通訊基站硬件測試與應(yīng)用

林芝華

【摘要】 本文通過愛立信WCDMA基站NodeB主設(shè)備3206型號為例，描述了通訊基站基本硬件結(jié)構(gòu)，闡述分析各模塊，最后結(jié)合通訊基站硬件設(shè)備的測試維修案例，對更好理解通信基站硬件結(jié)構(gòu)、參數(shù)指標(biāo)及測試與維護(hù)技術(shù)做出思考。

【關(guān)鍵詞】 通訊基站 硬件結(jié)構(gòu) 測試應(yīng)用

一、通訊基站基本硬件結(jié)構(gòu)

本文以愛立信WCDMA基站NodeB主設(shè)備為例，來描述通訊基站基本硬件結(jié)構(gòu)。

1. NodeB基本硬件布局如圖1所示：

2. 功能性邏輯連接如圖2所示。

二、基本硬件功能介紹

FU為濾波單元模塊可以對發(fā)射信號進(jìn)行濾波，并對接收信號進(jìn)行濾波和放大，同時為ASC/TMA和RET供電和通信并管理和控制天線等硬件。RU為射頻單元模塊可以放大來自FU的接收信號，將基帶信號轉(zhuǎn)換成模擬無線信號，同時進(jìn)行內(nèi)部溫度監(jiān)控并發(fā)布溫度告警。PDU—電源開關(guān)可以控制CBU板、RU、FU的電源開關(guān)。CBU為基帶的控制單元能裝載基站數(shù)據(jù)軟件，用作基站內(nèi)部數(shù)據(jù)交換功能以及ATM流量管理，并提供機(jī)框電源接口，并通過背板為其它基帶板卡分配電源，提供GPS接口，支持1PPS時鐘同步信號。RAX為基帶接收板可以上行接收信號基帶處理，用于解調(diào)以及解碼。TX為基帶發(fā)射板，用作下行發(fā)射信號基帶處理，可以處理軟切換和更軟切換，進(jìn)行傳輸信道處理，達(dá)到編碼、調(diào)制和擴(kuò)頻、物理信道的合路目的。RAX和TX也叫CE信道板，其包含的CE數(shù)量決定著基站的容量，也就是通俗意義上基站可接入的用戶數(shù)量。RUIF為無線單元接口中的RUIF板是在無線單元與基帶數(shù)字框之間傳達(dá)信息的接口板，實現(xiàn)點對點連接到相應(yīng)的RU單元。FCU為風(fēng)扇控制單元可以通過外部控制線控制風(fēng)扇單元，并發(fā)布風(fēng)扇低速告警，最終通過RS-485電纜連接CBU單元。最后通過調(diào)測軟件對各單元模塊測試驗證，調(diào)測所需軟硬件包括JAVA軟件、超級終端設(shè)置、硬件。

三、通訊基站-硬件設(shè)備的測試維修案例分析

NodeB 提供兩種操作維護(hù)方式：近端操作維護(hù)方式和遠(yuǎn)端操作維護(hù)方式，其中近端維護(hù)方式一般指基站操作維護(hù)人員于NodeB硬件設(shè)備端通過軟件或者硬件的方式對基站設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。

故障處理的一般流程從發(fā)現(xiàn)故障到判斷故障，再到定位故障和解決故障。解決一般故障通過告警信息分析、指示燈分析和對比/互換。解決復(fù)雜故障通過話務(wù)統(tǒng)計分析、儀器分析以及接口跟蹤、業(yè)務(wù)測試。緊急恢復(fù)系統(tǒng)一般通過倒換和復(fù)位。

典型案例：下載數(shù)據(jù)配置文件重新啟動基站后，無法使用近端方式登錄NodeB。

故障現(xiàn)象：

方式（1）：使用操作維護(hù)系統(tǒng)通過IPoA鏈路登錄到基站后，利用MML命令來設(shè)置近端維護(hù)通道地址，然后利用MML命令來查詢近端維護(hù)IP地址是否設(shè)置成功。

方式（2）：利用配置管理系統(tǒng)打開數(shù)據(jù)配置文件，修改基站屬性，將近端IP地址修改成需要設(shè)置的地址后重新下載數(shù)據(jù)配置文件，重新啟動基站。

故障處理：

（1）單擊“開始/運(yùn)行”，輸入ping XX.XX.XX.XX，看是否能ping通。

（2）如果是近端維護(hù)，推薦使用交叉網(wǎng)線直接連接LMT所在的計算機(jī)和NodeB的主控板網(wǎng)口，排除網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的干擾。

（3）如果是經(jīng)由RNC通過IPoA進(jìn)行維護(hù)，則需要檢查IPoA帶寬是否太小。

根據(jù)基站告警信息結(jié)合硬件設(shè)備維護(hù)經(jīng)驗初步分析出信號相關(guān)的故障，CS業(yè)務(wù)受阻，用調(diào)測軟件檢查TX板卡、RAX板卡還有CBU板卡的工作狀態(tài)。PS業(yè)務(wù)受阻，則檢查ET-MFX板卡和CBU板卡工作狀態(tài)及物理連接狀態(tài)，經(jīng)過逐一排查，沒有發(fā)現(xiàn)問題。再用調(diào)測軟件檢查天饋線、FU、RU等天饋系統(tǒng)回路，天饋系統(tǒng)最主要核心指標(biāo)就是要達(dá)到阻抗匹配實現(xiàn)最低的信號傳輸損耗，即使得駐波比VSWR為最佳的1.1。根據(jù)兩端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸線理論，駐波比VSWR是輸入功率平方根加上反射功率平方根除以輸入功率平方根減去反射功率平方根，它與傳輸線理論的傳輸系數(shù)的關(guān)系是VSWR=R/r=（1+K）/（1-K）其中反射系數(shù)K=（R-r）/（R+r）（K為負(fù)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(dāng)兩個阻抗數(shù)值一樣時，即達(dá)到完全匹配，反射系數(shù)K等于0，駐波比為1。根據(jù)這個特點，如果駐波比VSWR=9.9，在所有連接線都擰緊的情況下，往往是通訊基站硬件FU腔體損壞。通過不斷測試分析發(fā)現(xiàn)，駐波比VSWR=1.2，這說明問題出在阻抗不匹配，跟電路本身沒有關(guān)系，通過檢測主板與腔體連接的藍(lán)、綠、黃、紅四根線電阻是否正常，發(fā)現(xiàn)FU腔體的1路阻值異常，通過FU腔體自帶可變電阻器進(jìn)行細(xì)調(diào)，直到恢復(fù)正常，再次測試駐波比VSWR=1.1排除故障。本案例的故障就是因為該FU設(shè)備阻抗不匹配導(dǎo)致天饋系統(tǒng)不正常，從而影響了基站發(fā)射信號，進(jìn)一步影響到該基站下所有小區(qū)的信號發(fā)射不正常而引起的。

四、結(jié)束語

本文以WCDMA愛立信設(shè)備為例對通訊基站設(shè)備硬件構(gòu)造、主要技術(shù)指標(biāo)分析、軟件輔助驗證以及實際測試案例進(jìn)行詳細(xì)分析，通過一整套的理論和實際相結(jié)合希望能為通信工程技術(shù)分析人員在測試維護(hù)基站設(shè)備時提供準(zhǔn)確的思路，以更準(zhǔn)確解決實際測試分析工作中的問題。