第三代移動(dòng)通信基站安裝與維護(hù)測(cè)試策略

第三代(3G)移動(dòng)通信系統(tǒng)的出現(xiàn)意味著將會(huì)有更多新的基站需要測(cè)試、新型更為復(fù)雜的參數(shù)需要檢查，同時(shí)還會(huì)有更多潛在的破壞干擾因素出現(xiàn)。本文介紹3G移動(dòng)通信基站的測(cè)試策略，以及測(cè)量設(shè)備選用原則。

蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)收發(fā)基站(BTS)的安裝維護(hù)技術(shù)人員和工程師們發(fā)現(xiàn)，他們現(xiàn)正處于一種兩難的境地，一方面是希望盡快建立起第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)并使之可靠運(yùn)行，但另一方面卻又面臨經(jīng)費(fèi)短缺與人材匱乏的困擾。2G、2.5G及其它多種系統(tǒng)共存的情形使目前局面特別混亂，移動(dòng)通信領(lǐng)域的GSM、TDMA、cdmaOne、HSCSD、GPRS、EDGE、EGPRS、IS-136B/HS以及IS-95B等系統(tǒng)或許將同時(shí)運(yùn)行多年，這些系統(tǒng)基站成為一種新舊技術(shù)的混合平臺(tái)，難以預(yù)測(cè)將來(lái)會(huì)怎么樣，而且還在不斷變化，為不斷增加的各種移動(dòng)通信設(shè)備提供服務(wù)。

每一個(gè)基站都會(huì)收到自身網(wǎng)絡(luò)和其它同類網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)出的各種信號(hào)，以及來(lái)自廣播、傳呼和本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的干擾。因此對(duì)基站工作人員來(lái)講，收發(fā)基站測(cè)試方法和工具必須要能應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，并緊跟移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的步伐。不論是對(duì)BTS安裝完成后的性能檢查，還是有效排除日益增多的各種影響系統(tǒng)工作的故障，快速準(zhǔn)確測(cè)試都是至關(guān)重要的。

BTS測(cè)試方法

新型測(cè)試方法首先從評(píng)估BTS環(huán)境各階段所有關(guān)鍵的3G性能參數(shù)開(kāi)始，包括RF系統(tǒng)中的干擾識(shí)別和流量信號(hào)分析以及T1電路驗(yàn)證等，以保證與核心網(wǎng)絡(luò)間的可靠傳輸。下面我們會(huì)對(duì)一些重要測(cè)試進(jìn)行介紹。

3G系統(tǒng)比以前任何技術(shù)都要復(fù)雜，它使用更高的數(shù)據(jù)傳輸率為更多用戶提供更多服務(wù)。每次新版本發(fā)布都加入了一些新標(biāo)準(zhǔn)，使得速度更快、服務(wù)更多、用戶容量更大，而且它承諾還將不斷增加。因此測(cè)試方法應(yīng)具有靈活性，能隨新性能的出現(xiàn)而升級(jí)。

3G測(cè)試也要能用于BTS上其它各代不同類型的無(wú)線系統(tǒng)，因?yàn)闆](méi)有時(shí)間和財(cái)力對(duì)可能遇到的每種信號(hào)都用一臺(tái)專門(mén)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，所以測(cè)試工具應(yīng)該可以進(jìn)行設(shè)置，做到只需按一下按鈕或插入一個(gè)插件模塊就能從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)迅速轉(zhuǎn)換為另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

最重要的是要能迅速得到正確的結(jié)果，儀器控制太復(fù)雜或者要去想辦法解釋原始數(shù)據(jù)都很浪費(fèi)時(shí)間，測(cè)試工具必須以清晰簡(jiǎn)明的格式顯示出結(jié)果，不需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的培訓(xùn)就知道怎么使用。

BTS無(wú)線系統(tǒng)測(cè)試

擴(kuò)頻系統(tǒng)性能主要取決于無(wú)線系統(tǒng)的功率、時(shí)序、調(diào)制和波形質(zhì)量特性。RF載波質(zhì)量的判斷和信道測(cè)試都在碼域內(nèi)進(jìn)行，測(cè)試儀器將RF信號(hào)解調(diào)成單獨(dú)的控制和流量代碼/信道，然后以一致的格式顯示參數(shù)。雖然cdma2000和寬帶CDMA(W-CDMA)接口使用同樣的原理和技術(shù)，但它們的工作方式和測(cè)試方法有很大區(qū)別。

