无线传输设备维护无线通信系统基站维护

无线传输设备维护梁洪卫gubeichun@126.com基站设备维护13交流提纲无线传输技术基础无线通信系统网络结构2内容介绍3.1基站设备介绍3.2天馈系统安装与维护第3讲基站设备维护3.1基站设备介绍3.1基站设备介绍3.1基站设备介绍3.1基站设备介绍UMTS网络结构

UMTS系统由用户设备（UserEquipment，UE）域、无线接入网（RAN）域和核心网（CN）域组成。UMTS网络结构UTRAN基本结构SRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC

IuIuIur

IubIubIubIubUEUuUTRAN由基站控制器RNC和基站NodeB组成。UTRAN基本本结构构SRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC

IuIuIur

IubIubIubIubUEUuCN通通过Iu接接口与与UTRAN的的RNC相相连。。其中中Iu接口口又被被分为为连接接到电电路交交换域域的Iu-CS，分分组交交换域域的Iu-PS，广广播控控制域域的Iu-BC。UTRAN基本本结构构无线网网络控控制器器（RNC）：：无线网网络控控制器器（RNC）是是UTRAN的的交换换和控控制元元素，，RNC位位于Iub和Iu接接口之之间；；RNC的整整个功功能可可以分分为两两部分分：UTRAN无线线资源源管理理（RadioResourceManagement，RRM）和和控制制功能能。机房设设备摆摆布机房整整体效效果图图基站主主设备备基站机机房中中的核核心设设备就就是基基站收收发信信机（（NodeB）：NodeB的发信信部分分接收收来自自RNC的数字字基带带信号号，进进行射射频调调制、、功放放、合合路、、经双双工器器由天天线发发射信信号；；收信部部分将将从天天线接接收信信号，，经相相反过过程处处理后后送至至RNC。基站分分为宏蜂窝窝基站站和微蜂窝窝基站站。宏蜂窝窝基站站具有有较大大的配配置，，提供供较大大的系系统容容量，，可满满足室室外覆覆盖要要求，，主要要用于于室外外广覆覆盖；；微蜂窝窝基站站的配配置较较小，，主要要用于于局部部覆盖盖和室室内覆覆盖。。基于TD的技术术特点点，中中兴通通讯提提出了了“BBU+RRU”建网解解决方方案，其核核心思思想是是将基站的的基带带部分分和中中频/射频部部分分分开，使基基带共共享资资源池池（即即BBU：基带带处理理单元元）集集中放放置，，通过过光纤纤与远远端单单元（（即RRU：远端端射频频单元元）相相连，，从而而实现现经济济、灵灵活、、快速速建网网。B328+R04/R08宏基站站ZXTRB328ZXTRR04室内BBU单元室外RRU单元光纤B322+R01微基站站ZXTRB322ZXTRR01光纤NodeB机柜顶顶端走走线图图通信电电源设设备交流供供电:空调、网络设设备、直流供电:BBU、RRU、传输设备交流配电箱交流配电箱的的主要功能是是实现交流市市电的接入，，并完成人工工（或自动））转换，同时时为基站内的的电源设备，，空调设备，，照明设备等等提供配电。。爱默生PS48300-1A/30PS48300-1B/30中小容量电源源系统此此系统统包括2个系列产品：：PS48300-2B/30为2米机柜，PS48300-2A/30为1.6米机柜，包括括10个整流器，总总容量达300A开关电源开关电源是一一个直流供电电系统，用于于为直流供电电的通信设备备提供电源。。SNS系列密封铅酸酸蓄电池蓄电池蓄电池是通信信电源系统中中直流及UPS供电系统的重重要组成部分分，当市电异异常或在整流流器不工作的的情况下，由由蓄电池单独独供电，负担担起全部负荷荷供电的任务务，起到荷电电备用作用。。华为metro100光传输设备在移动基站子子系统中，RNC与NodeB大多数情况下下安装在相距距较远的不同同地点的机房房中，传输设设备是RNC与NodeB间远距离传输输信号的关键键。16系统DDF端子板48芯ODF单元框配线架配线架有DDF（数字配线架架）和ODF（光纤配线架架），在移动动基站中所有有信号线缆均均要通过配线线架进行连接接。其他走线架馈线窗电源线的走线线实例走线架上各类类线缆的固定定机柜内线路走走线机柜外至走线线架线路室外天线（天天馈）系统GPS天线基站设备工作作的时钟必须须与整个移动动通信网络同同步。最常见见的是使用GPS天线来获取时时钟信号。