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基本结构SRNSDRNSNodeBNodeBNodeBNodeBRNCCNRNC

IuIuIur

IubIubIubIubUEUuCN通过Iu接口与UTRAN的RNC相连。其中Iu接口又被分为连接到电路交换域的Iu-CS，分组交换域的Iu-PS，广播控制域的Iu-BC。UTRAN基本结构无线网络控制器（RNC）：

无线网络控制器（RNC）是UTRAN的交换和控制元素，RNC位于Iub和Iu接口之间；RNC的整个功能可以分为两部分：UTRAN无线资源管理（RadioResourceManagement，RRM）和控制功能。

机房设备摆布机房整体效果图基站主设备

基站机房中的核心设备就是基站收发信机（NodeB）：

NodeB的发信部分接收来自RNC的数字基带信号，进行射频调制、功放、合路、经双工器由天线发射信号；

收信部分将从天线接收信号，经相反过程处理后送至RNC。

基站分为宏蜂窝基站和微蜂窝基站。

宏蜂窝基站具有较大的配置，提供较大的系统容量，可满足室外覆盖要求，主要用于室外广覆盖；

微蜂窝基站的配置较小，主要用于局部覆盖和室内覆盖。

基于TD的技术特点，中兴通讯提出了“BBU

+

RRU”建网解决方案，其核心思想是将基站的基带部分和中频/射频部分分开，使基带共享资源池（即BBU：基带处理单元）集中放置，通过光纤与远端单元（即RRU：远端射频单元）相连，从而实现经济、灵活、快速建网。B328+R04/R08宏基站ZXTRB328ZXTRR04室内BBU单元室外RRU单元光纤B322+R01微基站ZXTRB322ZXTRR01光纤NodeB机柜顶端走线图

通信电源设备交流供电:空调、网络设备、直流供电:BBU、RRU、传输设备交流配电箱

交流配电箱的主要功能是实现交流市电的接入，并完成人工（或自动）转换，同时为基站内的电源设备，空调设备，照明设备等提供配电。爱默生PS48300-1A/30PS48300-1B/30中小容量电源系统

此系统包括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10个整流器，总容量达300A开关电源

开关电源是一个直流供电系统，用于为直流供电的通信设备提供电源。SNS系列密封铅酸蓄电池蓄电池

蓄电池是通信电源系统中直流及UPS供电系统的重要组成部分，当市电异常或在整流器不工作的情况下，由蓄电池单独供电，负担起全部负荷供电的任务，起到荷电备用作用。华为metro100光传输设备

在移动基站子系统中，RNC与NodeB大多数情况下安装在相距较远的不同地点的机房中，传输设备是RNC与NodeB间远距离传输信号的关键。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）和ODF（光纤配线架），在移动基站中所有信号线缆均要通过配线架进行连接。其他走线架馈线窗电源线的走线实例走线架上各类线缆的固定机柜内线路走线机柜外至走线架线路室外天线（天馈）系统

GPS天线基站设备工作的时钟必须与整个移动通信网络同步。最常见的是使用GPS天线来获取时钟信号。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天馈系统安装与维护33天线基本知识及原理一二天线的波束成型简介343.2天馈系统安装与维护天线基本知识及原理目录一351、天馈系统简安装2、天线类型及各部件材质介绍3、天线原理及指标介绍基站天馈系统

基站天馈系统是移动基站的重要组成部分，它主要完成下列功能：

对来自发信机的射频信号进行传输、发射，建立基站到移动台的下行链路；

对来自移动台的上行信号进行接收、传输，建立移动台到基站的上行链路。

基站天线在整个网络建设中占经费比例不到3%，但它对网络性能的影响却超过60%。在实际网优工作中，通过天线的选择与调整是简单但收效最大的方法。强化天线的性能和品质起着四两拨千斤的作用。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、天馈系统简介1天线调节支架用于调整天线的俯仰角度，范围为：0°~15°；2室外跳线用于天线与7/8〞主馈线之间的连接。常用的跳线采用1/2〞

馈线，长度一般为3米。3接头密封件用于室外跳线两端接头（与天线和主馈线相接）的密封。常用的材料有绝缘防水胶带（3M2228）和PVC绝缘胶带3M33+）。4接地装置（7/8〞馈线接地件）主要是用来防雷和泄流，安装时与主馈线的外导体直接连接在一起。一般每根馈线装三套，分别装在馈线的上、中、下部位，接地点方向必须顺着电流方向。GSM/CDMA基站天馈系统57/8〞馈线卡子用于固定主馈线，在垂直方向，每间隔1。5米装一个，水平方向每间隔1米安装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装卡子，一般用尼龙白扎带捆扎固定）。常用的7/8〞卡子有两种；双联和三联。

