無線系統(tǒng)能優(yōu)化的關(guān)鍵——天饋線的現(xiàn)場測試.doc

無線系統(tǒng)性能優(yōu)化的關(guān)鍵天饋線的現(xiàn)場測試 2003-7-17 上海創(chuàng)遠(yuǎn)通訊技術(shù)有限公司 游洋從事移動通信系統(tǒng)建設(shè)，性能驗(yàn)證和維護(hù)的工程技術(shù)人員需要所有他們能夠得到的幫助。各種類型的通信網(wǎng)絡(luò)正在經(jīng)歷著前所未有的增長和發(fā)展，而系統(tǒng)供應(yīng)商和運(yùn)營商之間的競爭也日趨激烈。這樣就給現(xiàn)場技術(shù)人員帶來了與日俱增的壓力，即如何使越來越多的通信基站有效地運(yùn)行。要在控制低的維護(hù)成本的前提下保持網(wǎng)絡(luò)以最佳性能運(yùn)行就需要在每項(xiàng)維護(hù)工作中都能使用正確的工具和方法。天線和饋線系統(tǒng)的測試是移動基站維護(hù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通常，在新基站的建設(shè)和交付使用時(shí)，以及基站在運(yùn)行中的維護(hù)和故障查找期間，需要對天饋系統(tǒng)進(jìn)行測試。在本文中，我們介紹了兩種適用于基站安裝和維護(hù)人員的常用的現(xiàn)場天饋線測試方法，以及一些使得基站管理合理化的推薦的操作規(guī)程及步驟。并推薦一種最新的天饋線分析儀器公司的系列天線和電纜分析儀。 一、故障定位測量 在每個(gè)無線通信系統(tǒng)中，傳輸線、天線及其附件由于暴露在惡劣的室外環(huán)境條件下而經(jīng)常產(chǎn)生故障。這些部件易于遭受各種自然和人為的破壞。 以下是天線和饋線的一些常見故障現(xiàn)象： 天線故障雷電，水和風(fēng)所造成的破壞來自紫外線輻射的破壞 結(jié)冰和長期溫度的循環(huán)變化所造成的破壞 大氣污染所造成的腐蝕由于環(huán)境條件使天線防護(hù)罩的介質(zhì)特性發(fā)生變化，從而導(dǎo)致天線性能的變化。電纜故障 由于安裝引起的故障，如接地夾過緊而導(dǎo)致外導(dǎo)體變形電纜介質(zhì)滲水絕緣層損壞而導(dǎo)致外導(dǎo)體腐蝕接頭故障防水膠安裝不當(dāng)導(dǎo)致腐蝕與電纜的內(nèi)導(dǎo)體或外導(dǎo)體連接不良安裝過緊，或由于溫度的循環(huán)變化導(dǎo)致松弛此外，還有一些特殊環(huán)境下才有的故障，如在重工業(yè)區(qū)的大氣污染所引起的腐蝕，或由于本地天氣條件引起大風(fēng)或冰所導(dǎo)致的故障。解決這些問題需要額外的費(fèi)用，因?yàn)榭赡芤暾埮实堑教炀€塔上進(jìn)行調(diào)試和維修。 基站管理的一項(xiàng)重要和有力的手段是故障距離（）的測量。對于傳輸線系統(tǒng)而言，故障距離的測量提供了回波損耗或相對于距離的變化信息。通過測量可以找出各種類型的故障，包括接頭損壞、傳輸電纜變形和整個(gè)天線系統(tǒng)性能的下降。測量的另一個(gè)意義是，從塔底至塔頂?shù)碾娎|的故障（包括其嚴(yán)重程度和沿傳輸線的相對位置）都可以很容易被確定。對于現(xiàn)場維護(hù)人員來說更有價(jià)值的意義在于，故障距離（）的測量不但可以確定真正的設(shè)備故障，而且可以監(jiān)測天饋系統(tǒng)性能的微小的退化情況。故障定位分析對于維護(hù)是非常有用的，而這一點(diǎn)是傳統(tǒng)儀器如頻譜分析儀跟蹤信號發(fā)生器所難以做到的。 故障位置“特性”的定期監(jiān)測和比較是通信系統(tǒng)有效維護(hù)和基站有效管理的基礎(chǔ)。每個(gè)部件在傳輸線上都會產(chǎn)生反射。而每個(gè)傳輸系統(tǒng)都有其唯一的駐波或回波損耗偏差和相對位置的圖形，如果定期監(jiān)測這些特性的變化情況，就可以發(fā)現(xiàn)問題所在，從而可以在其影響系統(tǒng)性能之前對其進(jìn)行校正。在許多情況下，通過故障定位特性的分析可以精確定位由某個(gè)系統(tǒng)部件所產(chǎn)生的問題的所在。例如，通過故障定位分析可以確定天饋系統(tǒng)的故障實(shí)際上是由劣質(zhì)的插頭而并非天線自身所引起的。