施工中基站天饋系統(tǒng)駐波比告警產(chǎn)生原因分析.doc

提要：不論是對建設單位還是施工單位，駐波比告警是一個影響通信質(zhì)量及考核的問題，作為施工單位在基站設備施工中卻不可避免的會碰到駐波比告警等問題，如何避免此類問題的發(fā)生就是本文的目的所在。關(guān)鍵詞：駐波比告警1、引言作為施工單位在設備施工中不可避免的碰到如駐波比告警等基站告警，本文不牽涉因設備引起的駐波比告警，就由于天饋施工方面而產(chǎn)生的駐波比告警加以分析，并引以為戒，從根本上杜絕此類問題的產(chǎn)生。2、正文2.1、什么是駐波比駐波比全稱為電壓駐波比，又名VSWR和SWR，為英文Voltage Standing Wave Ratio的簡寫。在無線電通信中，天線與饋線的阻抗不匹配或天線與發(fā)信機的阻抗不匹配，高頻能量就會產(chǎn)生反射折回，并與前進的部分干擾匯合發(fā)生駐波，其相鄰電壓最大值和最小值之比就是電壓駐波比。為了表征和測量天線系統(tǒng)中的駐波特性，也就是天線中正向波與反射波的情況，人們建立了“駐波比”這一概念：SWR=R/r=(1+K)/(1-K)反射系數(shù)K=(R-r)/(R+r)(K為負值時表明相位相反)式中R和r分別是輸出阻抗和輸入阻抗。當兩個阻抗數(shù)值一樣時，即達到完全匹配，反射系數(shù)K等于0，駐波比為1。這是一種理想的狀況，實際上總存在反射，所以駐波比總是大于1的。2.2、為什么產(chǎn)生駐波比告警？駐波比值反應了無線電波在空中損耗大小，同時也反應了無線電波被接收機所接收電波好壞程度。由于駐波比高會直接影響天線的有效發(fā)射功率，降低了覆蓋區(qū)域，必然會降低了接通率，調(diào)話率，切換成功率，而且電壓駐波比過大，將縮短通信距離，而且反射功率將返回發(fā)射機功放部分，容易燒壞功放管，影響通信系統(tǒng)正常工作。為了保證設備及系統(tǒng)的正常運行和安全性，需要對駐波比設置一個允許范圍，超過這個范圍就產(chǎn)生駐波比告警。駐波比的國標是小于1.5，一般運營商要求都是1.4或1.3以下，設備廠家的要求基本都是1.4以下。駐波比告警是在BTS主設備里設置的，通過中心機房進行監(jiān)控，如BTS中的一個小區(qū)你設置駐波比是1.3，該小區(qū)的TRx的駐波比超過1.3就會產(chǎn)生告警。2.3、天饋系統(tǒng)組成部分一個基站天饋系統(tǒng)主要包含天線、饋線（主要包括主饋線和跳線）、接頭密封件、以及其它一些天饋配件，具體如下：2.3.1、天線用于接收和發(fā)送基站信號，有三種最常見的單極化天線、雙極化天線和全向天線，象一些室內(nèi)覆蓋的美化天線也不外乎以上三種。2.3.2、饋線，分為主饋線和跳線；主饋線現(xiàn)在基站上使用7/8饋線的居多，但有5/4饋線、1 5/8饋線；跳線，又稱1/2饋線，常用的有標準1/2饋線和超柔1/2饋線，在實際應用中分為兩種，一種為室外天線與主饋線之間的連接，長度一般要求在3m以內(nèi)；另一種為主饋線和基站主設備的連接，長度要求在2m-3m以內(nèi)。2.3.3、接頭密封件，包含膠泥和膠帶（個別設備還要求接頭外部使用防水樹脂密封，防止水蒸氣侵入），主要用于天線和室外跳線接頭、室外跳線和饋線接頭之間的密封。對于饋線頭包扎要求：在各處接頭處先裹上3層電氣絕緣膠帶，再纏上3層防水膠帶（裹時拉升寬度至原來的3/41/2），再裹上3層電氣絕緣膠帶。