CN104571144A - 远程控制单元rcu - Google Patents

Abstract

本发明提供一种远程控制单元RCU，包括：壳体，以及设置在壳体内的处理器和电子罗盘组件；电子罗盘组件和处理器固定安装在壳体上的PCB板上；电子罗盘组件中包括三轴加速度传感器和三轴磁场传感器，三轴加速度传感器和三轴磁场传感器分别与处理器电连接；处理器用于接收远程网管设备发送的监测指令；所述处理器还用于根据监测指令控制三轴加速度传感器和三轴磁场传感器测量基站天线的机械下倾角和方位角。从而在现有RCU上增设上述电子罗盘组件便能够实现RCU对基站天线机械下倾角和方位角的测量，简单方便，从而能够获得基站天线较为全面的重要参数，为根据测得的参数进行相应参数的调整提供前提。

Description

远程控制单元RCU

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种远程控制单元RCU。

背景技术

在移动通信系统中，随着天线技术的发展，目前电调天线已被广泛应用。所谓电调天线是指使用电子调整下倾角度的移动天线，通过位于基站的维护系统，采用远程网管的方式来调整天线的电子下倾角，即通过远程控制远程控制单元(Remote Control Unit，以下简称RCU)来实现天线电子下倾角的读取和调整，以优化网络。

随着网络规模的不断扩大，需要的基站天线数量也在不断增多，在实际移动网络覆盖中，决定移动天线覆盖效果的除了电子下倾角外，还跟其它天线基础数据密切相关，其中最重要的2个参数是天线方位角(即天线的主瓣覆盖方向)和天线的机械下倾角。

传统的RCU可以实现远程天线电子下倾角的读取和调整，但无法实现天线机械下倾角和方位角的监控和读取。目前，天线机械下倾角和方位角的监控一般是通过额外的比如天线姿态仪等设备来实现的。但是，这样便需在远端实现至少两种监控设备采集数据的整合，并且需要维护至少两种监控设备，成本较高，且不便捷。

