第四章移动通信设备

第四章移动通信设备 • 先导案例 • 4.1 基站子系统设备 • 4.2 天馈线系统 • 4.3 直放站 • 4.4 数字蜂窝系统移动台 • 4.5 移动通信的电源系统

先导案例 • GSM移动通信系统物理设备连接示意图如图4-1所示。其他系统的物理设备之间的连接可参照有关文献了解各个设备的基本工作原理，对通信设备的安装和维护有重要的意义。返回

4.1 基站子系统设备 • 　　基站子系统负责所有和无线系统相关的功能。基站子系统设备包括基站控制器(BSC)、无线基站(BTS )、天线系统三大部分。基站子系统设备的生产厂家很多，国外有爱立信、摩托罗拉、NEC、西门子;国内有华为、大唐、中兴、广州金鹏等公司。其中爱立信(ERICSSON)公司的GSM系统产品CME20占有的市场份额较大，下面重点介绍爱立信的基站子系统。下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 4.1.1基站控制器(BSC) • 　　爱立信公司的基站控制器( BSC)是采用AXE技术来实现(AXE是爱立信交换机的型号)的，由PC M处理电路(ETC)、选组器(GS)、中央处理机(CP)、区域处理机(RP)和码型变换器(TRAU)五个部分组成。左侧为面向MSC的PCM链路A接口，右侧为面向RBS的PC M链路A-BIS接口，一个BSC可以控制256个基站硬件基本框图如图4-2所示。 • 　　中央处理机(CP)主要处理集中控制、分析、故障诊断等方面的复杂工作。为了安全起见，采用双备份CP，工作采用并行同步方式。按执行/备用方式运转，即正常工作下，只有一个CP处于执行工作状态(EX) ,控制整个系统;另一个CP处于备用状态(SB/WO) ,一旦执行侧有故障，备用侧马上接替工作。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　区域处理机(RP)主要控制硬件，执行大量简单的日常工作，例如硬件扫描。RP也是双备份，采用负荷分担的工作方式。 • ETC是PC M处理电路。 • GS进行时隙交叉连接，起话务集线的作用。 • TRAU是将PCM链路上的64 kbit/s的传输速率编码为在空中接口使用的1 364 knit/s的速率。 • 　　基站控制器(BSC)的软件主要包括无线控制子系统(RCH)、无线操作维护子系统(ROS)、无线传输子系统(RTS)、收发信机管理子系统(TAS)、链路控制子系统(LHS)五个模块。各应用软件的作用如下: 上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　无线控制子系统(RCS):实现无线网络管理处理与MS的连接; • 　　无线操作维护子系统(ROS ):实现传输网络管理BSC的操作与维护; • 　　无线传输子系统(RTS):实现TRC控制; • 　　收发信机管理子系统(TAS):实现RBS管理; • 　　链路控制子系统(LHS):实现传输网络管理。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 4.1.2无线基站(RBS) • 　　爱立信的基站收发信机主要有第一代基站产品RBS200和目前广泛使用的第二代基站产品RBS2101、RBS2102, RBS2202, RBS2301/2302等型号。前三种用于室外，而后两种用于室内，它们都支持(GSM900和DCS1800两种规范产品外形示意图如图4-3所示。 • 1. RB52202的工作原理 • RB 52202主要由基站控制单元(DXU)、无线收发信机(TRU)、合成和分配单元(DXU)、电源控制单元(EQU)、电源转换单元(PCU)五个硬件模块组成，模块之间利用总线进行内部通信其原理组成方框图如图4-4所示。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (1)基站控制单元(DXU)。 • DXU是RBS2202的中央控制单元，它相当于计算机的CPU，装载着基站的数据。它负责对基站设备的管理和维护，同时提供传输、OMT和外部告警的接口功能。主要由脉码调制(PC M)单元、中央处理器单元(CPU)、中央定时单元(CTU)、高级数据链路处理单元(HDLG)四个功能模块组成。原理组成方框图如图4-5所示。 • CPU的功能: • 　　①负责基站的内部资源管理，当通过OMT将IDB数据写入到DXU中后，IDB数据就存贮到了CPU, CPU根据IDB的内容，对硬件进行识别和登记，并将本基站硬件的信息如序列号、硬件版本号等内容存储到其存储器中，CF功能存于CPU之中。