要求第一層電氣絕緣膠帶必須超過抱環(huán)接頭50mm；電氣絕緣膠帶纏繞時要求每圈電氣絕緣膠帶覆蓋前圈電氣絕緣膠帶的1/2；要求接頭包裹完畢后看上去豐滿圓滑，外形美觀，呈紡錘狀。2.3.4、其他配件，主要包含：饋線接地卡，常見有7/8饋線接地卡和1/2饋線接地卡，用于饋線接地（對于接地線引向應由上往下為垂直方向時，與饋線的夾角以不大于15為宜；而在水平方向，饋線接地線與信號上行方向一致，室外饋線接地線引向略微向下傾斜使雨水不滲入接頭處為宜）；饋線卡，常見有7/8饋線卡和1/2饋線卡，用于固定饋線；走線架，分室內(nèi)和室外兩種，室外走線架要求為熱度鋅，個別室外條件不允許的地方還使用熱度鋅角鐵“L”型支架，室內(nèi)走線架要求為噴塑走線架（福建移動有些地區(qū)要求為鋁合金走線架）；饋線窗，一般為9孔饋線窗和12孔饋線窗；避雷器，主饋線和室內(nèi)跳線連接必須經(jīng)過避雷器，這是保證主設備防止被雷擊而導致?lián)p壞的關(guān)鍵。2.4、天饋系統(tǒng)各關(guān)鍵部位產(chǎn)生駐波比原因分析2.4.1、天線駐波。天線駐波是天線質(zhì)量必須檢測的一項天線電氣性能指標，天線駐波高低直接影響天饋系統(tǒng)整體性能，以前天線出廠駐波比要求小于1.5,隨著天線廠家技術(shù)水平不斷提高，加上通信運營商對各項質(zhì)量指標要求越來越高，天線出廠駐波比一般要求小于1.3。但在實際施工中，會碰到一些天線由于天線廠家出廠時把關(guān)不嚴，或運輸途中天線擠壓的各種原因，導致天線的駐波比異常；這要求作為施工單位在領(lǐng)貨或收貨時，首先使用儀表對天線的駐波比進行測試，發(fā)現(xiàn)不合格的產(chǎn)品堅決不予使用，并退還廠家更換，從產(chǎn)品質(zhì)量源頭把關(guān)。如：近期福建移動某地市集采的一批全向天線70以上，經(jīng)測試全部存在駐波比異常的現(xiàn)象，我單位經(jīng)和建設單位協(xié)調(diào)，由建設單位把存在質(zhì)量不合格的天線全部退回廠家。2.4.2、饋線駐波，分為主饋線駐波和跳線駐波，饋線質(zhì)量好壞對駐波影響較大；對于主饋線和跳線，一般7/8主饋線損耗要求小于0.4dB/10m，駐波比都要求小于1.1，目前施工中，很少碰到由于饋線本身質(zhì)量原因產(chǎn)生駐波比告警。2.4.3、饋線布放工藝要求：對常用的7/8饋線的長度及布放工藝，饋線的允許余量為3，不宜過長，減小饋線帶來的功率損耗；饋線的單次彎曲半徑應30cm，饋線多次彎曲半徑45cm；饋線在布放、拐彎時，彎曲度應圓滑、無硬彎，并避免接觸到尖銳物體，防止劃傷進水，造成故障；室外必須用黑扎帶，室內(nèi)用白扎帶（福建移動部分市公司要求用黑扎帶），綁扎時應整齊美觀、工藝良好。跳線（1/2饋線）布放時，單次彎曲半徑應20cm；多次彎曲半徑應30cm；跳線與饋線的接頭處應固定牢靠，防止晃動；跳線與天線、饋線的接頭應連接可靠，密封良好；跳線應用扎帶綁扎牢固，松緊適宜，嚴禁打硬折、死彎，以免損傷跳線。在實際施工中，施工單位應避免由于布放饋線時，接觸到尖銳物體造成饋線損傷進水，導致駐波比告警（象這種駐波比告警的事情，在施工完畢，使用儀表很難檢測出來，往往出現(xiàn)在連日大雨后，基站才出現(xiàn)駐波比告警）。2.4.4、饋線頭的制作。饋線頭的制作非常關(guān)鍵，饋線頭安裝應嚴格按照規(guī)范來制作，制作饋線接頭時，饋線的內(nèi)芯不得留有任何遺留物。