综合柜交流配电箱开关电源蓄电池组ODFmetro100DDFBBURRUGPS天线进户光缆市电地线排室内室外333.2天馈系统安装装与维护33天线基本知识识及原理一二天线的波束成成型简介343.2天馈系统安装装与维护天线基本知识识及原理目录一351、天馈系统简简安装2、天线类型及及各部件材质质介绍3、天线原理及及指标介绍基站天馈系统统基站天馈系统统是移动基站站的重要组成成部分，它主主要完成下列列功能：对来自发信机机的射频信号号进行传输、、发射，建立基站到移移动台的下行行链路；对来自移动台台的上行信号号进行接收、、传输，建立移动台到到基站的上行行链路。基站天线在整整个网络建设设中占经费比比例不到3%，但它对网络络性能的影响响却超过60%。在实际网优工工作中，通过过天线的选择择与调整是简简单但收效最最大的方法。。强化天线的性性能和品质起起着四两拨千千斤的作用。。天线防雷保护器主馈线（7/8“）馈线卡接地装置接头密封件绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带天线调节支架抱杆室外馈线室内超柔馈线馈线过线窗基站主设备1、天馈系统简简介1天线调节支架架用于调整天线线的俯仰角度度，范围为：：0°~15°°；2室外跳线用于天线与7/8〞主馈线之间的的连接。常用用的跳线采用用1/2〞馈线，长度一一般为3米。3接头密封件用于室外跳线线两端接头（（与天线和主主馈线相接））的密封。常常用的材料有有绝缘防水胶胶带（3M2228）和PVC绝缘胶带3M33+）。4接地装置（7/8〞馈线接地件））主要是用来防防雷和泄流，，安装时与主主馈线的外导导体直接连接接在一起。一一般每根馈线线装三套，分分别装在馈线线的上、中、、下部位，接地点方向必必须顺着电流流方向。GSM/CDMA基站天馈系统统57/8〞馈线卡子用于固定主馈馈线，在垂直直方向，每间间隔1。5米装一个，水水平方向每间间隔1米安装一个（（在室内的主主馈线部分，，不需要安装装卡子，一般般用尼龙白扎扎带捆扎固定定）。常用的7/8〞卡子有两种；；双联和三联联。7/8〞双联卡子可固固定两根馈线线；三联卡子子可固定三根根馈线。6走线架用于布放主馈馈线、传输线线、电源线及及安装馈线卡卡子。7馈线过窗器主要用来穿过过各类线缆，，并可用来防防止雨水、鸟鸟类、鼠类及及灰尘的进入入。8防雷保护器（（避雷器）主要用来防雷雷和泄流，装装在主馈线与与室内超柔跳跳线之间，其其接地线穿过过过线窗引出出室外，与塔塔体相连或直直接接入地网网。GSM/CDMA基站天馈系统统9室内超柔跳线线用于主馈线（（经避雷器））与基站主设设备之间的连连接，常用的的跳线采用1/2〞超柔馈线，长长度一般为2~3米。由于各公司基基站主设备的的接口及接口口位置有所不不同，因此室室内超柔跳线线与主设备连连接的接头规规格亦有所不不同，常用的的接头有7/16DIN型、有N型。有直头、、亦有弯头。。10尼龙黑扎带主要有两个作作用：（1）安装主馈线线时，临时捆捆扎固定主馈馈线，待馈线线卡子装好后后，再将尼龙扎带带剪断去掉。。（2）在主馈线的的拐弯处，由由于不便使用用馈线卡子，，故用尼龙扎扎带固定。室外跳跳线亦用尼龙龙黑扎带捆扎扎固定。11尼龙白扎带用于捆扎固定定室内部分的的主馈线及室室内超柔跳线线。GSM/CDMA基站天馈系统统天线室外天线在抱抱杆上的固定定方式主馈线位于与与机柜相连的的1/2″跳线和与天线线相连的1/2″跳线之间，用用于连接NodeB到天线之间信信号传输的主主电缆。主馈线天馈系统使用用的同轴电缆缆和软跳线制作7/8英寸的馈线接接头。1、将馈线外表表皮剥离；2、用馈线刀将将一段馈线割割断；3、剥掉外皮形形成可以安装的端面面；4、去除毛刺和残残渣；馈线接地卡室内接地卡馈线接地卡分分为室内接地地卡和室外接接地卡，→室内接地卡用用途:主要用于室内内馈线接头的的防雷接地。。→室外馈线接地地卡用用途:主要用于室外外防雷接地。。馈线接地卡的的安装接地线和接地地排馈线固定夹馈线固定卡用用于固定馈线线，以坚固的的抗紫外线及及耐低温材料料制成，根据据所固定的的的电缆的数目目的不同，可可以分为单联联卡、双联卡卡、三联卡等等，其孔径与与所固定的电电缆的直径相相同。↗外形结构图馈线密封窗主要用来穿穿过各类线线缆，并可可用来防止止雨水、鸟鸟类、鼠鼠类及灰尘尘的进入。。避雷器主要用来防防雷和泄流流，装在主主馈线与室室内超柔柔跳线之间间，其接地线穿穿过过线窗窗引出室外外，与塔体体相连或直直接接入地地网。室内避雷器器：杜绝雷雷电从主馈馈线上的入入侵。从基基站天线引引入机房的主馈馈线都要并并联一种避避雷器至接接地线，这这样，当远远处落雷产产生的过电电压波沿馈馈线入侵时时，避雷器器可将这种种过电压脉脉冲波分流流入地，把把雷电流的的所有入侵侵危害化解解掉。室外铁塔式式天线室外馈线窗窗及馈线架架馈线接地排排