以上這些知識的意義是顯而易見的可以減少由于盲目更換天線和電纜所造成的開支和停機(jī)時(shí)間。下面概述了基于故障定位特性分析的一些方法，通過這些方法可以使基站管理更為有效。二、故障定位特性分析法對所有正在建設(shè)中的新基站和已在運(yùn)行中的基站進(jìn)行故障定位特性分析，收集并歸擋保存故障位置的“參考數(shù)據(jù)”。 獲得用于進(jìn)行故障定位特性分析的得心應(yīng)手的儀器。故障定位特性分析是基站日常定期維護(hù)工作的一部分，而不應(yīng)在天饋系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生故障后才進(jìn)行。定期的故障定位特性分析可以在天饋系統(tǒng)對整個(gè)系統(tǒng)造成影響之前確定其故障的所在。三、故障定位分析的步驟 以下步驟描述了一種用故障分析數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)評估的方法： 分析過程從所需測試的基站的參考故障定位數(shù)據(jù)開始。這些數(shù)據(jù)必須從儀器的自動記錄記憶中調(diào)用，或從計(jì)算機(jī)中獲取。如果儀器具有此項(xiàng)功能，那么就可以從儀器中上載數(shù)據(jù)，在現(xiàn)場進(jìn)行比較。 在現(xiàn)場完成故障定位測試。為了簡化這些步驟，有些故障定位測試儀器已儲存了一些測試設(shè)置。請確認(rèn)在進(jìn)行這些測試前應(yīng)對儀器進(jìn)行正確校正。 與已儲存的故障定位特性記錄進(jìn)行比較。注意故障定位特性的任何變化之處，必要時(shí)進(jìn)行修理或更換。任何修理完成后，應(yīng)再次進(jìn)行故障定位測試，以提供天饋系統(tǒng)的新的故障定位參考特性。這些新數(shù)據(jù)同樣應(yīng)分類和儲存。 四、電纜損耗測量電纜插入損耗測試的準(zhǔn)確的方法是用精密的雙端測試儀器從電纜的兩端進(jìn)行測試，來確定電纜的損耗。然而這是一種理想情況，在基站的實(shí)際情況下是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)殡娎|的一端位于塔頂上。另外，大多數(shù)用于插入損耗測量的精密的雙端測量儀器屬于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，不適合在現(xiàn)場使用。 在電纜的一端位于遠(yuǎn)處的情況下進(jìn)行現(xiàn)場電纜損耗測量的廣泛采用的方法是使用單端儀器來測量天饋系統(tǒng)的回波損耗。其典型步驟如下：測量遠(yuǎn)端開路或短路時(shí)電纜的回波損耗。讀出回波損耗的最大值和最小值。 取二個(gè)數(shù)值的平均值并除以，即可獲得電纜的單向損耗值。用單端儀器測量電纜插入損耗的另一種更好的方法是分別獲取電纜在其遠(yuǎn)端開路和短路時(shí)的回波損耗讀數(shù)。在開路和短路之間變化時(shí)，由于反射系數(shù)的相位變化了度，軌跡也偏移了度（即最大值變成了最小值）。這二個(gè)回波損耗值是在同一頻率上測得的，取其平均值，并將其除以，即可得出電纜的單向插入損耗值。電纜損耗測量的最佳方法概述如下：測量遠(yuǎn)端開路時(shí)的電纜組件的回波損耗。在所需的頻率上做上標(biāo)記，但應(yīng)在軌跡的波峰值上。在遠(yuǎn)端短路時(shí)重復(fù)回波損耗測量。注意剛才位于波峰的標(biāo)記現(xiàn)在位于鄰近的波谷。取這二個(gè)值的平均數(shù)，并除以，所得的值即為電纜的單向損耗值。五、功率測量選件作為附加的優(yōu)勢，系列天線和電纜測試儀可以附加數(shù)字功率測試選件，為用戶提供了射頻功率測量的完整解決方案： 在線功率測量，同時(shí)測量正向和反射功率駐波比和回波損耗測量 可選終端式功率探頭，提供微瓦至毫瓦級功率的精密測量六、結(jié)論 本文中所描述的方法和測量技術(shù)是基站天饋系統(tǒng)管理和維護(hù)的核心，這有助于縮短系統(tǒng)的故障停機(jī)時(shí)間，提高現(xiàn)場維護(hù)人員的效率，并可減少系統(tǒng)的總運(yùn)行成本。其操作程序可歸納如