接頭必須緊固無松動、無劃傷、無露銅、無變型。嚴格控制安裝工藝，做好各種接頭；在做饋線接頭時，控制好連接接頭的力量和連接接頭的扭矩（一般扭矩為2530N.m），最好選用扭矩扳手。如果扭矩過大，會造成接頭損傷，致使接頭嚴重不匹配；如果扭矩過小，接頭松動，會產(chǎn)生三階交調(diào)干擾，影響通信質(zhì)量。而基站天饋系統(tǒng)駐波比告警大多就是由于在饋線頭制作或安裝時造成的問題，導致基站駐波比過大而告警，嚴重影響天饋系統(tǒng)質(zhì)量。2.4.5、避雷器駐波。避雷器的駐波比應小于1.1的行業(yè)標準。室內(nèi)避雷器安裝時，避雷器要與跳線、饋線接口、阻抗匹配，且避雷器安裝的方向不能弄反，如果機房有避雷器安裝架時，必須要把避雷器固定在安裝架上，避雷器接地線按照廠家要求是否制作（部分華為設備BTS3012的避雷器地線，華為督導不允許做接地線）。2.4.6、測試時所用的儀表精度或誤差、測試方法、測試環(huán)境等。在現(xiàn)場測試天饋系統(tǒng)時一般選用SiteMaster儀器,測試時必須進行測試前儀表校準，避免產(chǎn)生測試誤差。為了保證儀表測試準確，應定期將儀表送到國家相關(guān)部門檢測。3、結(jié)論作為我們施工單位在無線施工中，尤其天饋部分施工，要首先要從產(chǎn)品質(zhì)量上嚴格把關(guān)，對于因產(chǎn)品自身質(zhì)量不合格的堅決退回廠家，不予接收，從源頭把關(guān)；對于饋線布放工藝以及饋線頭（7/8、1/2）制作一定要熟練和有責任心的技術(shù)人員嚴格按照規(guī)程操作，從而避免因制作工藝而引起的駐波比告警；由于天線及饋線長期暴露在外，雨雪等天氣可會造成其接口處的受潮，甚至在跳線和天線、饋線和跳線的接口處聚集冷凝水，使整個天饋系統(tǒng)駐波比升高，引起功率損失，使基站覆蓋范圍縮小，甚至導致載頻退服，而饋線接頭處的防水處理時一個容易疏忽的地方；天饋系統(tǒng)施工完畢后，技術(shù)人員應從上到下對整個天饋系統(tǒng)檢查（主要檢查天線與饋線的接頭處是否密封好、饋線是否有損傷及扭曲、制作饋線地線時，導致密封不嚴、饋線地線時，是否割傷饋線外層）再使用儀表對整個天饋系統(tǒng)完整的測試一遍，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。不論是對建設單位還是施工單位，駐波比告警是一個影響通信質(zhì)量及考核的問題，作為施工單位在設備施工中卻不可避免的會碰到駐波比告警等問題，如何避免此類的發(fā)生就是本文的目的所在，而且有些問題很難講是由于設備不合格引起的駐波比告警還是系統(tǒng)誤報，但我們施工單位應該從自身來把關(guān)，從根本上杜絕基站安裝上出現(xiàn)的問題，尤其天饋系統(tǒng)的駐波比告警問題，對每個基站出現(xiàn)問題應該加以分析，避免連續(xù)出現(xiàn)同類問題，更深層次原因分析，天饋系統(tǒng)產(chǎn)生駐波比告警（除去設備自身的原因），施工單位自身現(xiàn)場管理缺陷，技術(shù)人員技術(shù)力量不強，責任心不強也是一個方面；只有加強現(xiàn)場人員的管理，強化人員技術(shù)培訓，做好人才儲備工作才是解決問題的關(guān)鍵。外接天饋設備的駐波比升高，會造成基站的告警。檢查時可查看以下幾個方面：1.