基站

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基站(Base Station,BS)

目录

什么是基站[1]

  基站是指采用蜂窝方式组网的GSM移动通信系统、CDMA移动通信系统、数字集群通信系统、PHS无线接人系统以及采用其他技术体制的无线电通信系统的基站及其室外直放站。

基站的模块组成[2]

  图1是一个支持多用户E—UTRAN基站的例子,给出了E—UTRAN基站的结构示意图。基站通过光纤、高速数据传输速率的STM1,甚至是传统的E1/T1 2Mbit/s链路等物理接口连接到骨干网。基站通过支持IP分组传输协议的S1接口从服务网关接收用户数据信息。
Image:E—UTRAN基站结构.jpg

  1.下行链路情况

  从MME服务网关到NodeB的下行链路中,分组首先到达IP路由模块,IP路由模块通常也称为核心控制模块(Core Control Module,CCM)。接着,每一个分组被转发到调制解调器一信道基本模块(Channel Element Module,CEM),该模块能够支持各种物理信道(导频、公共信道和专用信道等)上所有类型的物理编码。

  CEM能够并行处理N个信道(流),在每一个信道上实现编码,形成无线信号:OFDM调制、插入循环前缀等。

  一个扇区的所有信号处理过程在信道模块中实现。

  于是,每个信道模块把与扇区有关的信号交给路由模块,通过路由模块再连接到相关扇区的无线收发模块(Transceiver Radio Module,TRM)。根据不同的结构,无线操作模块可以管理给定频率的一个扇区(例如图1中的扇区1),或者管理几个不同频率的多个扇区(例如图1中的扇区2和扇区3)。

  我们正在讨论的无线操作模块有时也被称为“信道收发器(ehannelizer)”,其主要目的是对信号进行过采样,并使用脉冲滤波器成形,把整个信号限幅并调制到频率为屁的载波上。无线操作模块必须能够处理多个所需的频带。

  有时,我们希望几个扇区共享一个功率放大器(Power Amplifier,PA),这可以把PA的输出依次通过微波设备分配到每一个扇区。

  2.上行链路情况

  在上行链路中,每一个无线收发模块可以从一个或多个扇区接收信号。例如,我们可以令一个收发模块负责处理一个给定频率的信号。每一扇区接收的信号常常来自几根分集天线,或来自MIMO或波束成形天线阵列。于是,这些信号经过放大、滤波并通过模/数转换器将其转换成数字信号

  接着,数字信号发送到CCM,并路由到CEM,CEM中包括了对每个信号进行解调的各处理过程(删除循环前缀、FFT等)。

  信号通过信道模块解调后,使用支持分组传输协议的路由模块发送到IP网络。

  3.分布式基站

  移动通信市场的发展趋势是朝着产品更加易于安装(重量轻、功率消耗小等)、具有更少的工程限制等方向演进,于是基站制造商提出了分布式基站的概念(见图2)。采用分布式基站时,图1中的TRM和RF部分安装在室外,它们通过光纤或RF链路(图1的点线)连接到核心模块,这种方式称为射频拉远(Remote Radio Head,RRH)。
Image:分布式BTS方案.jpg

  这种分布式基站的想法由在2003年创建的公共无线接口(CPRITM)协会中提出,目标是在核心模块和射频拉远(RRH)模块间定义一个可用的国际化无线基站接口公共规范。

  CPRI协会的目标是定义一个L1(物理层)和L2(传输层)规范,但是L3消息的属性仍然保持不变。

  核心模块和RRH问接口处的一条光纤上的数据传输速率接近1.2Gbit/s,能够承载以太网或HDLC信令、操作和维护信令以及I/Q无线数据传输。显然,核心模块可以使用多条这样的光纤。

  RRH设备可以采用串联的结构,这样就能够优化整体安装,从而达到最佳覆盖。

基站的维护[3]

  基站是移动通信网络中的一个重要组成部分,为移动用户提供优质的通信服务。基站设备及环境类设施良好的工作状态,将为整个网络的良好运行提供有力的保障。

  在GSM网络的维护工作中,处理故障最多的是移动基站。而移动基站工作性能的好坏及出现故障的频率直接影响到整个网络的整体质量。移动基站的各种软、硬件故障将直接影响多项网络指标,如掉话率、接通率、信道完整率以及最坏小区数量等,同时还可导致话音质量降低,影响用户通话效果和运营商的网络质量。

  基站中各系统的良好运行,是保证通信畅通的前提。要坚持以预防为主、障碍性维护为辅的方针,积极地把故障隐患解决在日常主动性的维护工作中,减少故障发生率,按照有关的制度要求,认真做好日常的维护和管理工作。

