基站發(fā)射系統(tǒng)匹配測(cè)試方法研究

基站發(fā)射系統(tǒng)匹配測(cè)試方法研究

基站發(fā)射系統(tǒng)是移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要組成部分，其性能優(yōu)劣對(duì)整體移動(dòng)通信質(zhì)量的影響至關(guān)重要。根據(jù)移動(dòng)網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，造成移動(dòng)通信質(zhì)量指標(biāo)下降的主要原因來(lái)自天饋線系統(tǒng)（約占一半以上），而在天饋線系統(tǒng)中最為重要的指標(biāo)就是匹配（駐波比）。因此，運(yùn)營(yíng)商在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和日常維護(hù)中，必須高度重視對(duì)天饋系統(tǒng)性能的檢查，減小天饋線系統(tǒng)器件間不匹配對(duì)系統(tǒng)的影響，最大限度發(fā)揮天饋系統(tǒng)的性能。另外，發(fā)射機(jī)的功率測(cè)試、在線工作的匹配測(cè)試以及無(wú)線環(huán)境干擾測(cè)試對(duì)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和優(yōu)化工作均有重要意義。

　　基站系統(tǒng)的常見(jiàn)故障

　　一個(gè)完整的蜂窩基站由發(fā)射機(jī)和天饋線系統(tǒng)兩部分組成。從發(fā)射機(jī)到天線之間有很多物理連接點(diǎn),如發(fā)射機(jī)的輸出端、合路器/濾波器的輸入端、合路器/濾波器的輸出端、饋線的任意位置、天線的輸入端等，每個(gè)環(huán)節(jié)之間的良好匹配是保證系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。

　　在整個(gè)基站系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)的輸出功率放大器和天饋線系統(tǒng)比較容易出現(xiàn)故障。放大器是有源器件，其輸出S11參數(shù)（駐波比）不如無(wú)源器件那樣更容易接近理想值，而且外界條件（如電源）的變化、自身的穩(wěn)定性和長(zhǎng)期工作所造成器件老化，都會(huì)影響其輸出功率尤其是駐波比的穩(wěn)定。另外，整個(gè)天饋線系統(tǒng)絕大部分處于室外，也容易出現(xiàn)故障。

　　造成發(fā)射機(jī)故障的原因主要有三種。首先，電源和環(huán)境溫度的不穩(wěn)定造成放大器輸出功率和輸出駐波比的變化。其次，放大器中大功率管的老化造成輸出功率的下降和駐波比的惡化。第三，天饋線系統(tǒng)駐波比的惡化引起發(fā)射系統(tǒng)中保護(hù)電路的工作而導(dǎo)致發(fā)射功率的下降。

　　造成天線故障的原因有五點(diǎn)。第一，雷電、水和風(fēng)等造成的破壞。第二，來(lái)自紫外線輻射的破壞。第三，冰和長(zhǎng)期溫度的循環(huán)變化所造成的破壞。第四，環(huán)境污染所造成的腐蝕。第五，環(huán)境條件使天線防護(hù)罩的介質(zhì)特性發(fā)生變化，導(dǎo)致天線性能的變化。

　　此外，電纜和接頭也會(huì)由于各種原因?qū)е鹿收习l(fā)生。

　　從上述分析不難發(fā)現(xiàn)，發(fā)射系統(tǒng)和天饋線系統(tǒng)是決定整個(gè)系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵，而且這兩部分有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。這個(gè)關(guān)聯(lián)點(diǎn)就是發(fā)射機(jī)的射頻輸出端，也就是天饋線系統(tǒng)的輸入端。如果發(fā)射系統(tǒng)的輸出駐波比非常理想，而天饋線系統(tǒng)處于失配狀態(tài)，那么系統(tǒng)的功率就不能有效的輻射到空中。相反，如果天饋線系統(tǒng)處于理想的匹配狀態(tài)，而發(fā)射系統(tǒng)的駐波比很差，系統(tǒng)功率同樣無(wú)法有效輻射。

　　因此，進(jìn)行蜂窩系統(tǒng)的匹配測(cè)量，首先要對(duì)系統(tǒng)匹配有正確理解，這樣才能用對(duì)設(shè)備，做對(duì)工作。至此我們可以得出這樣的結(jié)論：在蜂窩基站的匹配測(cè)試中，大功率的測(cè)量和駐波比測(cè)量缺一不可，而且要貫穿測(cè)試的始終。