W-CDMA和cdma2000系統(tǒng)的測(cè)試方法看上去相似，但測(cè)試工具本身必須分別根據(jù)每種系統(tǒng)接口獨(dú)特的帶寬、擴(kuò)展因數(shù)和代碼進(jìn)行專門(mén)配置。兩者主要不同在于cdma2000是一個(gè)同步系統(tǒng)，而W-CDMA不是，所以多數(shù)測(cè)試測(cè)量設(shè)備供應(yīng)商都使用插件模塊或選件來(lái)滿足不同的標(biāo)準(zhǔn)要求。

擴(kuò)頻系統(tǒng)主要測(cè)試內(nèi)容包括：

碼域功率測(cè)量 用來(lái)測(cè)量每個(gè)解調(diào)碼域信道的功率，用Walsh碼表示。代碼信道功率與指標(biāo)不符會(huì)引起導(dǎo)頻干擾、呼叫范圍縮小或同步切換/登記問(wèn)題，未用信道內(nèi)噪聲過(guò)量則會(huì)減小區(qū)域的容量。
高速率數(shù)據(jù)流要占用多路代碼信道(母碼和子碼)，有些測(cè)試儀器除了用傳統(tǒng)的順序Walsh碼之外還使用位反轉(zhuǎn)格式來(lái)顯示信道功率。位反轉(zhuǎn)格式將所有相關(guān)的有效碼信道放置在相鄰位置，并將母碼功率疊加在一起進(jìn)行比較，以減少漏讀或錯(cuò)讀的危險(xiǎn)。

碼域流信道功效(Codogram) 它是解調(diào)碼信道功率對(duì)時(shí)間的三維表達(dá)式，每一個(gè)Walsh碼信道功率用于顯示選定周期的每個(gè)數(shù)據(jù)記錄，這樣可以清晰顯現(xiàn)出功率控制電平固定和噪聲之類間歇性問(wèn)題，而像局部呼叫加載與導(dǎo)頻以及同步信道穩(wěn)定性等運(yùn)行情況也能很容易地監(jiān)測(cè)到。Codogram還能以位反轉(zhuǎn)格式顯示，便于將相關(guān)碼通道放在一起，一眼就能對(duì)呼叫進(jìn)行監(jiān)控。

導(dǎo)頻功率 用于判定導(dǎo)頻信號(hào)的質(zhì)量和覆蓋區(qū)域，該指標(biāo)相對(duì)于給定的水平出現(xiàn)偏差將影響網(wǎng)絡(luò)的覆蓋特性。

波形質(zhì)量 可用幾種方法進(jìn)行測(cè)試，找出潛在的系統(tǒng)問(wèn)題：

•Rho 表示所測(cè)信號(hào)功率與理想的參考CDMA信號(hào)之間的相關(guān)性，它是對(duì)整體調(diào)制質(zhì)量的一個(gè)量度，能檢測(cè)出整個(gè)傳送鏈的誤差產(chǎn)生機(jī)制。

•誤差向量幅值(EVM) 利用所測(cè)信號(hào)和理想?yún)⒖夹盘?hào)之間的向量差算出的誤差，和Rho一樣，它也是表示整個(gè)傳送鏈整體調(diào)制質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。

•載波饋通(Cft) 用于檢測(cè)RF輸出中的未調(diào)制載波，測(cè)得誤差表明系統(tǒng)部件有損壞或運(yùn)行不當(dāng)。
 
•時(shí)間對(duì)位誤差(Tau) 用于對(duì)每個(gè)偽隨機(jī)(PN)偏移序列的實(shí)際起動(dòng)和設(shè)定起動(dòng)進(jìn)行比較。只有PN序列偏移碼可以唯一識(shí)別BTS中的每個(gè)收發(fā)器，所以時(shí)間對(duì)位誤差會(huì)引起呼叫遺漏，Tau誤差可指出全球定位系統(tǒng)(GPS)鎖定或參考頻率電路的問(wèn)題。