7/8〞双联卡子可固定两根馈线；三联卡子可固定三根馈线。6走线架用于布放主馈线、传输线、电源线及安装馈线卡子。7馈线过窗器主要用来穿过各类线缆，并可用来防止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。8防雷保护器（避雷器）主要用来防雷和泄流，装在主馈线与室内超柔跳线之间，其接地线穿过过线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。GSM/CDMA基站天馈系统9室内超柔跳线用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的跳线采用1/2〞超柔馈线，长度一般为2~3米。由于各公司基站主设备的接口及接口位置有所不同，因此室内超柔跳线与主设备连接的接头规格亦有所不同，常用的接头有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用：（1）安装主馈线时，临时捆扎固定主馈线，待馈线卡子装好后，再将尼龙扎带剪断去掉。（2）在主馈线的拐弯处，由于不便使用馈线卡子，故用尼龙扎带固定。室外跳线亦用尼龙黑扎带捆扎固定。11尼龙白扎带用于捆扎固定室内部分的主馈线及室内超柔跳线。GSM/CDMA基站天馈系统

天线

室外天线在抱杆上的固定方式主馈线位于与机柜相连的1/2″跳线和与天线相连的1/2″跳线之间，用于连接NodeB到天线之间信号传输的主电缆。主馈线天馈系统使用的同轴电缆和软跳线

制作7/8英寸的馈线接头。1、将馈线外表皮剥离；2、用馈线刀将一段馈线割断；3、剥掉外皮形成可以安装的端面；4、去除毛刺和残渣；馈线接地卡室内接地卡馈线接地卡分为室内接地卡和室外接地卡，→室内接地卡

用途:主要用于室内馈线接头的防雷接地。→室外馈线接地卡

用途:主要用于室外防雷接地。

馈线接地卡的安装接地线和接地排馈线固定夹馈线固定卡用于固定馈线，以坚固的抗紫外线及耐低温材料制成，根据所固定的的电缆的数目的不同，可以分为单联卡、双联卡、三联卡等，其孔径与所固定的电缆的直径相同。↗

外形结构图馈线密封窗主要用来穿过各类线缆，并可用来防止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。避雷器主要用来防雷和泄流，装在主馈线与室内超柔跳线之间，其接地线穿过过线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。室内避雷器：杜绝雷电从主馈线上的入侵。从基站天线引入机房的主馈线都要并联一种避雷器至接地线，这样，当远处落雷产生的过电压波沿馈线入侵时，避雷器可将这种过电压脉冲波分流入地，把雷电流的所有入侵危害化解掉。室外铁塔式天线室外馈线窗及馈线架馈线接地排

TMA

塔放

塔放TMA（TowerMountedAmplifier）全称为塔顶放大器，简称塔放，是一种安装在塔上的低噪声放大器模块。TMA将天线接收下来的微弱信号在塔上直接放大，以提高基站系统的接收灵敏度，提高系统的上行覆盖范围，同时扩大小区覆盖面积。注意：安装塔放（TMA）时，接天线的一侧应朝上，接馈管一侧应朝下,塔放应安装在离天线较近的地方。图6-46R04(RRU)在抱杆上的安装示意图室外天线（天馈）系统

图6-21基站天线系统安装示意图GPS天线基站设备工作的时钟必须与整个移动通信网络同步。最常见的是使用GPS天线来获取时钟信号。天线基本特性whatisantenna?传输线中的电磁能转化成自由空间的电磁波

有效的接收或发射电磁波能量转换；有效定向辐射（或接收）2、天线类型及各部件材质介绍天线是如何形成的？2025/4/6天线是如何形成的？2025/4/6Wavelength1/2Wavelength1/4Wavelength1/4Wavelength1/2WavelengthDipole半波振子（Dipoles）

1800MHz：166mm

900MHz：333mm

公式：300/f(G)mm2025/4/6

Cable

50ohmsAntenna

50ohms 多个半波振子组成天线阵－－基站天线案例2025/4/6移动基站天线基本理论1、基本概念2、方向图和增益3、极化方式、天线带宽、阻抗、驻波比4、分集接收、下倾角、无源交调、交叉极化5、天线在结构上的考虑、环境试验6、天线在无线组网中的作用1．