　　常用現(xiàn)場(chǎng)天饋線測(cè)試方法

　　天饋線系統(tǒng)匹配（駐波比）測(cè)試

　　使用天饋線測(cè)試可以測(cè)量天線輸入端口的駐波比（VSWR），也可以利用天饋線分析儀中的故障點(diǎn)定位（DTF）功能非常準(zhǔn)確地測(cè)量整個(gè)天饋線系統(tǒng)中任意一個(gè)物理點(diǎn)的駐波比，向基站維護(hù)工程師提供故障點(diǎn)位置的準(zhǔn)確信息。

　　天饋線系統(tǒng)測(cè)量分析步驟如下。

　　1.測(cè)量天饋線系統(tǒng)駐波比，保存測(cè)試曲線，以此判斷該系統(tǒng)是否合格。

　　2.進(jìn)行故障點(diǎn)定位，保存測(cè)試曲線。

　　3.依據(jù)故障定位測(cè)試曲線所標(biāo)記出的故障點(diǎn)位置，參考基站實(shí)際情況，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，初步判斷產(chǎn)生故障原因及位置。

　　4.必要時(shí)對(duì)故障部件進(jìn)行修理或更換。

　　5.重復(fù)1、2步驟，檢查故障是否消除。

　　發(fā)射機(jī)的匹配測(cè)量及功率測(cè)試

　　通過(guò)式功率計(jì)可以測(cè)試發(fā)射機(jī)的功率、駐波比，同時(shí)還是基站故障排查、更改頻率的必備工具。從上述的分析已經(jīng)了解到，基站的匹配測(cè)量包括發(fā)射機(jī)和天饋線系統(tǒng)兩大部分。天饋線分析儀可以準(zhǔn)確測(cè)量天饋線系統(tǒng)的匹配情況，但是對(duì)發(fā)射機(jī)卻無(wú)能為力，也就是說(shuō)天饋線分析儀僅僅完成了整個(gè)系統(tǒng)一半的測(cè)量工作。正確的解決方法是采用式功率計(jì)和天饋線分析儀來(lái)共同完成基站系統(tǒng)的匹配測(cè)量。

　網(wǎng)絡(luò)干擾測(cè)試

　　無(wú)線頻率資源為稀缺資源，頻段劃分越來(lái)越多，越來(lái)越擁擠，各頻段之間的干擾在所難免，干擾是無(wú)線領(lǐng)域的永久話題。當(dāng)今運(yùn)營(yíng)商也越來(lái)越重視對(duì)干擾的監(jiān)測(cè)，解決干擾問(wèn)題是提供網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。

　　干擾查找的方法有很多，比如利用高性能掃頻接收機(jī)、頻譜儀等。傳統(tǒng)頻譜儀測(cè)試干擾的方法，用定向天線接到頻譜儀上，不斷地測(cè)試，來(lái)回確認(rèn)干擾源，但對(duì)于間歇性的干擾源幾乎沒(méi)有辦法，且測(cè)試時(shí)間和人力成本較大。

　　利用三維頻譜進(jìn)行干擾源的定位

　　所謂三維頻譜即在原來(lái)二維頻率和場(chǎng)強(qiáng)的基礎(chǔ)上，加入時(shí)間因數(shù)，即分分秒秒地記錄頻譜信息，即可以做到7×24的采集頻譜信息，從而大大地減輕了人力成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其對(duì)查找間歇性的干擾非常有利。

　　在某次優(yōu)化工程中，采用某手持式頻譜儀對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的下行頻段進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，連續(xù)觀察三天，從頻譜儀記錄的數(shù)據(jù)中可以清晰地觀察到間歇干擾，再利用定向天線，便能較容易地?fù)渥降礁蓴_源。

　　室內(nèi)分布系統(tǒng)優(yōu)化測(cè)試

　　由于用戶使用習(xí)慣的改變，當(dāng)今社會(huì)移動(dòng)業(yè)務(wù)絕大部分發(fā)生在室內(nèi)，根據(jù)docomo的3G運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，69.7%的話務(wù)量來(lái)自室內(nèi)，只有約30.3%的話務(wù)量來(lái)自室外，室內(nèi)覆蓋的好壞直接影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，因此各大運(yùn)營(yíng)商都高度關(guān)注室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的好壞，同時(shí)也在室內(nèi)覆蓋建設(shè)和優(yōu)化中投入巨資。

　　室內(nèi)系統(tǒng)的測(cè)試通常采用CQT測(cè)試和室內(nèi)DT測(cè)試的方法，采用的儀器通常為掃頻儀、測(cè)試手機(jī)、CQT測(cè)試儀等，測(cè)試后對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理和分析，得出優(yōu)化方案。