第6天GSM直放站设备与测试

第六天GSM直放站设备与测试贵阳泽浩科技有限公司新员工培训泽浩科技•1.1直放站简介•移动通信直放站是对移动通信信号直接放大的一种同频中继站。它不改变原信号的频率，也不对信号所携带的信息作任何处理。当然它会引起一些波形畸变和相位偏移。在正常情况下这对通信没有明显得影响，但这也正是直放站要避免的问题，尽量使波形畸变更小和相位偏移更小。我们知道GSM通信由上行信号和下行信号组成，又因为上行信号和下行信号的频段与方向不同，所要求的信号强度也不同，因此直放机必须具备对上下行信号分别进行处理的能力。•1.1.1直放站系统泽浩科技•第一部分是基站（微蜂窝）。它的功能是提供下行信号接受上行信号，并对信号作一定处理。•第二部分是直放站。它是直放站系统的核心设备。它的功能是对上下行信号作放大处理。•第三部分是目标覆盖区域。在系统未开通前，目标覆盖区域为移动通信盲区，或目标覆盖区域通话效果很差。•第一个接口是基站（微蜂窝）与直放机的接口。该接口担负基站与直放机之间的通信任务。基站的下行信号经过该接口到达直放机；手机的上行信号经过该接口传到基站。根据实际情况，该接口可以是无线接口也可以是有线接口。无线接口是通过基站收发天线与直放机收发天线之间的通信实现的。直放机收发天线通常是收发合一的，一般由高增益的定向天线来担任，如八木天线，平板天线，栅格天线等。有线接口则是通过电缆将微蜂窝与直放机直接相连而成。•第二个接口是直放机与目标覆盖区域的接口。该接口只能是无线接口。它通过重发天线将下行信号发射到空间，供手机接收；同时收集手机上行信号送至直放站。泽浩科技•1.1.2直放站工作原理泽浩科技•施主天线（或通过电缆）接收基站下行信号，然后通过环形双工器送入下行滤波器，下行滤波器将滤除下行信号中的部分带外噪声。之后下行信号进入下行低噪放，下行低噪放具有抑制带内噪声，提升有用信号电平的功能。低噪放具有60dB的增益。低噪放的输出再通过下行滤波器滤除带外噪声后由下行功放放大。如果信号不经滤波器、下行低噪放而直接进入功放放大，则噪声也会一起被放大，导致波形畸变严重，信号误码率上升，通信效果变差。下行功放具有60dB增益（若功率放大器前级串有推放，则推放与功放的整体增益可达110dB以上）。•1.1.3直放站分类•有线耦合•设备为有线耦合方式，设备即入口电平值0dBm，同时由于覆盖区域与基站的距离不同延伸出有线的光纤直放站和有线的移频直放站方式；•无线耦合•设备为无线耦合方式，设备即入口电平值-50dBm以下，同时由于覆盖区域与基站的距离不同延伸出无线的光纤直放站、无线的移频直放站方式；泽浩科技泽浩科技•1.2GSM干线放大器•由于无线网络用户的高速发展，导致热点地区频率资源紧张。在城市的热点地区，只有依靠微蜂窝基站技术，将移动通信室内覆盖与室外覆盖相分开的方式来解决网络拥挤和扩容的问题。在室内使用微蜂窝技术进行覆盖有两种方法：一是大量使用微蜂窝基站，依靠微蜂窝基站进行无源分布覆盖，二是在大楼引入一套微蜂窝基站，然后依靠有源室内覆盖系统来进行覆盖，按国内市场情况来看，第二种方法以其成本低、效果好取得了比第一种方法更好的效果，因此目前市场上主要是这种方法。有源室内覆盖系统也可以分成两种方式：一是依靠电缆为传输媒质，另一种是依靠光纤为传输媒质。电缆传输衰耗较大，但是系统比光纤传输简单，在覆盖范围不是很大的情况下，一般采用这种方法。光纤传输具有衰耗小的优点，在覆盖范围大，传输距离远时，具有明显优势。GZF900—VIB主要是指电缆传输的移动通信室内覆盖系统。泽浩科技•1.2.1干线放大器原理双工滤波器1功放双工滤波器2低噪放300W电源备用电池MODEM门禁主监控盘基站信号重发天线50dBGZF900—VIB图例：射频线监控线下行上行泽浩科技•GSM干线放大器工作原理：•下行链路：基站下行输出信号通过耦合器进入GZF900—VIB，首先经过双工滤波器，接着进入下行功放，射频信号经过功放后进入双工滤波器滤波，最后出整机进入外部天线。