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　②负责对TRU, ECU的软件装载和存储，如图4-6所示。其过程如下: • ·当基站新开通或软件升级时，BSC通过Abis接口向DXU中CPU下载整个基站的应用软件和操作软件，下载后软件存储于CPU中FLASH存储器中。 • .DXU中CPU通过LOCAL BUS向TRU , ECU下载它们各自的应用和操作软件，下载后软件存储于各自的FLASH存储器中。 • ·当基站运行时，DXU , ECU , TRU中软件自动从其FLASH中载入到快速DRAM中运行，自此基站软件装载完毕，基站进入正常运行状态。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　③提供与OMT的接口功能。通过OMT接口，本地维护终端可方便的连接至基站。 • 　　④操作与维护功能。CPU实现DXU内部的软件执行，负责整个基站的运行工作，当基站的软件或硬件出现故障时，CPU将通过其内部的维护软件进行修复，以保证设备的稳定进行。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　⑤基站内部和外部告警的管理。CPU通过其软件的故障诊断功能，可实现对内部和外部告警的收集，并通过Abis接口将基站上所产生的告警发送到BSC，同时通过DXU的告警指示灯，可视化的将基站告警表现出来，提高了故障的发现率。 • 　　⑥ LAPD信令信息的提取。通过LAPD信令的提取，可分离出CF , TRXC信令，实现BSC对基站的控制和呼叫相关信令的传送。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • PCM的功能: • 　　①提供与BSC传输的A-BIS接口，传输速率为2/1.5 Mbit/s。 • 　　②抽取Abis接口的时隙信息通过LOCAL BUS总线将其送至各个TRU单元，以保证呼叫接续的稳定性。 • 　　③通过IS的功能，将本基站不使用的时隙发送至另外的基站，提高了传输的利用效率。 • CTU功能是:为TRU单元提供稳定的参考信号，它可以与PCM同步，也可以与一个特殊参考信号源同步，如:GPS接收机(GLOBAL POSITIONING SYSTEM)。 • HDLG处理器功能:读出控制信息并分配至DXU , TRU等单元。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (2)无线收发信机(TRU) • 　　无线收发信机(TRU)是基站上的信号处理单元，它实现对信号的发射和接收，同时进行信号的处理，如编码、交织和加密等功能。它由信号处理功能块(TRUD)、信号发射发信功能块(RTX)、信号接收功能块(RRX)三部分组成，原理组成框图如图4-7所示。 • 　　信号处理功能块(TRUD)可看作是TRU的控制器，它经由本地总线、CDU总线、定时总线和X与其他的RBS单元相连接。TRUD执行例如信道编码、插入、加密、突发脉冲串格式和均衡等上行和下行链路的数字信令的处理。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　信号发射功能块(RTX)主要完成对信号的调制、放大和发射等功能。在此功能块中，TRU通过CDU上提供的发射功率和反射功率采样信号进行驻波比的计算，当驻波比超限时，其告警信号通过LOCAL BUS传送至DXU , DXU通过Abis接口传送至BSC，从而完成告警的远端监控功能。 • 　　信号接收功能块(RRX)主要完成信号的接收和解调等功能。TRU中接收功能块具有分集接收功能，在GSM系统中提供了两种分集接收方式:空间分集和极化分集。空间分集主要是通过空间位置不同的两组天线接收信号，经过接收通路分别送到TRU的RxA和RxB接口。为达到较好的接收效果，常要求两组天线之间空间间隔为4-6米。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　极化分集主要是通过同一副天线内不同排列方式的两个天线阵列接收信号。空间分集要求天线之间保持一定的空间间隔，对天线安装环境要求较高，否则接收效果较差。空间分集天线其不同极化方向的阵列已安装在天线内部，天线之间的空间间隔要求不高，安装方便。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (3)合成和分配单元(CDU)。 • CDU主要是用于完成信号的合成与分配功能，信号合成指将不同TRU的发射信号合成到一起，通过一根馈线发射出去。信号分配指将不同接收信号分别送至各个TRU，实现分集接收。根据基站容量的大小和覆盖范围的不同，分为以下几类CDU; • CDU_A:提供低容量配置，大范围覆盖方式。 • CDU_C和CDU_ C +:提供中等容量配置，小范围覆盖方式 • CDU_D:提供大容量配置，小范围覆盖方式。 • CDU内部的功能结构大致可通过图4-8说明: 上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • A图表现的是CDU的信号合成功能，来自两个TRU的信号通过CDU上TX接口送到一个合路器( Comhiner)进行合成，由两路信号变成为一路信号，再经过发射带通滤波器(TXBP)滤波后通过馈线发送至天线进行发射。 • B图表现的是CDU的信号分配功能，来自天线的接收信号经过一个CDU内部的接收带通滤波器(RXBP)滤波后，通过接收分配放大器(RXDA)放大.再由CDU接收接口发送到TRU进行处理。 • C图表现的是CDU内部的实际构造情况，此时已将信号的合成与分配功能通过双工器( Duplexer)结合到了一起。 • 　　①CDU_ A。 GSM900系统所采用的CDU_ A其内部包括一个双工器，通过双工器将发射信号和接收信号合成到了同一天线之中如图4-9所示。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　在CDU_ A中，信号的发射路径描述如下:从TRU发射的信号通过TX1, TX2接口进入CDU-->CDU内部的两个TXBPO , TXBPl滤波器分别对从两个TRU来的发射信号滤波，滤除其带外噪声信号、滤波后信号通过双工器DUPLO , DUPLl和测量藕合单元MCUO , MCU1发送至天线。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　在CDU_ A中，信号的接收路径描述如下:从天线接收的信号通过MCUO , MCU1和DUPLO , DUPL1进入CDU、接收信号进入接收带通滤波器RXBPO , RXBPl滤除带外信号及噪声、滤波后信号进入接收分配放大器RXDA, RXD进行分配，此时由一路接受信号变成两路接收信号，即RxAl、RxA2和RxBl、RxB2。 • 　　从图中可看出，当CDU_ A连接两个TRU时，其需要两根馈线完成信号的发射和接收功能，这主要是由于其采用了双工器的缘故。双工器的作用在于将每个通路的发射信号和接收信号藕合到一起，从而节约了天线。 • 　　在CDU_ A内部有一单元MCU，其功能是提取发射信号Pfwd l、Pfwd2和反射信号Prefl、Pref2，提取的信号通过背部连线送至每个TRU用于驻波比的计算。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　② CDU_C。 CDU_C和CDU_A比较而言，CDU_ C在发射通路上增加了一个合路器，在接收通路上增加了一个四通路和两通路分配器。如图4-10所示。 • CDU_ C的信号发射路径描述如下:从TRU发射的信号通过TXl, TX2接口进入CDU。CDU内部的合路器对从两个TRU来的发射信号进行合成，将其转变成为一路信号、合成后信号通过双工器DUPL和测量藕合单元MCU发送至天线。 • CDU_ C的信号接收路径描述如下:从天线接收的信号通过MCU和DUPL进入CDU接收信号进入接收带通滤波器RXBP滤除带外信号及噪声、滤波后信号进入接收分配放大器RXDA进行分配，与CDU_ A区别的是，CDU_ C内部的接收信号只有四路是本CDU单元直接从天线接收，即Rxoutl~Rxout4，其余两路信号RxoutS , Rxout6是通过HLin接口从其他CDU处的HLout处引入。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　③CDU_C +。 CDU_C+是CDU_C的改良型，其功能与结构无太大变化。不同之处在于CDU_ C在GSM900和GSM1800/GSM1900不能通用，而CDU_ C+支持GSM900/GSM1800/GSM1900。如图4-11所示。 • 　　在CDU_ C和CDU_ C+中，当CDU之间通过HLout和Hlin相连时，要求在每个CDU的HLout或Hlin接口上加一个3 Db衰耗器，因通过RXDA后信号被平均分配给4通路和2通路分配器，若无3 Db衰耗器则Rxoutl和Rxout2信号强度将比其余4路信号大一倍，导致双边信号不平衡。