浅谈移动基站维护.docx
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浅谈移动基站维护
四川邮电职业技术学院
毕业论文
论文（设计）题目：
浅谈移动基站维护
班级：
2009级移动一班
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学号：
**********
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时间：
2012年4月5日
四川邮电职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
班级
2009级移动一班
姓名
黄倩
学号
2009031105
设计（或论文）题目
浅谈移动基站维护
指导教师姓名
董莉
指导教师
专业技术职称
副教授、高级工程师
设计根据、内容、技术要求，主要设计方法（或步骤）：
设计内容纲要：
1、基站的组成和作用
2、基站的日常维护内容与规范
3、基站天馈线系统的测试
4、基站的常用防雷措施
5、某基站维护实际案例分析
主要参考文献、资料：
《移动基站设备与维护》魏红黄慧根 编著人民邮电出版社
信息产业部标准YD5068《移动通信基站防雷与接地设计规范》
“基站综合防雷技术及应用”
“通信基站的常用防雷措施”http:
//www.tong-
要求完成时间
2012年5月1号
注：
本表在论文开始前，由指导教师填写。
浅谈移动基站维护
摘要：
随着移动通信事业的飞速发展，通信技术已经得到了很快的发展和普及，移动基站在移动通信过程中起到了基础性和保证性的作用。
本文从移动基站的现状，基站维护的特征，基站维护的流程，以及基站发展前景等因素出发，阐述了基站的发展状况，未来趋势及其在移动通信中所起到的
重要作用，以及在移动通信行业中和企业及个人中所起的重要性等方面。
关键词：
基站特征流程重要性故障处理
第一章移动通信系统基站设备
第一节引言
随着网络时代的到来，计算机与通信技术得到了快速发展,计算机和通信技术已经得到了很快的发展和普及，在我们的生活中，工作中，学习中都已经离不开网络通信，时代的不断发展，不断的进程，促使着网络通信的不断进步，不断的更新。
基础变了，环境变了，市场变了，需求变了，我们已经进入了高速发展的通信时代，因此，对于网络通信的基础——基站，更加的需要不断的更新于维护，从而保证网络通信的完善和畅通发展。
因此基站数量也在骤增，基站主要是用来放置计算机系统或通信网络的核心设备,为了保证设备正常运行,机房装有许多配套设备,这些配套设备必须24小时监控,任何一种异常情况都必须得到及时有效地处理。
否则，将对机房中各系统的正常工作带来严重危害,后果不堪设想。
为了能保证设备的正常运转，提升网络指标，这就需要我们维护人员对这些基站进行定期或不定期的维护。
基站作为移动通信的重要组成部分，它是不可或缺的，通信技术的不断更新，需要基站也要做出相应的变化，基站是网络通信的基础，因此，保证基站的正常运行是保证整个通信顺利进行的保障。
2.1什么是基站
基站（缩写BS）是指固定在一个地方的高功率多信道双向无线电发送机。
广义的基站，是基站子系统（BSS，BaseStationSubsystem）的简称。
狭义的基站，即公用移动通信基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。
对于一个基站的选择，需从性能、配套、兼容性及使用要求等各方面综合考虑，其中特别注意的是基站设备必须与移动交换中心相兼容或配套，这样才能取得较好的通信效果。
基站子系统主要包括两类设备：
基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）。
基站子系统（BSS）包含了GSM系统中无线通信部分的所有地面基础设施，它通过无线接口直接与移动台相连，负责无线发送、接收和无线资源管理。
另一方面，BSS通过接口与移动交换中心（MSC）相连，并受移动交换中心（MSC）控制，处理与交换业务中心的接口信令，完成移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。
因此BSS可视作移动台与交换机之间的桥梁。
BSS还建立与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接，向用户提供一个操作维护接口，使系统运行时有良好的维护手段。
如图1-1。
图1-1BSS系统结构
BSS可分为两部分，即基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）.
