞大、部署分散的基站资产管理一直是运营商网络运维管理的难题。本文结合运营商基站资产管理需求，基于卫星与物联网技术，提出了一套基站资产智能管理方法，可实现基站站址、通信杆塔、天线、基站设备等“哑资源”信息的精准化和可视化的管理，为运营商基站智能运维提供了重要参考。

关键词：卫星通信；物联网；基站运维

一、引言

经历40多年的发展，我国已经成为移动通信大国，无线网络和基站规模全球最大，无线信号几乎覆盖了所有人类活动的区域。据工信部2022年1—11月通信业务数据统计，国内电信运营商现有移动基站1083万座，基站天线、RRU、AAU数量超过2600万个。数量巨大而分散的基站资产管理，特别是基站站址、天线等“哑资源”信息维护，一直是运营商网络运维管理的难题。本文重点研究可感知网络，以无线基站为起点，融合5G、AIoT和卫星导航定位技术，通过高精度基站天线感知器和RFID技术，自动采集基站天线姿态等网络数据，实现基站站址、通信杆塔、天线等“哑资源”信息精准化和可视化的管理；并通过RFID技术，自动采集基站设备、空调、电池等资产信息，并对其进行数字化管理。从而构建可感知网络系统和智能运维的基础平台，解决基站资产因分散而管理困难，设备无法区分和网络运维完全依赖人力等基础性问题，突破运营商网络发展瓶颈，推动信息通信网络运维管理的升级换代[1]。

二、基站资产管理现状分析

（一）基站资产简介

无线基站一般可分为天线系统、传输系统和基础设施系统。其中天线系统是无线基站工作的主要设备，一般包含室内基带处理单元BBU、射频拉远单元RRU、天饋单元（在5G设备中射频拉远单元RRU和天馈单元可合并为有源天线单元AAU），此外还有用于时钟同步的GPS单元（含GPS天线以及馈线）；传输系统负责无线基站与远端核心网的连接和数据传输，主要包括本地使用的交换机、远端连接用的IPRAN、PTN等路由传输设备；基础设施系统主要是支撑基站正常工作，主要有电源设备、消防设备、空调设备、动环监控设备（包括温度、湿度、烟雾、水浸等）、安防设备（包括门禁、红外、摄像头等）、机房、机柜及抱杆等。

（二）基站的资产管理痛点

当前运营商无线基站资产的盘点统计基本依靠人力，面对海量且位置分散的无线基站，每年会耗费大量的成本，且涉及物业协调和政府管控等不确定因素影响，往往耗时耗力但效果却不太理想。此外部分偏远基站（如高山站、海岛站）的上站交通成本过高，常常只能等到基站故障维护时，顺便再进行资产盘点，会导致资产管理的时效性很低。运营商的网络管理系统可以实现基站的天线系统和传输系统的工作状态实时监控，但无法对光模块、备件、蓄电池等资产进行实时管理，而此类资产往往容易被人为损坏或盗用，从而导致基站资产流失，且很难通过有效途径追回[2]。

当前运营商系统也无法管理室外的天线抱杆、天线等“哑资源”，无法有效地形成基站局点档案来支撑基站的日常运维和优化。由于城市中的建筑物理条件限制，多家运营商可能会在同一个站点建设多个基站，尤其在铁塔公司成立后，基站站址共享的情况日益增多。对于运营商来说，完全依靠维护人员记住基站机房、抱杆、天线等具体位置的方式容易出现纰漏，特别在人员变动时，新人往往无法快速识别自家基站设备，可能导致后续工作效率降低。此外，运营商在基站首次安装时，会测量记录基站天线的物理方位角和倾角等工参信息，然而，在长时间的运行维护过程中，人为的调整或者台风等外力因素可能导致天线的方位角和倾角发生变化，通过人工巡站去发现问题的工作效率和时效性都很低，如果不能及时发现上述问题，可能会影响到基站的有效覆盖以及最终用户的感知体验，进而影响到运营商的业务口碑及营收。近年来天线姿态仪技术发展较快，运营商新采购的天线可配合天线姿态仪自动测量姿态。，但也存在天线姿态仪测姿精度较低，且无法适配已有的各种存量基站天线，仍需要大量人力进行现场维护。