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • ④CDU-D。 CDU-D是目前支持最大站型配置的CDU，其分为三个硬件单元:合路器单元CU，完成信号的合成功能。分配单元DU完成接收信号的分配功能。滤波器单元FUd,完成信号的滤波功能如图4-12所示。 • 　　综上所述，四种CDU内部结构比较如表4-1。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (4)电源控制单元(ECU)。 • ECU在整个RBS2202基站中负责对电源和环境设备的控制与监测，它负责基站电源和环境告警的收集，并通过内部控制功能调整内部相关电源和环境设备的运行状况，保证整个基站的正常运行。其内部结构主要由中央处理器单元(CPU) ,输入输出接口单元(I/0) ,光接口单元(OPTO ) , LOCAL BUS接口单元、电源与运行控制单元(PC)组成，如图4-13所示。 • 　　中央处理器单元(CPU):主要用于ECU内部软件的存储和执行，同时监控系统电压与机柜内温度状态，控制机柜内风扇的转速以保持正常工作环境，通过光接口单元可实现对PSU的控制。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　输入输出接口单元(I/0)输入输出接口单元的功能主要是提供CPU和温度传感器、风扇的接口功能，通过温度传感器和风扇的运行信息被传送到CPU, CPU的控制信息通过接口单元被送到各个风扇，实现了风扇的控制。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　光接口单元(OPTO):光接口单元主要是提供ECU和PS U之间的光通信接口。 • LOCAL BUS接口单元:该单元主要是提供ECU和DXU之间的通信接口。 • 　　电源与运行控制单元:该单元电源部分的功能主要是将24 V电压进行转换，以产生适合ECU内部使用的各种电压。该单元运行控制部分的功能主要是保证基站的工作温度不低于5℃。当ECU检测到机柜内部温度低于5℃时，因RBS2202无加热器，此时基站进入休眠状态不具备提供服务能力，当温度高于5℃时基站重新进入正常工作状态。当机柜内部温度低于-10℃时，基站将进入断电状态。 • (5)电源转换单元(PCU)。 • PS U主要功能是把230VAC变换为+24VDC。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (6)总线 • RB 52202基站内部具有四种形式的总线，即Local Bus , Timing Bus , X Bus和CDU Bus。通过四种总线结构将各个独立的基站模块有机组合起来，从而实现了基站设备的各种功能。 • Local Bus即本地总线，主要是将DXU与ECU , TRU连接起来，实现DXU和ECU,TRU之间的通信连接。通过Local Bus DXU搜集从ECU , TRU来的各种告警信息及控制其运行状态，并实现BSC和TRU之间话务和信令信息的交换。 • Timing Bus即定时总线，主要是将DXU所产生的同步信息传送到各个TRU单元，TRU从而根据此基准频率信号进行信号的调制和解调，保持全网空中信号的协调一致。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • X Bus即跳频总线，当基站上各个TRU的工作频率保持不变时，对于同一个话务接续连接，通过X Bus按照一定规律将其下一个发射信号传送到其他的TRU上进行发射，实现了基带跳频功能。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • CDU Bus即CDU总线，由于CDU主要是对TRU的发射和接收信号进行处理，DXU不对CDU直接进行管理，故通过CDU总线实现TRU对CDU告警信息的处理和运行状态管理。DXU对CDU的管理是通过TRU进行。 • 2.机柜各单元之间的连接 • (1) IDM的电缆连接 • 　　在IDM的后方位置安装有两块风扇控制板，其作用在于机柜内温度情况控制风扇的转速，调节机柜内部温度，保持设备运行可靠机柜上方IDM位置如图4-14所示IDM的电缆连接如表4-2。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (2)TRU背板的电缆连接 • TDM下方为TRU背板，S1为拨动开关，用于区分主机柜和扩展机柜TRU背板分布图如图4-15所示。