TMA

塔放

塔放TMA（TowerMountedAmplifier）全称为塔塔顶放大器器，简称塔塔放，是一一种安装在在塔上的低低噪声放大大器模块。。TMA将天线接收收下来的微微弱信号在在塔上直接接放大，以以提高基站站系统的接接收灵敏度度，提高系系统的上行行覆盖范围围，同时扩大小小区覆盖面面积。注意：安装装塔放（TMA）时，接天天线的一侧侧应朝上，，接馈管一一侧应朝下下,塔放应安装装在离天线线较近的地地方。图6-46R04(RRU)在抱杆上的的安装示意意图室外天线（（天馈）系系统图6-21基站天线系系统安装示示意图GPS天线基站设备工工作的时钟钟必须与整整个移动通通信网络同同步。最常常见的是使使用GPS天线来获取取时钟信号号。天线基本特特性whatisantenna?传输线中的的电磁能转转化成自由由空间的电电磁波有效的接收或发射电磁波能量转换；；有效定定向辐射（（或接收）2、天线类型型及各部件件材质介绍绍天线是如何何形成的？？2022/12/13天线是如何何形成的？？2022/12/13Wavelength1/2Wavelength1/4Wavelength1/4Wavelength1/2WavelengthDipole半波振子（（Dipoles）