•偽隨機(jī)碼偏移(PN OS) 用于檢測(cè)前向鏈路區(qū)域識(shí)別碼誤差，這種誤差會(huì)在各區(qū)之間引起漏呼和紊亂。

占用帶寬 一種有效工具，可識(shí)別噪聲及降低服務(wù)質(zhì)量的互調(diào)失真成分。

RF信道功率 該項(xiàng)測(cè)量能保證RF標(biāo)度設(shè)置正確，以提供最佳范圍和性能而不會(huì)與鄰區(qū)或相鄰基站產(chǎn)生干擾。

載波頻率誤差 這種誤差將使服務(wù)質(zhì)量下降并與相鄰基站產(chǎn)生RF干擾。
 
       峰值/平均功率比 該測(cè)試保證信道功率設(shè)置正確，避免產(chǎn)生削波和同步問(wèn)題。

干擾測(cè)試

3G系統(tǒng)中的新型無(wú)線信號(hào)接口增加了RF干擾測(cè)試的復(fù)雜性，這些干擾既可能源于系統(tǒng)內(nèi)部也可能來(lái)自外部。測(cè)試工具應(yīng)能從干擾的強(qiáng)度、頻率和調(diào)制特性以及時(shí)序特性中找出干擾源。頻譜及頻譜圖(頻譜與時(shí)間關(guān)系)測(cè)量對(duì)搜尋RF干擾特別有效，普通通信和廣播信號(hào)的直接解調(diào)有助于快速方便地識(shí)別出噪音源。

T1線路測(cè)試

T1傳輸線路在大多數(shù)基站中用作聯(lián)系核心網(wǎng)絡(luò)的輸出鏈路，測(cè)試項(xiàng)目應(yīng)包括檢查T(mén)1的線路信號(hào)、線路代碼正確性、幀和同步的完整性以及誤碼率等，這些檢查可在BTS測(cè)試儀中使用專用選件或簡(jiǎn)單插件模塊進(jìn)行。

對(duì)測(cè)試設(shè)備的要求

測(cè)試與測(cè)量設(shè)備制造商應(yīng)幫助蜂窩基站人員迎接這一多變時(shí)代的重大挑戰(zhàn)，向他們提供一致性測(cè)試策略并以他們熟悉的形式給出精確可靠的數(shù)據(jù)，使之能盡快完成基站的設(shè)置與維護(hù)。測(cè)試與測(cè)量技術(shù)不但成本要低，而且應(yīng)易于掌握，因?yàn)闆](méi)有時(shí)間和資源在成百上千的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中去使用實(shí)驗(yàn)室配備的人員或設(shè)備。測(cè)試工具必須具有靈活性和可擴(kuò)展性，因?yàn)楦�多新的修正和�?biāo)準(zhǔn)在以后幾年中將會(huì)被陸續(xù)開(kāi)發(fā)出來(lái)(圖5)。

用于3G系統(tǒng)的最佳BTS測(cè)試方法應(yīng)包括：

•使用針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置的簡(jiǎn)化設(shè)備，而不是用實(shí)驗(yàn)室里使用的復(fù)雜測(cè)試儀。測(cè)試儀器應(yīng)該較輕，使用電池供電，牢固可靠并且便于攜帶。
 
•測(cè)試工具性價(jià)比高，能夠在最少的時(shí)間內(nèi)測(cè)試所要求的所有功能和標(biāo)準(zhǔn)。

•測(cè)試儀器靈活，采用模塊化結(jié)構(gòu)并能夠升級(jí)，可增加選件或插件模塊以測(cè)試多種標(biāo)準(zhǔn)和功能，這樣現(xiàn)在和將來(lái)都能使用。

•測(cè)試儀器應(yīng)直觀且易于掌握，使用用戶熟悉的接口；測(cè)量精確，重復(fù)性好，不會(huì)出現(xiàn)意思模糊的情況。

實(shí)際中最好可能是讓先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商與先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備商密切合作，以開(kāi)發(fā)出更加有效的測(cè)試方法。挑戰(zhàn)是巨大的，風(fēng)險(xiǎn)也是巨大的，但新方法正顯現(xiàn)出良好的前景。