发明内容

本发明提供一种远程控制单元RCU，用以克服现有技术需采用多种监控设备才能获得基站天线较为全面的参数数据所导致的基站天线参数监控成本高、实现不便捷的缺陷。

本发明提供一种远程控制单元RCU，包括：

壳体，以及设置在所述壳体内的处理器和电子罗盘组件；

所述电子罗盘组件和所述处理器固定安装在所述壳体上的PCB板上；

所述电子罗盘组件中包括三轴加速度传感器和三轴磁场传感器，所述三轴加速度传感器和所述三轴磁场传感器分别与所述处理器电连接；

所述处理器用于接收远程网管设备发送的监测指令，所述监测指令用于指示测量基站天线的机械下倾角和方位角；

所述处理器还用于根据所述监测指令控制所述三轴加速度传感器和所述三轴磁场传感器测量所述基站天线的机械下倾角和方位角。

进一步地，所述三轴加速度传感器的三个轴和所述三轴磁场传感器的三个轴分别对应平行设置。

进一步地，所述三个轴中的倾角轴与所述RCU的轴线平行，所述RCU的轴线与所述基站天线的轴线平行；

所述三个轴中的方位轴与所述RCU的正面垂直，所述RCU的正面与所述基站天线的辐射面平行且同向。

进一步地，所述RCU还包括：

非易失性存储器，所述存储器与所述处理器连接，用于存储测得的所述基站天线的机械下倾角和方位角。

进一步地，所述RCU还包括：AISG协议栈，用于实现与所述远程网管设备间的交互。

进一步地，所述RCU与所述基站的射频拉远单元RRU连接，由所述RRU对所述RCU供电。

进一步地，所述壳体采用无磁性材料。

具体地，所述无磁性材料包括以下材料中的任一种：

铝合金、铜。

进一步地，所述RCU还包括：

设置于所述壳体上的驱动马达；

所述驱动马达与所述处理器连接。

具体地，所述驱动马达为磁屏蔽马达。

本发明的远程控制单元RCU，包括设置在壳体内的电子罗盘组件和处理器，该电子罗盘组件中包括三轴加速度传感器和三轴磁场传感器，当处理器接收到指示测量基站天线的机械下倾角和方位角的监测指令时，根据该监测指令控制三轴加速度传感器和三轴磁场传感器测量基站天线的机械下倾角和方位角。从而在现有RCU能够实现对基站天线电子下倾角测量的基础上，通过增设上述电子罗盘组件便能够实现RCU对基站天线机械下倾角和方位角的测量，简单方便，从而能够获得基站天线较为全面的重要参数，为根据测得的参数进行相应参数的调整提供前提。

附图说明

图1为本发明远程控制单元RCU实施例一的正面结构示意图；

图2为本发明远程控制单元RCU测量基站天线机械下倾角和方位角的示意图；

图3为本发明远程控制单元RCU实施例二的正面结构示意图；

图4为本发明远程控制单元RCU实施例三的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于下面的实施例。

图1为本发明远程控制单元RCU实施例一的正面结构示意图，如图1所示，该RCU包括：

壳体1，以及设置在所述壳体1内的处理器2和电子罗盘组件3；

所述电子罗盘组件3和所述处理器2固定安装在所述壳体1上的PCB板4上；

所述电子罗盘组件3中包括三轴加速度传感器31和三轴磁场传感器32，所述三轴加速度传感器31和所述三轴磁场传感器32分别与所述处理器2电连接；

所述处理器2用于接收监测指令，所述监测指令用于指示测量基站天线的机械下倾角和方位角；

所述处理器2还用于根据所述监测指令控制所述三轴加速度传感器31和所述三轴磁场传感器32测量所述基站天线的机械下倾角和方位角。

本实施例中，在现有RCU实现对基站天线电子下倾角测量和调整的基础上，通过增设上述电子罗盘组件3还可以实现对基站天线的机械下倾角和方位角的监测。

其中，电子罗盘组件3中包括三轴加速度传感器31和三轴磁场传感器32。为了避免这两个传感器在数据融合即机械下倾角和方位角打包发送给远程网管时产生误差，本实施例中，将三轴加速度传感器31的三个轴(X轴、Y轴、Z轴)和三轴磁场传感器32的三个轴(X轴、Y轴、Z轴)分别对应平行设置。

具体地，所述三个轴中的倾角轴(一般为X轴，即三轴加速度传感器31的X轴和三轴磁场传感器32的X轴)设置为与RCU的轴线平行，并且RCU的轴线与其所安装于的基站天线的轴线平行，这样只要测出倾角轴的倾角，即得到基站天线的机械下倾角。

具体地，所述三个轴中的方位轴(一般为Z轴，即三轴加速度传感器31的Z轴和三轴磁场传感器32的Z轴)设置为与所述RCU的正面垂直，并且RCU的正面与基站天线的辐射面平行且同向。从而，只要测出方位轴指向的方位角，即得到基站天线的方位角。

具体应用中，远程网管可以通过远程网管设备对RCU下达监测指令，RCU中的处理器2用于接收该指示测量基站天线的机械下倾角和方位角的监测指令，并根据该监测指令控制三轴加速度传感器31和三轴磁场传感器32测量基站天线的机械下倾角和方位角。

基站天线的机械下倾角和方位角的具体监测实现过程如图2所示，图2为本发明远程控制单元RCU测量基站天线机械下倾角和方位角的示意图。

基站天线的机械下倾角通过如下方式监测：

通过三轴加速度传感器31，测得重力加速度g在倾角轴(X轴)方向分量Ax和方位轴(Z轴)方向的分量Az，根据直角坐标关系，倾角轴与重力加速度g的夹角ψ，即为基站天线的机械下倾角，从而存在如下的关系式：Ax＝g×cosψ，Az＝g×sinψ。从而，Az/Ax＝tanψ，因此，ψ＝tan(Az/Ax)。