•上行链路：手机发射的信号通过GZF900—VIB的外部天线进入双工滤波器，然后进入低噪放进行放大，射频信号经过双工滤波器滤波后整机输出，最后通过耦合器进入基站。•系统特点：•适用于EGSM(增强型GSM)系统；•可采用有线耦合方式与基站联系；•采用高选择性、低插损的腔体双工滤波器，消除上下行串扰；•系统的噪声低、线性好、功率大，通话效果理想，对基站及其他无线设备无干扰；•有完善的监控、查询和各种报警功能；•智能化、模块化设计便于组装、维护和升级；•适合于盲点多、覆盖地区广的建筑。泽浩科技•设备指标泽浩科技•上行噪声问题是我们关心的一个重要问题，我们知道，上行噪声与设备本身的噪声系数和设备的增益有关，一般要求输入到基站的上行噪声功率小于-120dBm。开通时解决上行干扰的方法为：•检查设备的上行增益是否偏大。•关闭设备，检测上行干扰问题是否依然存在，如不存在，确认上行干扰为开通设备产生的干扰，如存在，则干扰可能是网络中的其他部分产生的干扰。•直放站的下行输出端口接天线，上行输出端口接频谱仪，检测上行输出噪声是否超过规定指标。•上行的噪声的计算公式为：基站系统上行入口噪音电平＝－（基站下行输出功率－设备入口电平）＋直放站系统噪音电平功率≤-120dBm。泽浩科技•1.2.2GSM直放站调测•A.标称最大输出功率：•将功率衰减器及连接电缆总损耗值作为偏置输入频谱仪；•关闭反向链路（测量前向输出功率）或关闭前向链路（测量反向输出功率）；将信号源设置为该直放站工作频率范围内的中心频率或指配信道的中心频率；•被测直放站增益调到最大；•调节信号源的输出电平直至频谱仪上显示的功率达到被测直放站声明的最大输出功率的容差范围内；•记录被测直放站的输出功率电平Lout（dBm）及输入电平（信号源输出电平减去连接电缆的损耗值）Lin（dBm）；泽浩科技•B.最大增益：•最大增益是指直放站在线性工作范围内对输入信号的最大放大能力。指标要求：最大增益误差不超过±3dB。•测试系统及测试步骤同A；•最大增益为Gmax=Lout-Lin（dB）；•C.增益调节范围：•增益调节范围是指当直放站增益可调时，其最大增益和最小增益的差值。一般要求增益调节范围≥30dB。•测试系统及测试步骤同A；•调被测直放站增益为最小，从频谱仪读出被测直放站的输出功率Loutmin；•调被测直放站增益为最大，从频谱仪读出被测直放站的输出功率Loutmax；•增益调节范围为△G=Loutmax-Loutmin（dB）泽浩科技•D.增益调节步长及步长误差（略）•E.自动电平控制ALC范围：•自动电平控制是指当直放站工作于最大增益且输出为最大功率时，增加输入信号电平时，直放站对输出信号电平控制的能力。•当输入信号电平提高小于10dB(含10dB)时，输出功率应保持在最大输出功率的±1dB之内；当输入信号电平提高超过10dB时，输出功率应保持在最大输出功率的±1dB之内或关闭输出。•测试系统及测试步骤同A；•接通被测直放站ALC功能；•被测直放站输入电平提高10dB，观测频谱仪上的读数变化（应不超过±1dB），继续提高输入电平，被测直放站输出变化仍应不超过±1dB或关闭。•F.带内波动：•频谱仪调到通道A，功率测量，从上读被测直放站有效工作频带内最大、最小电平之间的差值，即为带内波动。泽浩科技•G.杂散发射（略）•H.互调产物：•测量系统如图所示；•被测直放站增益调到最大；•对宽带直放站，两信号源的频率在被测直放站工作频带内至少相隔600kHz；对选频直放站，一个信号源频率调到信道中心频率，另一个信号源频率调在高于或低于第一个信号频率400kHz上；•切断信号源2，调信号源1的电平到被测直放站输出达到厂家声明的最大功率；调信号源2的电平和信号源1一样；•两信号源都接通，并将可变衰减器减低7dB；•接通被测直放站ALC功能；•频谱仪中心频率调到被测直放站中心频率，扫频宽度调到能看到两边的互调产物，并将功率衰减器和连接电缆的总损耗作为偏置输入频谱仪；•在频谱仪上读出互调产物，看其是否满足绝对值要求，如否，看其相对值是否满足要求。