天线基本概念：

在天线的包装盒里都有一份技术参数的说明书，上面详细描述了这副天线的性能指标，如频带：1895～1920增益：10dBi驻波比<1.5下倾角：20度

极化方式：垂直极化电缆长度：1.5米阻抗：50欧姆。2025/4/62.天线的方向性—

方向图与增益

天线功能之一就是有效的定向辐射或接收，而天线是无源，本身并没有增加所辐射信号的能量，它只是起着在空间重新分配能量的作用，即把能量集中在所要的方向，在不需要的方向抑制－－天线的方向性。2.15dB2025/4/6方向图的定义是：用垂直平面和水平平面上表示不同方向辐射电磁波功率大小的曲线来表示天线的方向性。

理想点源（无耗均匀辐射器）2025/4/6和我们的全向天线方向图相比可以看出全向天线在水平方向上突出了一部分（正的增益），在垂直方向上少了一部分（负的增益），由此得出我们使用的10dbi全向天线是把一个方向的能量贴补到另一个方向上来实现无源增益的2025/4/6对称振子组阵能够控制辐射，构成“扁平的面包圈”“扇形覆盖天线

”

将在接收机中有8mW功率

“全向阵”

例如在接收机中为4mW功率

(顶视)天线

反射面放在阵列的一边构成扇形覆盖天线在我们的“扇形覆盖天线”中，反射面把功率聚焦到一个方向进一步提高了增益。这里,“扇形覆盖天线”与单个对称振子相比的增益为10log(8mW/1mW)=9dBd

形成定向辐射的原理方向图（RadiationPattern）通常用垂直平面及水平平面上表示不同方向辐射（或接收）电磁波功率大小的曲线来表示天线的方向性

---天线方向图;方向图特性－－波束宽度、前后比、旁瓣抑制60°

(eg)峰值

-3dB点

-3dB点3dB波束宽度峰值-3dB点-3dB点15°(eg)垂直面方向图水平面方向图立体方向图波束宽度（Beamwidth）120°(eg)PeakPeak-10dBPeak-10dB10dBBeamwidth60°(eg)PeakPeak-3dBPeak-3dB3dBBeamwidth在方向图中通常都有两个瓣或多个瓣，其中最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣。主瓣两半功率点间的夹角定义为天线方向图的波瓣宽度。称为半功率（角）瓣宽。主瓣瓣宽越窄，则方向性越好，抗干扰能力越强。前向功率后向功率以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)

方向图中，前后瓣最大电平之比称为前后比。它大，天线定向接收性能就好。基本半波振子天线的前后比为１，所以对来自振子前后的相同信号电波具有相同的接收能力。前后比旁瓣（Sidelobes）下副瓣抑制(dB)上副瓣抑制(dB)2025/4/6旁瓣抑制与零点填充

（ElevationUpperSidelobes&NullFill）增益（Gain）天线通常是无源器件，它并不放大电磁信号，天线的增益是将天线辐射电磁波进行聚束以后比起理想的参考天线，在输入功率相同条件下，在同一点上接收功率的比值，显然增益与天线的方向图有关。方向图中主波束越窄，副瓣尾瓣越小，增益就越高。可以看出高的增益是以减小天线波束的照射范围为代价的。一个单一对称振子具有面包圈形的方向图辐射

一个各向同性的辐射器在所有方向具有相同的辐射一个天线与对称振子相比较的增益用“dBd”表示一个天线与各向同性辐射器相比较的增益用“dBi”表示例如:3dBd=5.17dBi2.17dB

对称振子的增益为2.17dB

dBd和dBi的区别2025/4/6全向天线的垂直波束宽度和增益3．极化方式，驻波比，天线带宽，阻抗在天线的各项参数里有一个很重要的参数就是极化方式。天线的极化就是指天线辐射时形成的电场强度（图中红箭头）方向。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。天线的极化（Polarization）VerticalHorizontal+45degreeslant-45degreeslant天线极化方向定义为天线辐射电磁波中电场的方向,在远场,振子的指向就是电场方向V/H(垂直/水平)倾斜(+/-45°)双极化天线：在一副天线罩下水平线极化与垂直线极化（或者是+/-45°极化）两副天线做在一起的天线

天线和馈线的连接端，即馈电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。

输入阻抗有电阻分量和电抗分量。输入阻抗的电抗分量会减少从天线进入馈线的有效信号功率。因此，必须使电抗分量尽可能为零，使天线的输入阻抗为纯电阻。 PCS/GSM/CDMA系统目前使用的天线阻抗全部是50欧姆。

1、天线的输入阻抗

无限长传输线上各点电压与电流的比值等于特性阻抗，馈线特性阻抗与导体直径、导体间距和导体间介质的介电常数有关，与馈线长短、工作频率以及馈线终端所接负载阻抗大小无关。