1800MHz：166mm

900MHz：333mm

公式：300/f(G)mm2022/12/13Cable50ohmsAntenna50ohms多个半波振振子组成天天线阵－－－基站天线线案例2022/12/13移动基基站天天线基基本理理论1、基本本概念念2、方向向图和和增益益3、极化化方式式、天天线带带宽、、阻抗抗、驻驻波比比4、分集接接收、下下倾角、、无源交交调、交交叉极化化5、天线在在结构上上的考虑虑、环境境试验6、天线在在无线组组网中的的作用1．天天线基本本概念：：在天线的的包装盒盒里都有有一份技技术参数数的说明明书，上上面详细细描述了了这副天天线的性性能指标标，如频带：1895～1920增益：10dBi驻波比<1.5下倾角：：20度极化方式式：垂直直极化电缆长度度：1.5米阻抗：50欧姆。2022/12/132.天线的方方向性—方向图与与增益天线功能能之一就就是有效效的定向向辐射或或接收，，而天线线是无源源，本身身并没有有增加所所辐射信信号的能能量，它它只是起起着在空空间重新新分配能能量的作作用，即即把能量量集中在在所要的的方向，，在不需需要的方方向抑制制－－天线的方方向性。。2.15dB2022/12/13方向图图的定定义是是：用垂垂直平平面和和水平平平面面上表表示不不同方方向辐辐射电电磁波波功率率大小小的曲曲线来来表示示天线线的方方向性性。理想点点源（（无耗耗均匀匀辐射射器））2022/12/13和我们们的全全向天天线方方向图图相比比可以以看出出全向向天线线在水水平方方向上上突出出了一一部分分（正正的增增益）），在在垂直直方向向上少少了一一部分分（负负的增增益）），由由此得得出我我们使使用的的10dbi全向天天线是是把一个个方向向的能能量贴贴补到到另一一个方方向上上来实实现无无源增增益的的2022/12/13对称振振子组组阵能能够控控制辐辐射，，构成成“扁扁平的的面包包圈””“扇形覆盖天线

”

将在接收机中有8mW功率

“全向阵阵”例如在在接收收机中中为4mW功率(顶视视)天线反射面面放在在阵列列的一一边构构成扇扇形覆覆盖天天线在我们们的“扇形覆覆盖天天线”中，反反射面面把功功率聚聚焦到到一个个方向向进一一步提提高了了增益益。这这里,“扇形覆覆盖天天线”与单个个对称称振子子相比比的增增益为为10log(8mW/1mW)=9dBd形成定定向辐辐射的的原理理方向图图（RadiationPattern）通常用用垂直直平面面及水水平平平面上上表示示不同同方向向辐射射（或或接收收）电电磁波波功率率大小小的曲曲线来来表示示天线线的方方向性性---天线方方向图图;方向图图特性性－－－波束束宽度度、前前后比比、旁旁瓣抑抑制60°