TRU背板的电缆连接如表4-3。 • (3) DXU/ECU的电缆连接 • DXU/ECU的背板分布图如图4-16所示。DXU/ECU背板的电缆连接如表4-4。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 图4-16中，上部分P22为外部告警接口，P9 , P10为Local Bus接口。P9和P10接口中有一个接口是通过匹配器匹配的。下部分为机柜顶部电缆及射频线接口，其中A, D, H,J区域用于射频连接，B区域用于PSU部分连接，C区域用于扩展总线和传输、告警连接。 • 3. RBS2202基站常见故障分析及处理 • 　　基站发生故障对整个移动网的影响是很大的，引起基站故障的原因很多，但大多可归为以下4类: 上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (1)因传输问题引起的故障 • 　　移动通信虽属于无线通信，但实际上为无线与有线的结合体。移动业务交换中心(MSC)与基站控制器( BSC)之间的A接口以及基站控制器(BSC)与基站收发信台(BTS)之间的ABIS接口，其物理连接均采用标准的2. 048 Mbit/s的PC M数字传输来实现.另外基站各部件的稳定工作离不开稳定的时钟信号，而基站的时钟信号是从PCM中提取的，爱立信的基站不提供外部时钟输入的端口，这些基站设备是基于采用传统的PDH组网方式而设计的。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　目前传输设备正从PDH向SDH逐步过渡，而按照SDH的传输体制，由于指针调整的原因，其传送时钟是通过线路数码传输，由分插复用器(ADM)专门的时钟端口输出。如果采用从SDH的随路码流中提取时钟的方法，将会带来诸如失步、滑码、死站的问题。如某站原采用爱立信RBS200设备，传输采用SDH系统，此站自开通以来一直不稳定，后经爱立信工程师到现场检查发现基站同步不好，建议采用PDH传输系统，或基站采用RBS2000设备(RB 52000对同步要求较RBS200低)，后用RBS2000设备替换原RBS200设备，基站工作正常至今。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　日常维护中经常有基站所有或部分载频不稳定，时而退服时而工作的现象，BSC侧对CF测试结果为BTSCOMMUNICATIONNOTPOSSIBLE或CFLOADFAILED。此类故大都为传输不稳定有误码、滑码而引起的。当传输误码积累到一定时，BSC无法对基站进行控制和数据装载，此时可在本地模式下通过OMT对IDB数据重新装载，复位后可恢复正常。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (2)因基站软件问题引起的故障 • 　　基站系统中的软件指挥和管理基站各部件有序、正常工作。若基站IDB数据与基站情况不匹配，则基站一定无法正常工作。如在对某基站进行传输压缩(两条压缩为一条)后发现A, B小区工作正常而C小区工作不正常，说明BSC无法与C小区进行通信，于是怀疑与之相邻的B小区的软件设置有误，经查看发现B小区的传输方式被误设为STANDALONE(单独方式)，一条传输时ABC各扇区的传输方式应分别设为CASCADE,CASCADE , STANDALONE，将B的传输方式改为CASCADE后基站恢复正常。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (3)因基站硬件引起的故障 • 　　此类故障较常见，现象也较明显，一般有故障的硬件其红色FAULT灯会点亮，但有时不能被表面假象所迷惑。例如，某基站B扇区一载频(TRU)退服，到站后发现此载频的红色FAULT灯和TXNOTENABLE灯都亮，于是判断为TRU硬件损坏，更换后故障现象依旧，此时更换TRU就犯了“头痛医头，脚痛医脚”的错误，TRU退服可能为其本身的硬件故障，也可能为与之相连的其他硬件或连线的故障。用OMT软件诊断后提示为CU到TRU间的连线故障，检查发现连线松动，重新连接后故障消失。对此类故障建议先用OMT软件进行故障定位，根据OMT的建议替换单元进行操作，而不能只看表面。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • (4)因各种干扰引起的故障 • 　　移动通信系统中的干扰有同频干扰、邻频干扰、互调干扰等，这些干扰会影响基站的正常工作。