天線與饋線的接頭處是否密封好，有無進水現(xiàn)象。2.可檢查饋線是否有損傷及扭曲。3.測試天線的駐波看是否正常。駐波告警定位方法1、駐波告警1（VSWR1）1）檢查CDU有故障 利用測試手機測試基站收發(fā)信號功能是否正常。 若收發(fā)信信號功能正常，利用CDU強制復位功能來確定CDU是否誤告警。如果CDU復位后故障不重現(xiàn)，那么說明CDU有誤告警，更換CDU。否則，CDU沒有誤告警，此時可通過“置換”等方法來確定是否CDU有故障。若CDU沒有故障，說明天饋系統(tǒng)有故障，轉(zhuǎn)第（2）步。 若如果收發(fā)信號不正?；蛐盘柌煌?，那么說明天饋系統(tǒng)+CDU的上下行通道可能有問題，在第一步中通過“置換”法確認CDU沒有問題后轉(zhuǎn)第（2）步。2）檢查天饋系統(tǒng)是否故障。 可以通過測試（室外）天饋系統(tǒng)的駐波比來檢查（室外）天饋系統(tǒng)有無故障。在與CDU 模塊 TX/RXANT 端口相連接的1/4跳線接頭處，測試天饋系統(tǒng)的駐波比，同時晃動1/4跳線和機柜頂 1/2跳線，觀察儀器顯示的駐波比數(shù)值是否變化很大。如果駐波比數(shù)值變化很大，那么說明電纜接觸不良。如果駐波比大于1.5，那么可判斷天饋系統(tǒng)有故障，按“步步為營”等方法處理。 ！當有塔放時，必須先切斷塔放饋電，防止短路現(xiàn)象和其它損壞測試儀表的現(xiàn)象發(fā)生，再測試 CDUTX/RX ANT端口駐波是否嚴重超標。3）上述步驟一般能定位CDU 過駐波告警1（VSWR1）故障原因；當上述步驟不能定位CDU 過駐波告警1（VSWR1）故障原因時，按CDU駐波告警處理功能不穩(wěn)定或CDU TX/RX ANT接頭與1/4跳線接頭匹配不良處理。前者更換CDU，后者更換CDU和1/4跳線。4）若TRX上報駐波比告警，則需要首先檢查TRX發(fā)射端口（TX）到CDU的連線是否正常及接頭是否擰緊，同時可以通過更換TRX來檢查是否是TRX誤告警。這個型號是根據(jù)那個線的直接來命名的，單位是英寸。損耗也是不同的，具體的連接和損耗如下：移動通信基站天饋系統(tǒng)的路徑如下：基站1/2跳線避雷器8/7饋線（或者4/5饋線）短跳線天線，除了天線系統(tǒng)有一定增益外，其它線路或者器件都有一定損耗。 其中GSM900系統(tǒng)：1/2跳線損耗是7db/100米，7/8饋線損耗是4.03db/100米，5/4饋線損耗是2.98DB/100米，連接接頭損耗是0.05DB/個接頭，避雷器損耗約0.5DB。 其中GSM1800系統(tǒng)：1/2跳線損耗是 8 DB/100米，7/8饋線損耗是5.87DB/100米，5/4饋線損耗是4.31DB/100米， 其中CDMA2000系統(tǒng)：由于頻段和GSM900相差不多，因此損耗也差不多相同。 一般單個GSM900基站天饋系統(tǒng)損耗的計算方法如下：1/2跳線大約2米，損耗約0.14DB，避雷器損耗約0.5DB，接頭損耗0.0580.4DB，長饋線按照7/8損耗為70米0.0403DB/米2.821DB，合計損耗約3.861DB。 饋線選取原則：450MHz，一般只采用7/8“而不采用5/4”饋線；800MHz，饋線長度大于80米采用5/4饋線；1900MHz，饋線長度大于50米采用5/4饋線；饋線彎曲曲率不宜過大，外導體要求接地良好。