(eg)峰值

-3dB点

-3dB点3dB波束宽度峰值-3dB点-3dB点15°(eg)垂直面面方向向图水平面面方向向图立体方方向图图波束宽宽度（（Beamwidth）120°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB10dBBeamwidth60°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB3dBBeamwidth在方向向图中中通常常都有有两个个瓣或或多个个瓣，，其中中最大大的瓣瓣称为为主瓣瓣，其其余的的瓣称称为副副瓣。。主瓣瓣两半半功率率点间间的夹夹角定定义为为天线线方向向图的的波瓣瓣宽度度。称称为半半功率率（角角）瓣瓣宽。。主瓣瓣瓣宽宽越窄窄，则则方向向性越越好，，抗干干扰能能力越越强。。前向功功率后向功功率以dB表示的前后比=10log 典型值为25dB左右目的是有一个尽可能小的反向功率(前向功率)(反向功率)方向图图中，，前后后瓣最最大电电平之之比称称为前前后比比。它它大，，天线线定向向接收收性能能就好好。基基本半半波振振子天天线的的前后后比为为１，，所以以对来来自振振子前前后的的相同同信号号电波波具有有相同同的接接收能能力。。前后比比旁瓣（（Sidelobes）下副瓣抑制(dB)上副瓣抑制(dB)2022/12/13旁瓣抑制与与零点填充充（ElevationUpperSidelobes&NullFill）增益（Gain）天线通常是是无源器件件，它并不不放大电磁磁信号，天线的增益益是将天线辐辐射电磁波波进行聚束束以后比起起理想的参参考天线，，在输入功功率相同条条件下，在在同一点上上接收功率率的比值，，显然增益益与天线的的方向图有有关。方向图中主主波束越窄窄，副瓣尾尾瓣越小，，增益就越越高。可以以看出高的的增益是以以减小天线线波束的照照射范围为为代价的。。一个单一对对称振子具具有面包圈圈形的方向向图辐射一个各向同同性的辐射射器在所有有方向具有有相同的辐辐射一个天线与与对称振子子相比较的的增益用“dBd””表示一个天线与与各向同性性辐射器相相比较的增增益用“dBi””表示例如:3dBd=5.17dBi2.17dB对称振子的的增益为2.17dBdBd和dBi的区别2022/12/13全向天天线的的垂直直波束束宽度度和增增益3．极化化方式式，驻驻波比比，天天线带带宽，，阻抗抗在天线线的各各项参参数里里有一一个很很重要要的参参数就就是极极化方方式。。天线的的极化化就是是指天天线辐辐射时时形成成的电电场强强度（（图中中红箭箭头））方向向。当电场场强度度方向向垂直直于地地面时时，此此电波波就称称为垂直极极化波波；当电电场强强度方方向平平行于于地面面时，，此电电波就就称为为水平极极化波波。天线的的极化化（Polarization）VerticalHorizontal+45degreeslant-45degreeslant天线极极化方方向定定义为为天线线辐射射电磁磁波中中电场场的方方向,在远场场,振子的的指向向就是是电场场方向向V/H(垂直/水平)倾斜(+/-45°)双极化化天线线：在一一副天天线罩罩下水水平线线极化化与垂垂直线线极化化（或或者是是+/-45°°极化化）两副天线做做在一一起的的天线线天线和和馈线线的连连接端端，即即馈电电点两两端感感应的的信号号电压压与信信号电电流之之比，，称为为天线线的输入阻阻抗。输入阻阻抗有有电阻阻分量量和电电抗分分量。输入入阻抗抗的电电抗分分量会会减少少从天天线进进入馈馈线的的有效效信号号功率率。因因此，，必须须使电电抗分分量尽尽可能能为零零，使使天线线的输输入阻阻抗为为纯电电阻。。PCS/GSM/CDMA系统目目前使使用的的天线线阻抗抗全部部是50欧姆。。1、天线线的输输入阻阻抗无限长长传输输线上上各点点电压压与电电流的的比值值等于于特性性阻抗抗，馈线特特性阻阻抗与与导体体直径径、导导体间间距和和导体体间介介质的的介电电常数数有关关，与馈馈线长长短、、工作作频率率以及及馈线线终端端所接接负载载阻抗抗大小小无关关。2、传输输线的的特性性阻抗抗9.5W80ohms50ohms朝前:10W返回:0.5W这里的的反射射损耗耗为10log(10/0.5)=13dBVSWR是反射损损耗的的另一一种计计量（馈线线中电电压最最大最最小值值之比比为驻驻波比比），，小于于1.5即可。。3、反射射系数数、驻驻波系系数与与回波波损耗耗当馈线线和天天线匹匹配时时，高频能能量全全部被被负载载吸收收，馈馈线上上只有有入射射波，，没有有反射射波。。馈线线上传传输的的是行行波，，馈线线上各各处的的电压压幅度度相等等，馈馈线上上任意意一点点的阻阻抗都都等于于它的的特性性阻抗抗。而当天天线和和馈线线不匹匹配时时，也就就是天天线阻阻抗不不等于于馈线线特性性阻抗抗时，，负载载就不不能全全部将将馈线线上传传输的的高频频能量量吸收收，而而只能能吸收收部分分能量量。入入射波波的一一部分分能量量反射射回来来形成成反射射波。。定义：：为传输输线上上的电电压最最大值值与电电压最最小值值之比比。当天线线端口口没有有反射射时，，就是是理想想匹配配，驻驻波比比为1；当天天线端端口全全反射射时，，驻波波比为为无穷穷大。。883、天线线原理理及指指标介介绍---驻波比比VSWR测试测试条条件－－仪表表：矢量网网络分分析仪仪及校校准配配件测试注注意事事项：：仪表表误差差校准准件误误差测试条条件－－场地地：微波暗暗室或或开阔阔空间间驻波比比典型型值<1.53、天线线原理理及指指标介介绍---驻波比比测试试2022/12/13带宽*方向图图带宽宽：方向向图的的变化化（最最大辐辐射方方向偏偏离预预定方方向、、主瓣瓣展宽宽、副副瓣电电平增增高等等）不不超过过允许许值的的频率率范围围。*方向性性（或或增益益）系系数带带宽：方向向性系系数（（或增增益））降到到允许许值的的频率率范围围。*阻抗带带宽：VSWR不超过过某一一限额额的频频率范范围。。*极化带带宽：主极极化方方向上上交叉叉极化化不超超过某某一限限额的的频率率范围围。用于控制覆覆盖减小交交调两种方方法:-机械的的电的波束下下倾电下倾倾情况况下的的波束束覆盖盖无下倾电下倾机械下倾情况况下的波束覆覆盖无下倾机械下倾2022/12/13下倾倾天天线线10°°电电下下倾倾10°°机机械械下下倾倾6°°电电下下倾倾+4°°机械械下下倾倾下倾倾角角对对网网络络设设计计的的影影响响在WCDMA系统统中中，，天天线线的的下下倾倾角角对对小小区区的的覆覆盖盖范范围围、、邻邻区区干干扰扰、、以以及及软软切切换换比比例例都都有有着着重重要要的的影影响响，，下倾倾角角如如果果设设置置的的太太大大，，小小区区边边缘缘的的用用户户难难以以接接入入，，而而且且会会引引起起天天线线波波瓣瓣变变形形，，重重叠叠覆覆盖盖区区域域变变大大，，增增大大了了软软切切换换开开销销，，降降低低了了系系统统容容量量。。下倾倾角角如如果果设设置置的的太太小小，，可可能能会会出出现现严严重重的的越越区区覆覆盖盖现现象象，，使使得得邻邻区区干干扰扰以以及及软软切切换换比比例例增增大大，，降降低低系系统统的的容容量量。。因因此此需需要要设设置置合合适适的的下下倾倾角角。。2022/12/13下倾倾角角的的设设计计方方法法tan(-/2)=HANT/RCELL