现在陆地蜂窝移动通信系统采用同频复用技术来提高频率利用率，增加系统容量，但同时也引入了各种干扰。目常维护中如新建站以及扩容站新加载频的频点选取不合理，基站将无法正常工作，对此类故障应与网络优化配合，综合考虑各种因素，选合理频点，消除以上干扰。对移动通信系统中基站的各类故障应认真分析，找到其真正原因才能以最快的速度排除故障，提高网络质量。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 4.移动通信基站的防雷 • 　　防雷是一项综合工程，它包括防直击雷、防感应雷以及接地系统的设计。根据信息产业部批准的中国通信行业标准《移动通信基站防雷与接地设计规范》以及产品的特点和工程设计的经验，提出以下解决方案。 • 　　防雷工程设计中无论是防直击雷还是感应雷，接地系统是最重要的部分，对接地电阻的要求是:从理论上讲接地电阻愈小愈好。据我们的经验，地阻决不能大于5Ω，应力争小于1Ω。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　应采用联合接地，接地的“流派”很多，近年来联合接地的观点占了上风。因为，现代化的城市不可能以足够的距离做几个地网来满足使用要求。采用联合接地时只要保证各种接地做到共地网而不共线的原则，机房设备做到用汇流排或均压环实现设备的等电位连接即可。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　直击雷的防护是:移动通信基站天线通常放在铁塔上，防直击雷避雷针应架设在铁塔顶部，其高度按滚球法计算，以保护天线和机房顶部不受直击雷击，避雷针应设有专门的引下线直接接入地网(引下线用40 mm/4 mm的镀锌扁钢)。铁塔接地分两种情况:若铁塔在楼顶上，则铁塔地应接入楼顶的钢筋网或用三根以上的镀锌扁钢焊接在避雷带上;若铁塔在机房侧面，则建议单独做铁塔地网，地网距机房地网应大于10 m,否则两地网间应加隔离避雷带。 • 　　感应雷的防护是:感应雷是指由于闪电过程中产生的电磁场与各种电子设备的信号线、电源线以及大馈线之间的藕合而产生的脉冲电流;也指带电雷云对地面物体产生的静电感应电流。若能将电子设备上的电源线、信号线或大馈线上感应的雷电流通过相应的防感应雷避雷器引导入地，则达到了防感应雷的目的。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　大馈线系统的防雷与接地是:基站至天线的同轴电缆不采用金属外护层上、中、下部接在铁塔上的方案。建议天线同轴电缆从铁塔中心引下，这样可以减少由于避雷针接闪后的雷电流沿铁泄放时对同轴电缆的感应电流。因为铁塔四支柱同时泄放雷电流入地时铁塔中心的感应场最弱，若天线塔高度超过30 m，大馈线电缆在塔的下部电缆外护层可接地一次(可直接接塔或直接接地皆可)。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　电缆进入机房走线架接在六个大馈避雷器(组件)上，型号为CT1000H-DIN和CT2100 H-DIN，前者工作频率范围为850-960 MHz;后者为1 700-1 900 MHz。大馈避雷器组件由紫铜构成，紫铜构件的接地应采用截面积大于25 mm2的多股铜线接在机房内的汇流排上。本防雷设计用的大馈避雷器采用11型网络高通滤波器方案，它不同于国内外惯用的气体放电管方案。这种避雷器插入损耗低(小于0. 2 dB)，驻波小(小于1. 15，雷电通流量大(最大可做到50 kA/在8/20s下)，残压低(小于18 V)。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　对室外基站，大馈避雷器和机柜接地都应分别接入接地 • 　　供电系统的防雷与接地是:移动通信基站外供电源可能是架空线进入，也可能是穿金属管埋地进入基站。无论是什么情况，都应在出入基站的电源线出口处加装大通流量的电源避雷器，因为电源线架线长，走线也较复杂，易感应较强的雷电流设计了C Y380-100 GJ(10/350 μs)电源避雷器，雷电通流量在10/35 μs波型下大于50 kA，后面应再配置两级并联型避雷器，三级防雷器之间的距离应在10 m以上。若基站较小，三级防雷不能保证上述距离，则应当设计为串联型电源避雷器。它是由二级或三级并联式避雷器加隔离电感后的组合。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　雷电通流量仍为在10/350 μs波型下大于50 kA，工作电流可达60 A。若基站用电超过60 A，则只能作并联方案。对室外基站，由于供电线路很长，应设计具有三级防雷功能的大雷电通流量的串联型电源避雷器，雷电通流量为60 kA，工作电流为35 A，电源避雷器接地线也接在机柜接地排上。基站三相电源供电应采用三相五线制，外线进入基站的第一级电源避雷器接地线可以就近接电源保护地(PE)，第二级电源避雷器接地可接供电设备的保护地，第三级电源避雷器接机房汇流排。上一页下一页返回