2、駐波告警2（VSWR2）1）當CDU 發(fā)生過駐波告警2（VSWR2）時, CDU會上報告警給后臺。, 當該告警持續(xù)一段時間(一分鐘)后,CDU將向后臺上報駐波嚴重告警。此時操作維護單元（TMU）在接收到駐波嚴重告警后，將自動向TRX發(fā)命令關(guān)掉功放。2）定位告警故障原因，參見過駐波告警1（VSWR1）問題定位的一般方法。 分集接收告警的故障分析與處理在GSM基站維護中，分集接收丟失是一種出現(xiàn)較為頻繁的故障，是影響網(wǎng)絡指標的一個重要因素。而許多維護人員并不是很認真的去思考這一問題，只是簡單的將TRU復位，有的甚至去更換天線做一些無用功。產(chǎn)生分集接收丟失時，一個或多個TRU在50分鐘內(nèi)至少有12db的差異，由此接收機的靈敏度會減少3.5db。在空間分集中，兩根天線間距超過4米的情況下，利用分集接收可以得到3dB左右的增益，同時基站可以通過對兩路信號的比較來判斷自己的接收系統(tǒng)是否正常，如果TRU檢測兩路接收信號的強度差別很大，基站就會產(chǎn)生分集接收丟失告警。分集接收丟失告警可能是TRU、CDU、CDU至TRU的射頻連線或天饋線故障引起的。對于定向基站來說，其最常見的是天饋線接錯。因為饋線分別連接著室內(nèi)機架和塔頂天線，如果安裝人員不細心，就很容易出現(xiàn)機架和天線連接交叉的錯誤。如果天饋線連接不正確，則同一小區(qū)內(nèi)兩根天線的方向就會不一致，方向不對的天線就接收不到該小區(qū)手機發(fā)出的信號或接收信號很弱，從而使基站產(chǎn)生分集接收丟失告警，同時該基站也伴隨著較高的擁塞和掉話。這種原因造成的告警總是兩個或三個小區(qū)同時出現(xiàn)。對于這類告警，第一種方法依次核對每根天饋線，這種方法的優(yōu)點是故障定位迅速準確，缺點是必須依靠高空作業(yè)人員配合；第二種方法是在室內(nèi)依次將天饋線進行倒換，如果一、二小區(qū)同時有這種告警，則錯誤的可能是13、14、23或24這兩根天線接錯，我們可以通過依次互換以上各對天線來解決問題。這種方法雖不用爬鐵塔，但經(jīng)常要倒換好幾次天線，還要根據(jù)相應的話務統(tǒng)計分析來確認；第三種方法是通過信號測試，對于采用收發(fā)共用天線的基站，在距基站一公里左右的某一小區(qū)的中心點，利用SAGEM測試手機或其它儀表依次測量該小區(qū)所有載頻的接收電平（應關(guān)閉該小區(qū)的跳頻），根據(jù)測量結(jié)果來判斷天饋線是否接錯。如果該小區(qū)只用了一根發(fā)射天線，在測試完該無線后可以將發(fā)射改到另一根天線上。歸結(jié)起來，分集接收丟失故障有以下幾種類型及處理方法：1. 接收路故障首先用OMT軟件去定位此故障位于哪一扇區(qū)，此時在HARDWARE菜單下天線會顯示紅色，且用MONITOR查看會顯示FAULT：ANTENNA（即天線故障），然后用 SITEMASTER（天饋線測試）檢測此扇區(qū)接收路的天饋線是否有故障。(另外注意TRU與CDU接收路的射頻線， 射頻線出現(xiàn)故障幾率很小)2. TRU故障(故障幾率很大)首先排除接收路故障后，用OMT軟件去檢測TRU的SSI的值，在CUR不為零的情況下，當SSI的值的絕對值大于12時，若SSI的值為負值，此時TRU 壞的可能性非常大，更換此TRU后再檢測SSI的值是否正常.如果仍不正常，(若本扇區(qū)有其它TRU則檢測其它TRU的SSI的值是否正常). 