下倾角

垂直波瓣半功率角

天线线结结构构上上的的考考虑虑原则则：：希望望天天线线体体积积小小、、重重量量轻轻、、安安装装方方便便、、制制造造简简单单、、成本本低低廉廉、、使使用用寿寿命命长长、、结结构构稳稳固固、、环环境境适适应应性性好、、外外表表美美观观。。由于于长长期期工工作作在在恶恶劣劣环环境境下下，，天天线线的的密密封封性性要要求求高高，，要要有有排排水水通通风风孔孔的的设设计计。。2022/12/13天线参数在在无线组网网中的作用用天线辐射的的水平波束束宽度决定定了天线辐辐射的电磁磁波水平覆覆盖的范围围。天线垂直波波束宽度决决定了传输输距离及纵纵向覆盖。。2022/12/13改变天天线倾倾角，，合理理进行行容量量控制制对高话话务量量区也也可通通过调调整基基站天天线的的俯仰仰角改改善照照射区区的范范围，，使基基站的的业务务接入入能力力加大大；而对低低话务务量区区也可可通过过调整整基站站天线线的俯俯仰角角加大大照射射区范范围，，吸入入更多多的话话务量量，这这样可可以使使整个个网络络的容容量扩扩大，，通话话质量量提高高。S20m垂直波束宽度10o下倾角10o目录录二天线的的波束束成型型简介介1001、波束束宽度度变化化2、电下下倾角角变化化3、天线线的波波束赋赋形1