泽浩科技•1.2.3设备常见故障泽浩科技•1.3无线直放站•近年来，我国的移动通信得到了迅速发展，全国大多数地区都开设了移动电话业务。但是，随着城乡移动通信用户数量的不断增加，出现了服务面大、地区广、用户分散等特点（如大城市的卫星城、偏远的居民区、农村的乡镇）。这些地区如果都用基站覆盖就会导致投资大，信道利用率低等问题。另外，在移动通信的传输途径中，由于某些自然及人为障碍物（如高山、大型建筑物、隧道和地下商场等）的阻挡和屏蔽，形成了一些移动通信的盲区和阴影区，给通信带来很大困难。邮电部在1992年下达的《移动电话网路技术体制》中规定“对于需要覆盖，而增设基站又不经济或不方便的局部地区，可以采用同频中继器的方法来扩大基站覆盖范围”。这里提到的同频中继器就是直放站。根据对信号处理方式和传输方式的不同，移动通信直放站分为无线直放站、移频直放站和光纤传输直放站。泽浩科技•1.3.1无线直放站工作原理泽浩科技泽浩科技•GSM无线直放站工作原理：•在下行方向，施主天线接收的基站信号送入双工耦合滤波器进行滤波后，由一体化模块中的下行低噪声放大器将电平调整到功放模块规定的接口电平，功放模块可将基站信号放大后送至双工滤波器，由重发天线发射出去。同理，在上行方向，重发天线接收的手机信号在经过双工滤波器后，被低噪声放大器将电平调整到功放模块规定的接口电平，一体化模块中的上行功放模块可将手机信号放大后送至双工滤波器，由施主天线发射出去。•设备内还包括有电源模块和各个监控单元，以及蓄电池。蓄电池的主要功能是在设备断电后，对监控盘短时间供电，使其能够及时的传回报警信息。监控盘与主要模块的连接如上图，采集这些模块的各项参数以便调整；Modem的功能是实现远程监控，通过点对点短信的方式与监控中心通信。泽浩科技•GZF-V设备指标：•GZF900-V（20/10/5W）泽浩科技•GZF900-VIF（43/40/37dBm）泽浩科技•系统调试•天馈调整：•根据方案确定天线的大致方向，据此初装天线。•设备架设完毕后，打开设备，用自备的手机进行简单的信号测试，同时通过调整天线的高度、夹角、俯仰角来控制其覆盖范围，以达到最佳的覆盖效果。•天线调整完毕后，必须紧固天线，避免受外力的影响。同时注意设备接地等。•测试天馈系统的驻波比：•断开远端机设备和馈线的连接。•将驻波比测试仪连到重发馈线下端。•将驻波比测试仪频率范围设置为885~960MHz。•显示的曲线即为重发天馈的驻波比曲线。泽浩科技泽浩科技泽浩科技泽浩科技泽浩科技泽浩科技•无线直放站故障案例分析：案例一•故障现象•河南省三门峡陇海线铁路覆盖工程，在开通后存在通话不正常的现象，并且与机房联系后，反映对基站产生了一定的干扰。•故障分析•由于产生干扰的几个点离基站都比较近，施主天线接收信号很强，空间损耗较小，因此设备出厂指标可能并不适用，从而上行底噪不能满足到达基站后小于-120的要求。•解决措施•要解决上行底噪的干扰问题，只要将到达基站的上行底噪减小即可，而到达基站的上行底噪只能由两个方面的因素来决定。即：1、设备的指标，2、空间损耗。因此主要是通过调整这两个因素来减小干扰。办法有1：在设备下行入口出适当增加衰耗器，2：调整施主天线，增大空间链路的损耗，3：调整设备上行PA的ATT值，减小上行增益，从而减小上行底噪。泽浩科技案例二•故障现象•某一站点由于覆盖面积较大，且旁边不能满足施主接收电平要求，因此采用室外GZF900-V进行覆盖。开通后发现在一般的空旷地方信号很强，基本在-60dBm左右，而在最里面的楼内，信号为-90dBm左右，此时手机出现脱网的情况。•故障分析•经过测试发现，施主天线接受电平为-54dBm，设备输出功率为30dBm，上行增益为60dB，经过链路计算，得出上行信号达到基站时已经超出基站的接受灵敏度。•解决措施•要解决上面的问题，只要将到达