通讯基站硬件测试与应用

林芝华

【摘要】 本文通过爱立信WCDMA基站NodeB主设备3206型号为例，描述了通讯基站基本硬件结构，阐述分析各模块，最后结合通讯基站硬件设备的测试维修案例，对更好理解通信基站硬件结构、参数指标及测试与维护技术做出思考。

【关键词】 通讯基站 硬件结构 测试应用

一、通讯基站基本硬件结构

本文以爱立信WCDMA基站NodeB主设备为例，来描述通讯基站基本硬件结构。

1. NodeB基本硬件布局如图1所示：

2. 功能性逻辑连接如图2所示。

二、基本硬件功能介绍

FU为滤波单元模块可以对发射信号进行滤波，并对接收信号进行滤波和放大，同时为ASC/TMA和RET供电和通信并管理和控制天线等硬件。RU为射频单元模块可以放大来自FU的接收信号，将基带信号转换成模拟无线信号，同时进行内部温度监控并发布温度告警。PDU—电源开关可以控制CBU板、RU、FU的电源开关。CBU为基带的控制单元能装载基站数据软件，用作基站内部数据交换功能以及ATM流量管理，并提供机框电源接口，并通过背板为其它基带板卡分配电源，提供GPS接口，支持1PPS时钟同步信号。RAX为基带接收板可以上行接收信号基带处理，用于解调以及解码。TX为基带发射板，用作下行发射信号基带处理，可以处理软切换和更软切换，进行传输信道处理，达到编码、调制和扩频、物理信道的合路目的。RAX和TX也叫CE信道板，其包含的CE数量决定着基站的容量，也就是通俗意义上基站可接入的用户数量。RUIF为无线单元接口中的RUIF板是在无线单元与基带数字框之间传达信息的接口板，实现点对点连接到相应的RU单元。FCU为风扇控制单元可以通过外部控制线控制风扇单元，并发布风扇低速告警，最终通过RS-485电缆连接CBU单元。最后通过调测软件对各单元模块测试验证，调测所需软硬件包括JAVA软件、超级终端设置、硬件。

三、通讯基站-硬件设备的测试维修案例分析

NodeB 提供两种操作维护方式：近端操作维护方式和远端操作维护方式，其中近端维护方式一般指基站操作维护人员于NodeB硬件设备端通过软件或者硬件的方式对基站设备进行维护。

故障处理的一般流程从发现故障到判断故障，再到定位故障和解决故障。解决一般故障通过告警信息分析、指示灯分析和对比/互换。解决复杂故障通过话务统计分析、仪器分析以及接口跟踪、业务测试。紧急恢复系统一般通过倒换和复位。

典型案例：下载数据配置文件重新启动基站后，无法使用近端方式登录NodeB。

故障现象：

方式（1）：使用操作维护系统通过IPoA链路登录到基站后，利用MML命令来设置近端维护通道地址，然后利用MML命令来查询近端维护IP地址是否设置成功。

方式（2）：利用配置管理系统打开数据配置文件，修改基站属性，将近端IP地址修改成需要设置的地址后重新下载数据配置文件，重新启动基站。

故障处理：

（1）单击“开始/运行”，输入ping XX.XX.XX.XX，看是否能ping通。

（2）如果是近端维护，推荐使用交叉网线直接连接LMT所在的计算机和NodeB的主控板网口，排除网络质量的干扰。

（3）如果是经由RNC通过IPoA进行维护，则需要检查IPoA带宽是否太小。

根据基站告警信息结合硬件设备维护经验初步分析出信号相关的故障，CS业务受阻，用调测软件检查TX板卡、RAX板卡还有CBU板卡的工作状态。PS业务受阻，则检查ET-MFX板卡和CBU板卡工作状态及物理连接状态，经过逐一排查，没有发现问题。再用调测软件检查天馈线、FU、RU等天馈系统回路，天馈系统最主要核心指标就是要达到阻抗匹配实现最低的信号传输损耗，即使得驻波比VSWR为最佳的1.1。根据两端口网络的传输线理论，驻波比VSWR是输入功率平方根加上反射功率平方根除以输入功率平方根减去反射功率平方根，它与传输线理论的传输系数的关系是VSWR=R/r=（1+K）/（1-K）其中反射系数K=（R-r）/（R+r）（K为负值时表明相位相反）式中R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时，即达到完全匹配，反射系数K等于0，驻波比为1。根据这个特点，如果驻波比VSWR=9.9，在所有连接线都拧紧的情况下，往往是通讯基站硬件FU腔体损坏。通过不断测试分析发现，驻波比VSWR=1.2，这说明问题出在阻抗不匹配，跟电路本身没有关系，通过检测主板与腔体连接的蓝、绿、黄、红四根线电阻是否正常，发现FU腔体的1路阻值异常，通过FU腔体自带可变电阻器进行细调，直到恢复正常，再次测试驻波比VSWR=1.1排除故障。本案例的故障就是因为该FU设备阻抗不匹配导致天馈系统不正常，从而影响了基站发射信号，进一步影响到该基站下所有小区的信号发射不正常而引起的。

四、结束语

本文以WCDMA爱立信设备为例对通讯基站设备硬件构造、主要技术指标分析、软件辅助验证以及实际测试案例进行详细分析，通过一整套的理论和实际相结合希望能为通信工程技术分析人员在测试维护基站设备时提供准确的思路，以更准确解决实际测试分析工作中的问题。