三、基站智能资产管理系统架构

（一）网络架构概述

要实现基站资产的智能管理，重点是要解决基站中无源的“哑资源”设备的管理，需要利用卫星、物联网等技术实现室内外基站“哑资源”设备的信息采集和数据回传。此外还需要在运营商网内部署一套基站资产智能管理系统，对基站上报的资产信息进行汇总存储，并对其进行计算和分析，从而给出相应的运维优化建议。

（二）基站资产的信息采集

基站室内设备：可在基站机房内部署RFID系统，包括读写器和发射天线，完成机房内的RFID信号覆盖，RFID读写器可通过基站的交换设备及传输设备与远端的基站资产智能管理系统连接。将RFID电子标签固定在对应的基站设备上，再将电子标签的编码和对应的设备信息录入到基站资产智能管理系统内，后续只需要通过RFID读写器读取电子标签里的信息即可完成室内的基站资产盘点和管理。此外，可根据实际场景需求来选择对应的RFID电子标签，对于类似BBU的金属设备可选用抗金属电子标签；对于类似空调的塑料材质设备，可采用普通电子标签；对于有长距离感应需求的设备可采用有源电子标签，以完成对各种基站设备的资产管理[3]。

基站室外设备：室外基站设备的资产管理，可分为基站设备的统计和天线的姿态工参采集。对于基站设备的统计可在室外部署RFID天线，并将RFID电子标签固定在对应的RRU、GPS等室外基站设备上，以便基站资产智能管理系统后续能对基站设备进行资产管理。此外，针对基站天线的姿态工参采集，可在基站天线上加装高精度天线感知器，利用双GNSS天线的测向定位和传感器技术，可实现天线方位角精度误差±1度、机械倾角精度误差±0.3度、水平精度±1米的姿态测量。同时可配合基站RET系统，实现远程精准的天线覆盖优化功能。

（三）基站资产智能管理系统

基站资产智能管理系统重点是要实现智能化的基站资产管理，减少人工统计和管理成本，也增强了基站资产核查的时效性。同时可汇总基站远程采集上报的资产数据，进行大数据分析并形成具体的运维优化建议信息，发送至运维管理系统处理。具体功能分为以下几个方面。

①数据采集功能主要对接基站RFID系统和天线感知器系统，完成RFID、AISG等协议的适配，并对其上报的数据进行清洗和分类存储。这些数据用于后续的资产数据管理、大数据决策分析以及地理位置系统建模等工作。

②资产管理功能：对采集上来的基站资产数据进行分类管理，包括室内外基站的主设备、电源设备、消防设备、动环监控设备、安防设备、机柜及抱杆等基础设施。可对设备的数量、型号、编码、厂商信息、安装时间、维修保养信息、天线姿态信息进行管理，用于支撑运营商后续的日常运维工作。

③分析决策功能：定期对基站的设备信息、天线姿态等数据进行统计分析，可有效支撑运营商的日常运维。例如，针对设备的维保信息给出维护建议；也可结合设备厂商的整改通知，快速准确的盘点出在网待整改设备，并结合位置分布制定高效的整改计划等。

④地理位置功能：综合采集到的基站站址、经纬度、天面分布、基站天线高度、方位角、倾角等信息进行图形化或3D建模，创建可视化的基站地理位置系统，可有效提升运营商运维人员的上站工作效率。

四、基站智能资产管理的特色功能

（一）基站重要资产监控

运营商无线基站数量众多且分散于城市各地，而基站站址的物业管理却参差不齐，部分路面站（塔站、灯杆站）或高山站完全没有物业管控，无法有效地管理运营商基站重要资产，可能会导致基站光模块、蓄电池甚至基站设备等重要资产丢失。而现有基站资产管理系统很难实现实时监测，通过人力上站巡检发现问题时，已无法有效溯源和追回失物。通过在基站周边部署RFID系统，包括讀写器和发射天线，并将RFID电子标签固定在重要的基站资产上，并可根据安装环境、设备类型以及重要程度选择电子标签类型。可根据实际需求划定基站工作区域和非工作区域，当基站正式运行后，基站资产管理系统会对基站设备进行实时监测。设备的正常出入库需提前申请，并在资产管理系统更新设备状态。一旦有人非法将基站设备拿出并进入非工作区域后，RFID系统会及时检测出设备异常状态，并可以联动基站安防系统对非法人员及时进行声光警告，并记录异常事件的视频及图片信息。此功能可有效预防基站资产丢失，同时也可为失物追回提供有效证据。