基站天线的方位角通过如下方式监测：

方位角的测量主要是通过三轴磁场传感器32感知地球磁场的存在计算出来的。当在纯地球磁场理想环境下，三轴磁场传感器32绕固定轴旋转一周，三轴磁场传感器32的另两轴测出的地球磁场强度数值集，在直角坐标系中应是一个以原点为圆心的圆。然而由于地球磁场很微弱，当三轴磁场传感器32周围有具有磁性的物质或可影响局部磁场强度物质的磁场干扰，使三轴磁场传感器32所在位置的磁场发生偏差，当三轴磁场传感器32在这种磁场环境下绕固定轴线旋转一周，另两轴测出的磁场强度数值集，在直角坐标系中表现为一个偏离原点的椭圆，在这种环境下测出的方位角是不正确的。因此，在使用三轴磁场传感器32前要对其进行校准。校准方法，RCU上电进入校准模式，缓慢绕RCU中轴线旋转一周，旋转时间约为1分钟。在后续实际使用过程中，通过三轴磁场传感器32校准得出比例因子和偏移值，将现实环境中实测数据从椭圆修正为标准圆，将偏离的圆心拉回到原点。

在对基站天线的方位角进行监测时，通过三轴加速度传感器31，测得重力加速度g在三个轴方向上的分量，根据坐标关系，求得方位轴(Z轴)的俯仰角φ和横滚角θ。用三轴磁场传感器32初始化校准时得到的比例因子和偏移值，将三轴磁场传感器32测得的三轴方向上的磁场强度分量进行数据校正和误差补偿，修正后三轴的磁场强度分量记作M_X、M_Y、M_Z。由于方位轴可能不完全处于水平位置，直接使用修正后的磁场强度分量作方位角计算，会不准确，所以要对方位轴进行倾角补偿。具体地，利用上述求得的方位轴俯仰角和横滚角，代入以下公式：

M_ZH＝M_Y cosφ+M_Z sinθcosφ-M_X cosθsinφ

M_YH＝M_Z cosθ++M_X sinθ

将修正后的方位轴磁场强度分量折算到水平方向，记作M_ZH、M_YH。利用折算后的水平面上两轴的磁场强度分量计算方位轴的方位角α，考虑到角度的四个象限，方位角可由以下公式求得：

$\begin{array}{cc}\mathrm{\&alpha;}=180+\arctan (M_{\mathrm{YH}}/M_{\mathrm{ZH}})\&times;(180/\mathrm{\&pi;})& M_{\mathrm{ZH}}<0\\ =\arctan (M_{\mathrm{YH}}/M_{\mathrm{ZH}})\&times;(180/\mathrm{\&pi;})& M_{\mathrm{ZH}}>0,M_{\mathrm{YH}}>0\\ =360+\arctan (M_{\mathrm{YH}}/M_{\mathrm{ZH}})\&times;(180/\mathrm{\&pi;})& M_{\mathrm{ZH}}>0,M_{\mathrm{YH}}<0\\ =90& M_{\mathrm{ZH}}=0,M_{\mathrm{YH}}>0\\ =270& M_{\mathrm{ZH}}=0,M_{\mathrm{YH}}<0\end{array}$

进一步地，所述RCU还包括：AISG协议栈，用于实现与所述远程网管设备间的交互。

本实施例中，RCU与远程网管设备间的通信交互是基于AISG(AntennaInterface Standard Group)协议的。具体来说，可以基于AISG2.0版本的协议。

进一步地，由于上述三轴磁场传感器32非常容易受到磁干扰，因此，为了降低对其的磁干扰，本实施例中，所述壳体1采用无磁性材料。

具体地，所述无磁性材料包括以下材料中的任一种：铝合金、铜。

本实施例中，包括设置在壳体内的电子罗盘组件和处理器，该电子罗盘组件中包括三轴加速度传感器和三轴磁场传感器，当处理器接收到指示测量基站天线的机械下倾角和方位角的监测指令时，根据该监测指令控制三轴加速度传感器和三轴磁场传感器测量基站天线的机械下倾角和方位角。从而在现有RCU能够实现对基站天线电子下倾角测量的基础上，通过增设上述电子罗盘组件便能够实现RCU对基站天线机械下倾角和方位角的测量，简单方便，从而能够获得基站天线较为全面的重要参数，为根据测得的参数进行相应参数的调整提供前提。另外，为了保证基站天线机械下倾角和方位角的测量结果的准确性，壳体还采用无磁性材料，以降低对三轴磁场传感器的磁性干扰，保证测量结果的准确性。

