第三代移动通信基站安装与维护测试策略

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第三代(3G)移动通信系统的出现意味着将会有更多新的基站需要测试、新型更为复杂的参数需要检查，同时还会有更多潜在的破坏干扰因素出现。本文介绍3G移动通信基站的测试策略，以及测量设备选用原则。
蜂窝移动系统收发基站(BTS)的安装维护技术人员和工程师们发现，他们现正处于一种两难的境地，一方面是希望尽快建立起第三代移动通信系统并使之可靠运行，但另一方面却又面临经费短缺与人材匮乏的困扰。2G、2.5G及其它多种系统共存的情形使目前局面特别混乱，移动通信领域的GSM、TDMA、cdmaOne、HSCSD、GPRS、EDGE、EGPRS、IS-136B/HS以及IS-95B等系统或许将同时运行多年，这些系统基站成为一种新旧技术的混合平台，难以预测将来会怎么样，而且还在不断变化，为不断增加的各种移动通信设备提供服务。
每一个基站都会收到自身网络和其它同类网络系统发出的各种信号，以及来自广播、传呼和本地无线网络服务的干扰。因此对基站工作人员来讲，收发基站测试方法和工具必须要能应对这些挑战，并紧跟移动通信技术发展的步伐。不论是对BTS安装完成后的性能检查，还是有效排除日益增多的各种影响系统工作的故障，快速准确测试都是至关重要的。
BTS测试方法
新型测试方法首先从评估BTS环境各阶段所有关键的3G性能参数开始，包括RF系统中的干扰识别和流量信号分析以及T1电路验证等，以保证与核心网络间的可靠传输。下面我们会对一些重要测试进行介绍。
3G系统比以前任何技术都要复杂，它使用更高的数据传输率为更多用户提供更多服务。每次新版本发布都加入了一些新标准，使得速度更快、服务更多、用户容量更大，而且它承诺还将不断增加。因此测试方法应具有灵活性，能随新性能的出现而升级。
3G测试也要能用于BTS上其它各代不同类型的无线系统，因为没有时间和财力对可能遇到的每种信号都用一台专门测试设备进行测试，所以测试工具应该可以进行设置，做到只需按一下按钮或插入一个插件模块就能从一个标准迅速转换为另一个标准。
最重要的是要能迅速得到正确的结果，仪器控制太复杂或者要去想办法解释原始数据都很浪费时间，测试工具必须以清晰简明的格式显示出结果，不需要经过进一步的培训就知道怎么使用。
BTS无线系统测试
扩频系统性能主要取决于无线系统的功率、时序、调制和波形质量特性。RF载波质量的判断和信道测试都在码域内进行，测试仪器将RF信号解调成单独的控制和流量代码/信道，然后以一致的格式显示参数。虽然cdma2000和宽带CDMA(W-CDMA)接口使用同样的原理和技术，但它们的工作方式和测试方法有很大区别。
W-CDMA和cdma2000系统的测试方法看上去相似，但测试工具本身必须分别根据每种系统接口独特的带宽、扩展因数和代码进行专门配置。两者主要不同在于cdma2000是一个同步系统，而W-CDMA不是，所以多数测试测量设备供应商都使用插件模块或选件来满足不同的标准要求。
扩频系统主要测试内容包括：
码域功率测量 用来测量每个解调码域信道的功率，用Walsh码表示。代码信道功率与指标不符会引起导频干扰、呼叫范围缩小或同步切换/登记问题，未用信道内噪声过量则会减小区域的容量。
高速率数据流要占用多路代码信道(母码和子码)，有些测试仪器除了用传统的顺序Walsh码之外还使用位反转格式来显示信道功率。位反转格式将所有相关的有效码信道放置在相邻位置，并将母码功率叠加在一起进行比较，以减少漏读或错读的危险。
码域流信道功效(Codogram) 它是解调码信道功率对时间的三维表达式，每一个Walsh码信道功率用于显示选定周期的每个数据记录，这样可以清晰显现出功率控制电平固定和噪声之类间歇性问题，而像局部呼叫加载与导频以及同步信道稳定性等运行情况也能很容易地监测到。Codogram还能以位反转格式显示，便于将相关码通道放在一起，一眼就能对呼叫进行监控。
导频功率 用于判定导频信号的质量和覆盖区域，该指标相对于给定的水平出现偏差将影响网络的覆盖特性。
波形质量 可用几种方法进行测试，找出潜在的系统问题：
•Rho 表示所测信号功率与理想的参考CDMA信号之间的相关性，它是对整体调制质量的一个量度，能检测出整个传送链的误差产生机制。
•误差向量幅值(EVM) 利用所测信号和理想参考信号之间的向量差算出的误差，和Rho一样，它也是表示整个传送链整体调制质量的一个指标。
•载波馈通(Cft) 用于检测RF输出中的未调制载波，测得误差表明系统部件有损坏或运行不当。