若SSI的值為正值，就有可能為接收路故障(CDU上跳線接頭可能沒接好).當SSI值正常，但是TS利用率為零時，毫無疑問TRU已經(jīng)壞了。3. CDU故障在排除上面二種故障后，將此扇區(qū)的CDU移至其它正常的扇區(qū)，若為CDU故障，用OMT軟件去檢測則會發(fā)現(xiàn)分集接收丟失故障也會伴隨一起移動.(從話務統(tǒng)計可以看出掉話較嚴重)4. HLIN 、HL OUT連線故障更換HLIN 、HL OUT連線即可(此時伴隨RX CABLE DISCONNECT 故障)。5. 相鄰扇區(qū)的發(fā)射天線過近相鄰扇區(qū)的發(fā)射天線主瓣不能重疊較多，一般在工程中天線分集距離為4至7米（為波長12至18倍），所以一般為此扇區(qū)發(fā)射路和接收路接反，在CDU上換發(fā)射和接收跳線即可。當存在鄰頻，在BSC上查明此小區(qū)是否與相鄰小區(qū)存在干擾，若存在，小區(qū)資源的ICMBAND級別一般為3、4（特別是96這一頻點與移動公司所用頻點的干擾，此時要借助測試手機進行測試移動公司所用頻點），對此小區(qū)進行換頻。7. 天線松動此表現(xiàn)為BSC上分集接收丟失時有時無（幾小時一次），到現(xiàn)場用OMT軟件去檢測可能沒有此故障，此時應從DXU LOG里調(diào)出記錄，找出故障扇區(qū)對接收天線進行緊固。8. 其它主要是工程原因，例如：帶輔機柜時，CDU上HL IN接到HL OUTB 上或主機柜與輔機柜HLIN、HLOUT機柜頂連線接反或連線有故障等、饋線接頭（連接器）饋線與設備以及不同類型線纜之間一般采用可拆卸的射頻連接器進行連接。連接器俗稱接頭。常見的射頻連接器有以下幾種：1、DIN型連接器適用的頻率范圍為011GHz，一般用于宏基站射頻輸出口。2、N型連接器適用的頻率范圍為011GHz，用于中小功率的具有螺紋連接機構(gòu)的同軸電纜連接器。這是室內(nèi)分布中應用最為廣泛的一種連接器，具備良好的力學性能，可以配合大部分的饋線使用。 3、BNC/TNC連接器BNC連接器適用的頻率范圍為04GHz，是用于低功率的具有卡口連接機構(gòu)的同軸電纜連接器。這種連接器可以快速連接和分離，具有連接可靠、抗振性好、連接和分離方便等特點，適合頻繁連接和分離的場合，廣泛應用于無線電設備和測試儀表中連接同軸射頻電纜。TNC連接器TNC連接器是BNC連接器的變形，采用螺紋連接機構(gòu)，用于無線電設備和測試儀表中連接同軸電纜。其適用的頻率范圍為011GHz。4、SMA連接器適用的頻率范圍為018GHz，是超小型的、適合半硬或者柔軟射頻同軸電纜的連接，具有尺寸小、性能優(yōu)越、可靠性高、使用壽命長等特點。但是超小型的接頭在工程中容易被損壞，適合要求高性能的微波應用場合，如微波設備的內(nèi)部連接。5、反型連接器通常是一對連接器：公連接器采用內(nèi)螺紋聯(lián)接，母連接器采用外螺紋聯(lián)接，但有些連接器與之相反，即公連接器采用外螺紋聯(lián)接，母連接器采用內(nèi)螺紋聯(lián)接，這些都統(tǒng)稱為反型連接器。例如某些WLAN的AP設備的外接天線接口就采用了反型SMA連接器。 二、轉(zhuǎn)換頭（轉(zhuǎn)接器）我們常用的1/2饋線頭即為N型J頭，又稱N-J頭而室分中常用的7/8頭為DIN-NJ頭，即接饋線端為DIN大小、輸出端為NJ頭的饋線頭應該