图3为本发明远程控制单元RCU实施例二的正面结构示意图，如图3所示，在图1所示实施例的基础上，所述RCU还包括：

非易失性存储器5，所述存储器5与所述处理器2连接，用于存储测得的所述基站天线的机械下倾角和方位角。

进一步地，所述RCU与所述基站的射频拉远单元RRU连接，由所述RRU对所述RCU供电。

现有技术中，采用独立的其他比如天线姿态监控仪等设备对基站天线的机械下倾角和方位角进行监测，这些设备需要采用电池、太阳能、独立引电等方式来实现电力供给，稳定性较差且成本较高。本实施例中，由RCU中增设的电子罗盘组件3来实现对基站天线的机械下倾角和方位角的监测，从而，可以通过与RCU连接的RRU来对其进行供电，简单方便，且稳定性较好。

远程网管通过RRU给RCU发送监测基站天线机械下倾角和方位角指令时，RCU的CPU通过上述方法控制三轴加速度传感器31和三轴磁场传感器32计算得到基站天线的机械下倾角和方位角，保存到掉电不易失的存储器4内，并用符合AISG协议的方式返回基站天线的机械下倾角和方位角的参数数据，实现远程网管对基站天线参数数据的统一读取和管控。

图4为本发明远程控制单元RCU实施例三的侧面结构示意图，如图4所示，所述RCU还包括：

设置于所述壳体上的驱动马达6，所述驱动马达6与所述处理器2连接。

驱动马达6是调节调节基站天线电子下倾角角度的动力。为了进一步降低对上述三轴磁场传感器32的磁力干扰，具体地，所述驱动马达6采用磁屏蔽马达。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种远程控制单元RCU，其特征在于，包括：

壳体，以及设置在所述壳体内的处理器和电子罗盘组件；

所述电子罗盘组件和所述处理器固定安装在所述壳体上的PCB板上；

所述电子罗盘组件中包括三轴加速度传感器和三轴磁场传感器，所述三轴加速度传感器和所述三轴磁场传感器分别与所述处理器电连接；

所述处理器用于接收远程网管设备发送的监测指令，所述监测指令用于指示测量基站天线的机械下倾角和方位角；

所述处理器还用于根据所述监测指令控制所述三轴加速度传感器和所述三轴磁场传感器测量所述基站天线的机械下倾角和方位角。

2.根据权利要求1所述的RCU，其特征在于，所述三轴加速度传感器的三个轴和所述三轴磁场传感器的三个轴分别对应平行设置。

3.根据权利要求2所述的RCU，其特征在于，所述三个轴中的倾角轴与所述RCU的轴线平行，所述RCU的轴线与所述基站天线的轴线平行；

所述三个轴中的方位轴与所述RCU的正面垂直，所述RCU的正面与所述基站天线的辐射面平行且同向。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的RCU，其特征在于，还包括：

非易失性存储器，所述存储器与所述处理器连接，用于存储测得的所述基站天线的机械下倾角和方位角。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的RCU，其特征在于，还包括：AISG协议栈，用于实现与所述远程网管设备间的交互。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的RCU，其特征在于，所述RCU与所述基站的射频拉远单元RRU连接，由所述RRU对所述RCU供电。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的RCU，其特征在于，所述壳体采用无磁性材料。

8.根据权利要求7所述的RCU，其特征在于，所述无磁性材料包括以下材料中的任一种：

铝合金、铜。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的RCU，其特征在于，还包括：

设置于所述壳体上的驱动马达；

所述驱动马达与所述处理器连接。

10.根据权利要求9所述的RCU，其特征在于，所述驱动马达为磁屏蔽马达。