基站

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基站(Base Station,BS)

目錄

什麼是基站[1]

  基站是指採用蜂窩方式組網的GSM移動通信系統、CDMA移動通信系統、數字集群通信系統、PHS無線接人系統以及採用其他技術體制的無線電通信系統的基站及其室外直放站。

基站的模塊組成[2]

  圖1是一個支持多用戶E—UTRAN基站的例子,給出了E—UTRAN基站的結構示意圖。基站通過光纖、高速數據傳輸速率的STM1,甚至是傳統的E1/T1 2Mbit/s鏈路等物理介面連接到骨幹網。基站通過支持IP分組傳輸協議的S1介面從服務網關接收用戶數據信息。
Image:E—UTRAN基站结构.jpg

  1.下行鏈路情況

  從MME服務網關到NodeB的下行鏈路中,分組首先到達IP路由模塊,IP路由模塊通常也稱為核心控制模塊(Core Control Module,CCM)。接著,每一個分組被轉發到數據機一通道基本模塊(Channel Element Module,CEM),該模塊能夠支持各種物理通道(導頻、公共通道和專用通道等)上所有類型的物理編碼。

  CEM能夠並行處理N個通道(流),在每一個通道上實現編碼,形成無線信號:OFDM調製、插入迴圈首碼等。

  一個扇區的所有信號處理過程在通道模塊中實現。

  於是,每個通道模塊把與扇區有關的信號交給路由模塊,通過路由模塊再連接到相關扇區的無線收發模塊(Transceiver Radio Module,TRM)。根據不同的結構,無線操作模塊可以管理給定頻率的一個扇區(例如圖1中的扇區1),或者管理幾個不同頻率的多個扇區(例如圖1中的扇區2和扇區3)。

  我們正在討論的無線操作模塊有時也被稱為“通道收發器(ehannelizer)”,其主要目的是對信號進行過採樣,並使用脈衝濾波器成形,把整個信號限幅並調製到頻率為屁的載波上。無線操作模塊必須能夠處理多個所需的頻帶。

  有時,我們希望幾個扇區共用一個功率放大器(Power Amplifier,PA),這可以把PA的輸出依次通過微波設備分配到每一個扇區。

  2.上行鏈路情況

  在上行鏈路中,每一個無線收發模塊可以從一個或多個扇區接收信號。例如,我們可以令一個收發模塊負責處理一個給定頻率的信號。每一扇區接收的信號常常來自幾根分集天線,或來自MIMO或波束成形天線陣列。於是,這些信號經過放大、濾波並通過模/數轉換器將其轉換成數字信號

  接著,數字信號發送到CCM,並路由到CEM,CEM中包括了對每個信號進行解調的各處理過程(刪除迴圈首碼、FFT等)。

  信號通過通道模塊解調後,使用支持分組傳輸協議的路由模塊發送到IP網路。

  3.分散式基站

  移動通信市場的發展趨勢是朝著產品更加易於安裝(重量輕、功率消耗小等)、具有更少的工程限制等方向演進,於是基站製造商提出了分散式基站的概念(見圖2)。採用分散式基站時,圖1中的TRM和RF部分安裝在室外,它們通過光纖或RF鏈路(圖1的點線)連接到核心模塊,這種方式稱為射頻拉遠(Remote Radio Head,RRH)。
Image:分布式BTS方案.jpg

  這種分散式基站的想法由在2003年創建的公共無線介面(CPRITM)協會中提出,目標是在核心模塊和射頻拉遠(RRH)模塊間定義一個可用的國際化無線基站介面公共規範。

  CPRI協會的目標是定義一個L1(物理層)和L2(傳輸層)規範,但是L3消息的屬性仍然保持不變。

  核心模塊和RRH問介面處的一條光纖上的數據傳輸速率接近1.2Gbit/s,能夠承載乙太網或HDLC信令、操作和維護信令以及I/Q無線數據傳輸。顯然,核心模塊可以使用多條這樣的光纖。

  RRH設備可以採用串聯的結構,這樣就能夠優化整體安裝,從而達到最佳覆蓋。

基站的維護[3]

  基站是移動通信網路中的一個重要組成部分,為移動用戶提供優質的通信服務。基站設備及環境類設施良好的工作狀態,將為整個網路的良好運行提供有力的保障。

  在GSM網路的維護工作中,處理故障最多的是移動基站。而移動基站工作性能的好壞及出現故障的頻率直接影響到整個網路的整體質量。移動基站的各種軟、硬體故障將直接影響多項網路指標,如掉話率、接通率、通道完整率以及最壞小區數量等,同時還可導致話音質量降低,影響用戶通話效果和運營商的網路質量。

  基站中各系統的良好運行,是保證通信暢通的前提。要堅持以預防為主、障礙性維護為輔的方針,積極地把故障隱患解決在日常主動性的維護工作中,減少故障發生率,按照有關的制度要求,認真做好日常的維護和管理工作。

