通訊基站硬件測試與應用

林芝華

【摘要】 本文通過愛立信WCDMA基站NodeB主設備3206型號為例，描述了通訊基站基本硬件結構，闡述分析各模塊，最后結合通訊基站硬件設備的測試維修案例，對更好理解通信基站硬件結構、參數指標及測試與維護技術做出思考。

【關鍵詞】 通訊基站 硬件結構 測試應用

一、通訊基站基本硬件結構

本文以愛立信WCDMA基站NodeB主設備為例，來描述通訊基站基本硬件結構。

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射信號進行濾波，并對接收信號進行濾波和放大，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，將基帶信號轉換成模擬無線信號，同時進行內部溫度監控并發布溫度告警。PDU—電源開關可以控制CBU板、RU、FU的電源開關。CBU為基帶的控制單元能裝載基站數據軟件，用作基站內部數據交換功能以及ATM流量管理，并提供機框電源接口，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，用于解調以及解碼。TX為基帶發射板，用作下行發射信號基帶處理，可以處理軟切換和更軟切換，進行傳輸信道處理，達到編碼、調制和擴頻、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量。RUIF為無線單元接口中的RUIF板是在無線單元與基帶數字框之間傳達信息的接口板，實現點對點連接到相應的RU單元。FCU為風扇控制單元可以通過外部控制線控制風扇單元，并發布風扇低速告警，最終通過RS-485電纜連接CBU單元。最后通過調測軟件對各單元模塊測試驗證，調測所需軟硬件包括JAVA軟件、超級終端設置、硬件。

三、通訊基站-硬件設備的測試維修案例分析

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

故障處理的一般流程從發現故障到判斷故障，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。解決復雜故障通過話務統計分析、儀器分析以及接口跟蹤、業務測試。緊急恢復系統一般通過倒換和復位。

典型案例：下載數據配置文件重新啟動基站后，無法使用近端方式登錄NodeB。

故障現象：

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

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

故障處理：

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

（2）如果是近端維護，推薦使用交叉網線直接連接LMT所在的計算機和NodeB的主控板網口，排除網絡質量的干擾。

（3）如果是經由RNC通過IPoA進行維護，則需要檢查IPoA帶寬是否太小。

根據基站告警信息結合硬件設備維護經驗初步分析出信號相關的故障，CS業務受阻，用調測軟件檢查TX板卡、RAX板卡還有CBU板卡的工作狀態。PS業務受阻，則檢查ET-MFX板卡和CBU板卡工作狀態及物理連接狀態，經過逐一排查，沒有發現問題。再用調測軟件檢查天饋線、FU、RU等天饋系統回路，天饋系統最主要核心指標就是要達到阻抗匹配實現最低的信號傳輸損耗，即使得駐波比VSWR為最佳的1.1。根據兩端口網絡的傳輸線理論，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的關系是VSWR=R/r=（1+K）/（1-K）其中反射系數K=（R-r）/（R+r）（K為負值時表明相位相反）式中R和r分別是輸出阻抗和輸入阻抗。當兩個阻抗數值一樣時，即達到完全匹配，反射系數K等于0，駐波比為1。根據這個特點，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現，駐波比VSWR=1.2，這說明問題出在阻抗不匹配，跟電路本身沒有關系，通過檢測主板與腔體連接的藍、綠、黃、紅四根線電阻是否正常，發現FU腔體的1路阻值異常，通過FU腔體自帶可變電阻器進行細調，直到恢復正常，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設備阻抗不匹配導致天饋系統不正常，從而影響了基站發射信號，進一步影響到該基站下所有小區的信號發射不正常而引起的。

四、結束語

本文以WCDMA愛立信設備為例對通訊基站設備硬件構造、主要技術指標分析、軟件輔助驗證以及實際測試案例進行詳細分析，通過一整套的理論和實際相結合希望能為通信工程技術分析人員在測試維護基站設備時提供準確的思路，以更準確解決實際測試分析工作中的問題。