（二）基站站址可视化管理

当前运营商基站站址一般会选在城市的各类建筑中，如商业大厦、工厂、学校、居民住宅等。而基站天馈部分的建设往往会在建筑物的天台面或裙楼上，由于可用的建设面积受限，多家运营商的设备经常会共站址建设，可能会出现十余平方米的平台上建设多根抱杆，安装数十根天线的场景。仅靠人力记住海量的机房、抱杆、天线的具体位置较为困难，且运营商运维人员的交替更新也日益增多，导致上站人员的工作效率很难提升。

新建基站时在基站天线上安装高精度天线感知器，可有效获取天线及抱杆的经纬度、高度等定位信息，结合RTK技术可实现厘米级的定位，能有效区分一根抱杆上的多根天线。再结合建设工勘规划和实际建站的信息，可在基站资产管理系统中进行图形化或3D建模，形成一套可视化的基站站址档案。运维人员可通过电脑及手机访问基站站址档案，可快速准确地识别基站资产，从而提升运维人员的上站工作效率。

（三）天线姿态监测

当前运营商的天线姿态数据多通过人工采集，使用指南针、坡度仪等工具手动测量的精度低，且在长期的运维优化过程中，很难及时更新调整后的天线姿态数据。运营商近年来有使用天线姿态仪自动测姿，但测量精度相对较低（一般方位角精度误差±5度、机械倾角精度误差±1度、水平精度±5米），且无法适配已有存量基站天线，仍需大量人力上站维护。

通过在基站天线上安装高精度天线感知器设备，可适配各类天线形态，实现天线方位角精度误差±1度、机械倾角精度误差±0.3度、水平精度±1米的姿态测量，测量数据通过基站资产管理系统定期更新和管理天线的姿态工参。当出现台风或人为恶意调整天线姿态时，基站资产管理系统可及时发现异常，并将信息同步到运维管理系统，由运维优化人员确认处理。

五、结束语

随着运营商网络建设规模的日益增长，无线网络的复杂度也在不断提高，这对运维工作提出了更高的要求。传统依赖人力的网络运维模式已经无法满足现代化网络的需求。基于物联网、卫星通信、大数据等技术为基础，建立智能的基站资产管理系统，可以实现自动化的基站资产信息采集和管理，为运营商日常运维提供有效的支持。同时通过高精度天线感知器的部署，可以实现基站天线高精度姿态数据的实时采集，为未来运营商构建可感知网络系统和智能无线运维平台打下坚实的基础。以上的技术和措施能够提升运营商的运维效率，减少人力投入，提高基站网络的可靠性和稳定性。希望这些创新的解决方案能够为运营商带来更好的网络管理和运维体验。

作者单位：范文博 中国联合网络通信有限公司深圳分公司

高洁 周玉 程行军 黄成富 中国联合网络通信有限公司广东省分公司

参  考  文  献

[1]尹晓亮.基站运维数字化管理转型升级方案探讨[J].通信世界， 2022（08）：14-16.

[2]刘玉洁，唐升.基于NB-IOT技术的移动通信基站设备管理系统研发[J].电子设计工程， 2018（08）：120-124.

[3]胡海锋.基站资产管理系统的开发设计与实现[J].福建电脑，2013（7）：136-137.

范文博（1983.02-），男，汉族，湖北汉川，硕士，工程师，研究方向：核心网技术研究和通信产品研发；

高洁（1984.11-），女，汉族，山西运城，硕士，研究方向：基站天线方向研究和通信产品开发；

周玉（1979.01-），女，汉族，湖北武汉，人力资源管理硕士，研究方向：工作室的项目管理。

程行军（1971.10-），男，汉族，湖北浠水，硕士，现就职于广东联通网络技术创新工作室，研究方向：移动通信软件产品研发；

黄成富（1982.08-），福建龙岩，硕士，研究方向：5G通信无线接入网技术研究研发。