  1.BSC機房的維護

  1)建立24h值班制度,實時監視網路運行狀況和設備完好情況,隨時掌握系統狀況,及時分析研究、檢查、核查和處理網路運行中系統設備軟、硬體的異常情況及問題。

  2)嚴格遵守崗位職責和有關的各項規章制度,當系統設備發生故障時,要全力以赴及時搶修,同時填寫相關故障報告,報送有關部門並聯繫解決。

  3)監視傳輸設備的工作狀態,保證各路由的暢通。

  4)對局端數據進行管理、修改及實施,提出軟體改進的建議。

  5)建立設備檔案,負責本設備資料收集彙總、管理、健全和完善工作。

  6)安排月維護作業計劃,並付諸實施。

  7)機房環境應保持在最佳條件下,即溫度在20~25℃,相對濕度在20%~70%範圍內。

  8)機房的防塵要求為每年應限制在小於109/m2的範圍內。

  9)嚴禁與機房無關的人員進入機房,非本專業人員嚴禁操作、使用機房內的有關設備。

  2.基站收發台(BTS)部分的維護

  (1)天饋線設備維護

  1)註意對天饋線器件除塵,高架在室外的天線、饋線由於長期受日曬、風吹、雨淋,粘上了各種灰塵、污垢,這些灰塵、污垢在晴天時的電阻很大,而到了陰雨或潮濕天氣就吸收水分,與天線連接形成一個導電系統,在灰塵與芯線及芯線與芯線之間形成了電容迴路,一部分高頻信號就被短路掉,使天線接收靈敏度降低,發射天線駐波比告警。這樣就影響了基站的覆蓋範圍,嚴重時導致基站死掉。所以,每年應在汛期來臨之前,用中性洗滌劑給天饋線器件除塵。

  2)組合部位緊固。天線受風吹及人為的碰撞等外力影響,天線組合器件和天饋線連接處往往會鬆動而造成接觸不良,甚至斷裂,造成天饋線進水和沾染灰塵,致使傳輸損耗增加,靈敏度降低,所以,天線除塵後,應對天線組合部位鬆動之處,先用細砂紙除污、除銹,然後用防水膠帶緊固牢靠。

  3)校正固定天線方位。天線的方向和位置必須保持準確、穩定。天線受風力和外力影響,天線的方向和仰角會發生變化,這樣會造成天線與天線之間的干擾,影響基站的覆蓋。因此,對天饋線檢修保養後,要進行天線場強、發射功率、接收靈敏度和駐波比測試調整,負責系統內各類收、發信天線及饋線的養護工作。

  4)定期對防雷系統設施的各個環節進行檢查。如發現有接地引下線嚴重鏽蝕,應及時更換;有斷裂、鬆脫的,應立即補焊或緊固。

  5)對天饋線設備中資料的彙總和備件的維護管理。

  (2)基站設備維護

  1)對每個基站所有的資料進行詳細瞭解,並作好記錄,如BTS配置、傳輸方式、電池容量、設備耗電電流、電池目前性能、接入電源供電情況、供電單位聯繫人及電話、饋線接地的情況,以及天線的掛高、方位角、俯仰角,甚至基站外圍屋頂情況等。涉及基站的所有情況都要瞭解,並建立基站相關資料資料庫。

  2)基站設備出現故障後要全力以赴檢修,填寫故障報告,報送有關部門,並聯繫解決。

  3)配合收集網路優化工作所需的數據,並參與網路優化的實施工作,負責基站系統資料的收集、彙總和管理工作。

  4)按規定時間檢查蓄電池的存電,務必使之處於浮充狀態。

  5)按規定時間檢查油機的油質,對濾清器進行清洗。

  6)定期檢查空調器的運行狀況,對室內空氣過濾網、室外冷凝器翅片進行清洗。

  7)對基站系統中的電纜線路進行維護管理。

  8)對基站專用儀錶和測試車輛等進行維護管理。

  總之,基站維護工作涉及的知識面較廣,從主設備、傳輸設備、電源到天饋線系統、接地系統、傳輸線路、機房、鐵塔等多個專業項目都應瞭解,從模塊更換、數據測試到安全檢查、衛生清潔等各項工作,都應認真對待,這就對基站維護人員的專業知識、技能掌握程度以及對工作的敬業精神,有相當高的要求。維護人員良好的敬業精神、責任心及熟練的技術技能對提高維護質量和工作效率十分關鍵。

參考文獻

  1. 中華人民共和國信息產業法規彙編 下冊.中國法制出版社,2005年11月.
  2. [法]Pierre Lescuyer,Thierry Lucidarme著.演進分組系統(EPS):3G UMTS的長期演進和系統結構演進.機械工業出版社,2009.1.
  3. 朱里奇主編.基站與無線覆蓋技術.機械工業出版社,2011.08.
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