基站发射系统匹配测试方法研究

基站发射系统匹配测试方法研究

基站发射系统是移动通信系统的重要组成部分，其性能优劣对整体移动通信质量的影响至关重要。根据移动网运行质量统计结果分析，造成移动通信质量指标下降的主要原因来自天馈线系统（约占一半以上），而在天馈线系统中最为重要的指标就是匹配（驻波比）。因此，运营商在无线网络建设和日常维护中，必须高度重视对天馈系统性能的检查，减小天馈线系统器件间不匹配对系统的影响，最大限度发挥天馈系统的性能。另外，发射机的功率测试、在线工作的匹配测试以及无线环境干扰测试对网络维护和优化工作均有重要意义。

　　基站系统的常见故障

　　一个完整的蜂窝基站由发射机和天馈线系统两部分组成。从发射机到天线之间有很多物理连接点,如发射机的输出端、合路器/滤波器的输入端、合路器/滤波器的输出端、馈线的任意位置、天线的输入端等，每个环节之间的良好匹配是保证系统正常工作的关键。

　　在整个基站系统中，发射机的输出功率放大器和天馈线系统比较容易出现故障。放大器是有源器件，其输出S11参数（驻波比）不如无源器件那样更容易接近理想值，而且外界条件（如电源）的变化、自身的稳定性和长期工作所造成器件老化，都会影响其输出功率尤其是驻波比的稳定。另外，整个天馈线系统绝大部分处于室外，也容易出现故障。

　　造成发射机故障的原因主要有三种。首先，电源和环境温度的不稳定造成放大器输出功率和输出驻波比的变化。其次，放大器中大功率管的老化造成输出功率的下降和驻波比的恶化。第三，天馈线系统驻波比的恶化引起发射系统中保护电路的工作而导致发射功率的下降。

　　造成天线故障的原因有五点。第一，雷电、水和风等造成的破坏。第二，来自紫外线辐射的破坏。第三，冰和长期温度的循环变化所造成的破坏。第四，环境污染所造成的腐蚀。第五，环境条件使天线防护罩的介质特性发生变化，导致天线性能的变化。

　　此外，电缆和接头也会由于各种原因导致故障发生。

　　从上述分析不难发现，发射系统和天馈线系统是决定整个系统正常工作的关键，而且这两部分有很强的关联性。这个关联点就是发射机的射频输出端，也就是天馈线系统的输入端。如果发射系统的输出驻波比非常理想，而天馈线系统处于失配状态，那么系统的功率就不能有效的辐射到空中。相反，如果天馈线系统处于理想的匹配状态，而发射系统的驻波比很差，系统功率同样无法有效辐射。

　　因此，进行蜂窝系统的匹配测量，首先要对系统匹配有正确理解，这样才能用对设备，做对工作。至此我们可以得出这样的结论：在蜂窝基站的匹配测试中，大功率的测量和驻波比测量缺一不可，而且要贯穿测试的始终。

　　常用现场天馈线测试方法

　　天馈线系统匹配（驻波比）测试

　　使用天馈线测试可以测量天线输入端口的驻波比（VSWR），也可以利用天馈线分析仪中的故障点定位（DTF）功能非常准确地测量整个天馈线系统中任意一个物理点的驻波比，向基站维护工程师提供故障点位置的准确信息。

　　天馈线系统测量分析步骤如下。

　　1.测量天馈线系统驻波比，保存测试曲线，以此判断该系统是否合格。

　　2.进行故障点定位，保存测试曲线。

　　3.依据故障定位测试曲线所标记出的故障点位置，参考基站实际情况，结合经验，初步判断产生故障原因及位置。

　　4.必要时对故障部件进行修理或更换。

　　5.重复1、2步骤，检查故障是否消除。

　　发射机的匹配测量及功率测试

　　通过式功率计可以测试发射机的功率、驻波比，同时还是基站故障排查、更改频率的必备工具。从上述的分析已经了解到，基站的匹配测量包括发射机和天馈线系统两大部分。天馈线分析仪可以准确测量天馈线系统的匹配情况，但是对发射机却无能为力，也就是说天馈线分析仪仅仅完成了整个系统一半的测量工作。正确的解决方法是采用式功率计和天馈线分析仪来共同完成基站系统的匹配测量。

　网络干扰测试

　　无线频率资源为稀缺资源，频段划分越来越多，越来越拥挤，各频段之间的干扰在所难免，干扰是无线领域的永久话题。当今运营商也越来越重视对干扰的监测，解决干扰问题是提供网络质量的关键因素之一。

　　干扰查找的方法有很多，比如利用高性能扫频接收机、频谱仪等。传统频谱仪测试干扰的方法，用定向天线接到频谱仪上，不断地测试，来回确认干扰源，但对于间歇性的干扰源几乎没有办法，且测试时间和人力成本较大。

　　利用三维频谱进行干扰源的定位

　　所谓三维频谱即在原来二维频率和场强的基础上，加入时间因数，即分分秒秒地记录频谱信息，即可以做到7×24的采集频谱信息，从而大大地减轻了人力成本和劳动强度，尤其对查找间歇性的干扰非常有利。

　　在某次优化工程中，采用某手持式频谱仪对移动网络的下行频段进行连续监测，连续观察三天，从频谱仪记录的数据中可以清晰地观察到间歇干扰，再利用定向天线，便能较容易地扑捉到干扰源。

　　室内分布系统优化测试

　　由于用户使用习惯的改变，当今社会移动业务绝大部分发生在室内，根据docomo的3G运营经验，69.7%的话务量来自室内，只有约30.3%的话务量来自室外，室内覆盖的好坏直接影响整个网络的质量，因此各大运营商都高度关注室内网络的好坏，同时也在室内覆盖建设和优化中投入巨资。

　　室内系统的测试通常采用CQT测试和室内DT测试的方法，采用的仪器通常为扫频仪、测试手机、CQT测试仪等，测试后对结果进行处理和分析，得出优化方案。