GSM基站在線測試方法

2021-01-08 電子產品世界

  GSM基站經過長期的使用,設備元器件的老化,不僅可能影響本系統網絡的通信質量,而且會影響其他通信系統的正常通信,並對空中電波秩序構成威脅。 為了保證GSM網絡的正常運行,並與其它通信系統互不幹擾,對正在使用的GSM900/1800移動通信系統基站進行檢測檢測很有必要。
  基站的測量方法有兩種,一個是使用GSM基站專用測試儀進行測量,這是最先進、最方便的方法。另一個是使用配備專用測試軟體的頻譜分析儀進行測量,這種測量方法比較經濟,對於基站設備的基本性能、對於無線電管理最關心的發射機性能指標都能進行可靠的測量。本文介紹的是第二種測量方法。
  一、 測量儀器及主要性能
  1. HP8593E 頻譜儀
  該頻譜儀配備了下列選件用於測試。
  Option 004 高穩頻率基準
  Option 105 時間門控頻譜分析
  Option 151 高速A/D及數字解調
  Option 163 Option 151的GSM/DCS的固件
  HP85727 GSM 多頻段發射機測試軟體
  2. 衰減器
  衰減40dB。
  3. 功率計
  通過式功率計?耦合端約有40 dB耦合損耗。
  二、設備連接方法
  我國GSM通信系統的基站設備的生產商主要有十幾家,設備的型號有很多種,它們的空中接口協議是一致的,但內部的組成各廠家之間卻不盡相同,測量時須具體問題具體分析,測量方法有以下三種。
  1. 如果發射機上有測試埠,只需將測試埠與頻譜儀射頻輸入連接,就可以進行測試。
  此種測試方法比較方便,但存在兩個問題,一是測量的發射時隙不穩定,被選擇的時隙隨時可能中斷發射。為了使測量的時隙不中斷或中斷時間很短,可在基站工作的較忙時進行測量,根據基站某頻點八個時隙佔用度,暫停部分頻點的工作,使工作的頻點處於相對繁忙狀態,還可以在基站最空閒時,用手機主動發射,測量與手機通信的信號。二是測試埠的信號是從發射輸出耦合出來的,它們之間的耦合損耗只能從設備說明書得到,不能進行測量,因此測量發射機發射功率的結果只能作為參考。
  2. 當基站發射機上沒有測試埠,測試必須在通信系統的網管人員協助下,進行設備連接。根據工作模式不同,設備連接有如下兩種方法。
  1  基站工作於非跳頻模式
  當基站工作於非跳頻模式時,信道通信系統的網管人員將一個信道暫停發射。
  將功率計直通的一個埠A連接一個基站發射機出口,另一個埠B 與衰減器輸入端連接,40dB衰減器輸出端與頻譜儀射頻輸入端連接。
  將功率計耦合埠C與手機聯結起來。
  通信系統的網管人員將暫停信道啟動,使它正常工作狀態。
  打開頻譜儀準備測試,打開手機與基站建立正常通信狀態。
  2  基站工作於跳頻模式
  當基站工作於跳頻模式時,信道通信系統的網管人員將一個基站暫停發射。
  將功率計直通的一個埠A連接基站合路器發射出口。其它步驟基本與非跳頻模式相同。   三、測試步驟
  1. 在測試埠測量
  (1)外部衰減設定
   選擇EXT ATTEN? 輸入的耦合損耗和測試埠至頻譜儀之間的插入損耗。
  (2)測量絕對射頻信道ARFCN和工作時隙TN
  基站工作於非跳頻模式,使用軟體自動測試功能 AUTO ARFCN&TN,測量絕對射頻信道ARFCN和工作時隙TN。基站工作於跳頻模式,這幾個跳頻信道在系統已經設定,可以用頻譜儀模式測量出工作頻率,從而得到發射機設定的幾個跳頻射頻信道ARFCN。儘管工作於跳頻,但是測試仍固定於某一信道,測試內容同無跳頻時測試相同,從中選擇一個進行測俊J褂萌砑遠饈怨δ埽粒眨裕?TN,測量工作時隙TN。
  (3)測量發射射頻載頻功率包絡
  由於大多數基站沒有幀同步輸出。在進行其他項目測試是須將幀同步作好,如果不先進行此項測試,則直接影響其他項目的測量準確性。因此,此項測試是其它項目測試的前提。選擇 P vs T TIMESLOT? 測量發射射頻載頻功率包絡,調節TRIG DELAY使測量脈衝位於恰當的位置,準確測量出功率/時間包絡,並使基站與頻譜儀之間幀同步。
  (4)發射機頻率誤差與相位誤差選擇Phase & Freq Err?對不必連續的20個突發脈衝進行頻率相位誤差測量。
  (5)測量輸出射頻頻譜
選擇MODULAT MULTIPLE? 測量輸出射頻頻譜。頻率偏置分別為:
  0?100?200?250?400?600?800KHz?1MHz?1.2 MHz?1.4 MHz?1.6 MHz?1.8 MHz。
  (6)測量切換瞬態頻譜
  選擇TRANSNT MULTIPLE?測量瞬態切換輸出頻譜。頻率偏置分別為:
  0?400?600?1200?1800KHz。
  (7)測量發射機的雜散輻射

  選擇TX BAND測量發射頻帶內的雜散電平。
  選擇RX BAND測量接收頻帶內的雜散電平。
  選擇OUTSIDE TX RX測量發射頻帶外的雜散電平。
  GSM900頻段的帶外部分為:100KHz-880MHz&915MHz-12.75GHz
  DCS1800頻段的帶外部分為:100KHz-1705MHz&1780MHz-12.75GHz
  (8)測量平均發射載頻功率
  選擇CARRIER POWER? 對基站的發射功率進行測試。
  2. 基站工作非跳頻模式
  基站工作非跳頻模式時?基站的一個發射機只能與一個手機建立通信,頻譜儀測量此發射機指定頻點、某個時隙的發射信號。
  (1)外部衰減設定
選擇EXT ATTEN輸入發射機至頻譜儀之間的衰減值(約40dB)。
  (2)測量絕對射頻信道ARFCN和工作時隙TN
  使用軟體自動測試功能 AUTO ARFCN&TN,測量絕對射頻信道ARFCN和工作時隙TN。
  其餘測試步驟同1的(3)-(8)項。
  3. 基站工作於跳頻模式
  基站工作於跳頻模式,只在幾個固定的頻道上跳頻。這幾個跳頻信道在系統已經設定。基站的一組發射機只能與一個手機建立通信,儘管工作於跳頻,但是測試仍固定於某一信道、某個時隙的發射信號,測試內容同無跳頻時測試相同。
  (1)外部衰減設定
  選擇EXT ATTEN輸入發射機至頻譜儀之間的衰減值(約40dB)。
  (2)測量絕對射頻信道ARFCN和工作時隙TN
  使用頻譜儀的SPECTRUM ANALYZER模式測量跳變中的工作頻率,從而得到發射機設定的跳頻絕對射頻信道ARFCN。選擇某一信道,測量出工作時隙TN。
  其餘測試步驟同1的(3)-(8)項。
  四、 測試方法分析
  GSM基站無線設備的技術指標和測試方法的標準是《中華人們共和國通往行業標準 YD/T883-1996》和《GSM建議11.10第二階段》。
  在實際的測試中,由於通信系統已投入運行,對於標準所要求的測試條件有時不能做到,主要差別是工作時隙的不同。儘管實際測量與標準有差別,但是測量方法比較恰當,測量的條件與標準接近,實際測量結果的分析,可以參照標準稍加修正。測量結果一致性很高,可以作為今後複查的依據。


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