•时间对位误差(Tau) 用于对每个伪随机(PN)偏移序列的实际起动和设定起动进行比较。只有PN序列偏移码可以唯一识别BTS中的每个收发器，所以时间对位误差会引起呼叫遗漏，Tau误差可指出全球定位系统(GPS)锁定或参考频率电路的问题。
•伪随机码偏移(PN OS) 用于检测前向链路区域识别码误差，这种误差会在各区之间引起漏呼和紊乱。
占用带宽 一种有效工具，可识别噪声及降低服务质量的互调失真成分。
RF信道功率 该项测量能保证RF标度设置正确，以提供最佳范围和性能而不会与邻区或相邻基站产生干扰。
载波频率误差 这种误差将使服务质量下降并与相邻基站产生RF干扰。

       峰值/平均功率比 该测试保证信道功率设置正确，避免产生削波和同步问题。
干扰测试
3G系统中的新型无线信号接口增加了RF干扰测试的复杂性，这些干扰既可能源于系统内部也可能来自外部。测试工具应能从干扰的强度、频率和调制特性以及时序特性中找出干扰源。频谱及频谱图(频谱与时间关系)测量对搜寻RF干扰特别有效，普通通信和广播信号的直接解调有助于快速方便地识别出噪音源。
T1线路测试
T1传输线路在大多数基站中用作联系核心网络的输出链路，测试项目应包括检查T1的线路信号、线路代码正确性、帧和同步的完整性以及误码率等，这些检查可在BTS测试仪中使用专用选件或简单插件模块进行。
对测试设备的要求
测试与测量设备制造商应帮助蜂窝基站人员迎接这一多变时代的重大挑战，向他们提供一致性测试策略并以他们熟悉的形式给出精确可靠的数据，使之能尽快完成基站的设置与维护。测试与测量技术不但成本要低，而且应易于掌握，因为没有时间和资源在成百上千的现场应用中去使用实验室配备的人员或设备。测试工具必须具有灵活性和可扩展性，因为更多新的修正和标准在以后几年中将会被陆续开发出来(图5)。
用于3G系统的最佳BTS测试方法应包括：
•使用针对现场应用进行优化设置的简化设备，而不是用实验室里使用的复杂测试仪。测试仪器应该较轻，使用电池供电，牢固可靠并且便于携带。

•测试工具性价比高，能够在最少的时间内测试所要求的所有功能和标准。
•测试仪器灵活，采用模块化结构并能够升级，可增加选件或插件模块以测试多种标准和功能，这样现在和将来都能使用。
•测试仪器应直观且易于掌握，使用用户熟悉的接口；测量精确，重复性好，不会出现意思模糊的情况。
实际中最好可能是让先进的网络运营商与先进的测量设备商密切合作，以开发出更加有效的测试方法。挑战是巨大的，风险也是巨大的，但新方法正显现出良好的前景。