  1.BSC机房的维护

  1)建立24h值班制度,实时监视网络运行状况和设备完好情况,随时掌握系统状况,及时分析研究、检查、核查和处理网络运行中系统设备软、硬件的异常情况及问题。

  2)严格遵守岗位职责和有关的各项规章制度,当系统设备发生故障时,要全力以赴及时抢修,同时填写相关故障报告,报送有关部门并联系解决。

  3)监视传输设备的工作状态,保证各路由的畅通。

  4)对局端数据进行管理、修改及实施,提出软件改进的建议。

  5)建立设备档案,负责本设备资料收集汇总、管理、健全和完善工作。

  6)安排月维护作业计划,并付诸实施。

  7)机房环境应保持在最佳条件下,即温度在20~25℃,相对湿度在20%~70%范围内。

  8)机房的防尘要求为每年应限制在小于109/m2的范围内。

  9)严禁与机房无关的人员进入机房,非本专业人员严禁操作、使用机房内的有关设备。

  2.基站收发台(BTS)部分的维护

  (1)天馈线设备维护

  1)注意对天馈线器件除尘,高架在室外的天线、馈线由于长期受日晒、风吹、雨淋,粘上了各种灰尘、污垢,这些灰尘、污垢在晴天时的电阻很大,而到了阴雨或潮湿天气就吸收水分,与天线连接形成一个导电系统,在灰尘与芯线及芯线与芯线之间形成了电容回路,一部分高频信号就被短路掉,使天线接收灵敏度降低,发射天线驻波比告警。这样就影响了基站的覆盖范围,严重时导致基站死掉。所以,每年应在汛期来临之前,用中性洗涤剂给天馈线器件除尘。

  2)组合部位紧固。天线受风吹及人为的碰撞等外力影响,天线组合器件和天馈线连接处往往会松动而造成接触不良,甚至断裂,造成天馈线进水和沾染灰尘,致使传输损耗增加,灵敏度降低,所以,天线除尘后,应对天线组合部位松动之处,先用细砂纸除污、除锈,然后用防水胶带紧固牢靠。

  3)校正固定天线方位。天线的方向和位置必须保持准确、稳定。天线受风力和外力影响,天线的方向和仰角会发生变化,这样会造成天线与天线之间的干扰,影响基站的覆盖。因此,对天馈线检修保养后,要进行天线场强、发射功率、接收灵敏度和驻波比测试调整,负责系统内各类收、发信天线及馈线的养护工作。

  4)定期对防雷系统设施的各个环节进行检查。如发现有接地引下线严重锈蚀,应及时更换;有断裂、松脱的,应立即补焊或紧固。

  5)对天馈线设备中资料的汇总和备件的维护管理。

  (2)基站设备维护

  1)对每个基站所有的资料进行详细了解,并作好记录,如BTS配置、传输方式、电池容量、设备耗电电流、电池目前性能、接入电源供电情况、供电单位联系人及电话、馈线接地的情况,以及天线的挂高、方位角、俯仰角,甚至基站外围屋顶情况等。涉及基站的所有情况都要了解,并建立基站相关资料数据库。

  2)基站设备出现故障后要全力以赴检修,填写故障报告,报送有关部门,并联系解决。

  3)配合收集网络优化工作所需的数据,并参与网络优化的实施工作,负责基站系统资料的收集、汇总和管理工作。

  4)按规定时间检查蓄电池的存电,务必使之处于浮充状态。

  5)按规定时间检查油机的油质,对滤清器进行清洗。

  6)定期检查空调器的运行状况,对室内空气过滤网、室外冷凝器翅片进行清洗。

  7)对基站系统中的电缆线路进行维护管理。

  8)对基站专用仪表和测试车辆等进行维护管理。

  总之,基站维护工作涉及的知识面较广,从主设备、传输设备、电源到天馈线系统、接地系统、传输线路、机房、铁塔等多个专业项目都应了解,从模块更换、数据测试到安全检查、卫生清洁等各项工作,都应认真对待,这就对基站维护人员的专业知识、技能掌握程度以及对工作的敬业精神,有相当高的要求。维护人员良好的敬业精神、责任心及熟练的技术技能对提高维护质量和工作效率十分关键。

参考文献

  1. 中华人民共和国信息产业法规汇编 下册.中国法制出版社,2005年11月.
  2. [法]Pierre Lescuyer,Thierry Lucidarme著.演进分组系统(EPS):3G UMTS的长期演进和系统结构演进.机械工业出版社,2009.1.
  3. 朱里奇主编.基站与无线覆盖技术.机械工业出版社,2011.08.
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