4.1 基站子系统设备 • 　　信号线路的防雷与接地是:由基站外进出的信号线都应穿金属管埋地，避免感应过大的雷电流。信号线的进站处都应加相应接口和相应信号电平的信号避雷器。信号线超过5 m长度的，在其线两端设备的端口，加装相应的信号避雷器。上一页返回

4.2 天馈线系统 • 　　在无线通信系统中，空间无线电波的发射和接收都是依靠移动天线来实现的:发射时，把高频电流转换为电磁波，接收时把电磁波转换为高频电流。因此，天线对于移动通信网络来说，起着举足轻重的作用，如果天线的选择不好，或者天线的参数设置不当，都会直接影响到整个移动通信网络的运行质量。 • 4. 2. 1天线辐射电磁波的基本原理 • 　　导线上有交变电流流动时，就可以发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。如图4-17 (a)所示，若两导线的距离很近，电场被束缚在两导线之间，因而辐射很微弱;将两导线张开，如图4-17 (b) ,图4-17 (c)所示，电场就散播在周围空间，因而辐射增强。下一页返回

4.2 天馈线系统 • 　　必须指出，当导线的长度L远小于波长λ时，辐射很微弱;导线的长度L增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子。两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子.称半波对称振子，如图4-18 (a)。全长与波长相等的振子，称为全波对称振子。将振子折合起来的，称为折合振子。实际天线是由振子叠放组成的，如图4-18 (b)所示。上一页下一页返回

4.2 天馈线系统 • 4. 2. 2天线的主要性能参数 • 1.天线的方向性 • 　　天线的方向性是指天线向一定方向辐射或接收电磁波的能力。各种通信设备对天线方向性的要求是不同的，例如，精密测量雷达要求天线辐射的电磁波集中在极小的空间立体角内;而无线广播则要求在水平面内向所有方向均S)辐射。天线方向性的获得是通过天线内部加反射板或振子叠放而实现的。天线的方向性通常用方向图来表示。方向图是以天线为中心，某一距离为半径作球面(或圆周)，按照球面上各点电场强度与该点所在的方向角而绘出的对应图形。一般的，用包括最大辐射方向的两个相互垂直的平面方向图来表示天线的立体方向图，立体方向图分为水平方向图和垂直方向图。在移动通信中，常用的对称振子叠放天线方向图(如图4-19所示)是垂直方向图。上一页下一页返回

4.2 天馈线系统 • 2.天线的增益 • 　　天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。增益的单位用dBi或dBd表示。dBi是相对于全向辐射的参考值，在各方向的辐射是均S)的;dBd相对于半波振子天线的参考值，两者之间的关系是:dBi = dBd + 2.15。上一页下一页返回

4.2 天馈线系统 • 3.天线的极化 • 　　所谓天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。上一页下一页返回

4.2 天馈线系统 • 4.天线的输入阻抗 • 　　天线的输入阻抗是指天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线与馈线的连接，最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗，这时馈线终端没有功率反射，馈线上没有驻波，天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量，使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数，行波系数，驻波比和回波损耗，四个参数之间有固定的数值关系，使用哪一个仅仅出于习惯。一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω。上一页下一页返回

第四章 移动通信设备