2、传输线的特性阻抗9.5W80

ohms50ohms朝前:10W返回:0.5W这里的反射损耗为10log(10/0.5)=13dBVSWR是反射损耗的另一种计量（馈线中电压最大最小值之比为驻波比），小于1.5即可。3、反射系数、驻波系数与回波损耗

当馈线和天线匹配时，高频能量全部被负载吸收，馈线上只有入射波，没有反射波。馈线上传输的是行波，馈线上各处的电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。

而当天线和馈线不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量。入射波的一部分能量反射回来形成反射波。定义：为传输线上的电压最大值与电压最小值之比。当天线端口没有反射时，就是理想匹配，驻波比为1；当天线端口全反射时，驻波比为无穷大。883、天线原理及指标介绍---驻波比VSWR测试测试条件－仪表：矢量网络分析仪及校准配件测试注意事项：仪表误差校准件误差测试条件－场地：微波暗室或开阔空间驻波比典型值<1.5

3、天线原理及指标介绍---驻波比测试2025/4/6带宽*方向图带宽：方向图的变化（最大辐射方向偏离预定方向、主瓣展宽、副瓣电平增高等）不超过允许值的频率范围。*方向性（或增益）系数带宽：方向性系数（或增益）降到允许值的频率范围。*阻抗带宽：VSWR不超过某一限额的频率范围。*极化带宽：主极化方向上交叉极化不超过某一限额的频率范围。用于

控制覆盖减小交调两种方法:-机械的电的波束下倾电下倾情况下的波束覆盖无下倾电下倾机械下倾情况下的波束覆盖无下倾机械下倾2025/4/6下倾天线10°电下倾10°机械下倾6°电下倾+4°机械下倾下倾角对网络设计的影响

在WCDMA系统中，天线的下倾角对小区的覆盖范围、邻区干扰、以及软切换比例都有着重要的影响，

下倾角如果设置的太大，小区边缘的用户难以接入，而且会引起天线波瓣变形，重叠覆盖区域变大，增大了软切换开销，降低了系统容量。

下倾角如果设置的太小，可能会出现严重的越区覆盖现象，使得邻区干扰以及软切换比例增大，降低系统的容量。因此需要设置合适的下倾角。2025/4/6下倾角的设计方法tan(

-

/2)=HANT/RCELL

下倾角

垂直波瓣半功率角

天线结构上的考虑原则：希望天线体积小、重量轻、安装方便、制造简单、成本低廉、使用寿命长、结构稳固、环境适应性好、外表美观。由于长期工作在恶劣环境下，天线的密封性要求高，要有排水通风孔的设计。2025/4/6天线参数在无线组网中的作用天线辐射的水平波束宽度决定了天线辐射的电磁波水平覆盖的范围。天线垂直波束宽度决定了传输距离及纵向覆盖。2025/4/6改变天线倾角，合理进行容量控制

对高话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角改善照射区的范围，使基站的业务接入能力加大；而对低话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角加大照射区范围，吸入更多的话务量，这样可以使整个网络的容量扩大，通话质量提高。

S20m垂直波束宽度10o下倾角10o目录二天线的波束成型简介1001、波束宽度变化2、电下倾角变化3、天线的波束赋形1011、波束宽度变化---水平面波束宽度65度90度65度基站天线底板宽度：251mm90度基站天线底板宽度：214mm注意：通过改变天线的底板宽度与底板边界条件可以改变波束宽度251mm214mm10265度32度65度基站天线底板宽度：251mm32度基站天线底板宽度：500mm32度基站天线采用两排阵列设计注意：通过增加阵列可以压缩波束宽度1、波束宽度变化---水平面波束宽度10390度32度1、波束宽度变化---水平面波束宽度注意：可增加角反射板使天线的水平波束宽度变窄1041、波束宽度变化---垂直面波束宽度14度9度7度振子个数：14度：5个9度：7个7度：9个注意：增加垂直面振子数量可以压窄垂直面波束宽度1052、电下倾角变化对于间隔排列为d的N个单元阵列，当相邻单元的相位呈等相均匀分布时，天线最大波束形成于法向正前方。当相邻单元的相位依次相差Φ时，最大波束形成于θ0空间方向。常规天线电调天线1062、电下倾角变化12345输入口输出口输出口输出口输出口输出口相位面天线波束移相器是电调天线的重要组成部分，它通过调节馈电网络的长度来改变各振子馈电相位，实现天线波束下倾U型部分是是输出口1与2