（1）基站收发信台（BTS）
BTS是通过无线接口与移动台一侧相连的基站收发信机，主要负责无线传输；BSC在另一侧与交换机相连，负责控制和管理。
（2）基站控制器（BSC）
BSC是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收发台和操作维护中心之间交换信息提供接口。
所谓基站维护就是基站硬件日常保障与故障处理，包括基站环境、供电设备的日常巡检，更换故障基站硬件，减容扩容等。
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（1）目前各地对于基站故障处理及时率始终停留在一般的“现场看、现场查”的水平，对故障基站的必备相关参数知之甚少，不能做到“先了解、后查修”，造成故障基站查修时间过长；对于同时多发基站故障，不能够采用集中资源优先处理、针对性处理等措施来保障话务高的基站恢复运营，造成该重要基站维修时间较长而影响了该基站覆盖区域下的很多用户的感知。
（2）由于对基站基础维护工作周期、项目一概而论、不分等级，无差异化、针对性的维护，从而造成重要基站的巡检周期过长、巡检内容过于简单，为重要基站日后出现告警而影响大批客户埋下了故障隐患。
（3）我们需要不断加强并完善基站基础维护，从维护周期和维护项目上做到分等级基站维护的针对性和差异性，尽可能排除基站故障隐患；
（4）创新维护办法改善生产力，提高基站故障处理效率，有效降低因基站故障造成的用户感知的比例。
基站作为移动通信系统中最为关键的设备，随着移动通信技术的发展正发生着深刻的变化。
从第一代模拟通信系统（AMPS/TACS）的应用，到目前被第二代窄带数字移动通信系统（GSM/CDMA/PHS）所替代，大约经历了15年左右，其间主要解决通话的需求。
随着计算机通信技术的快速发展，小数据量的通信能力已经不能满足人们丰富的业务需求，窄带数字移动通信系统已进入第三代数字移动通信时代。
在2001年日本开通全球第一个商用WCDMA网络中，采用了第一代3G基站，当时的设备以单载频扇区配置为主，大部分采用室内宏蜂窝基站。
目前在中国移动通信市场有中国移动GSM网、中国联通WCDMA网、中国电信CDMA2000，在整体上基本都实现了全国范围的覆盖。
由于我国经济发展过程中出现的城乡经济发展差别较大，东部、中部、西部经济发展很不平衡，导致移动通信发展的水平参差不齐。
像E-GPRS、EV-DO等较高速率的数据业务仅在一些大城市的热点区域局部试点，国内还没有形成较为完善的移动数据业务应用，网络承载仍旧以语音为主，使得2G的网络在一定的时期内仍然发挥主导作用。
另外以提供多样化业务、以数据应用为卖点的3G网络，从目前运营的情况看，整体盈利能力欠佳，表明从2G向3G的过渡需要逐步完成，3G网络的布局和组网，在一定程度上将与2G长期存在，2G与3G混合组网的局面不可避免。
3G与2G基站共址，不仅可以节省大量的配套投资，而且能够加快工程建设进度。
但是3G基站与2G基站共址，首先要考虑它们能不能共址，配套设备能不能满足要求，机房面积够不够，承重是否能解决，相互间会不会产生干扰等。
而各基站在配套设施方面并不完全一致，这些都是在共址之前需要考虑的问题。
3G与2G基站共址涉及的问题较多，有机房、电源、传输、塔/桅、干扰等，而现有的基站资源情况多种多样，极不相同，例如机房就有租赁、外购、自建、活动房等多种情况，天线支撑塔/桅有抱杆、拉线桅杆、拉线塔、角钢塔等多种类型。
每个2G基站的资源情况差别较大，因此本文重点分析的是3G与2G基站共址面临的问题，不是要提出通用性的解决方案，具体方案应在设计阶段结合工程勘察，针对每个站点的个体情况进行详细论证。
机房情况涉及机房的面积和承重，需要了解机房的空间能否容纳3G设备，以及机房的承重能不能满足3G设备安装要求。
2G网络早已进入容量驱动阶段，机房内的设备都比较多，主要有基站设备（移动有GSM900M系统、DCS1800系统，联通有GSM900M系统、DCS1800系统、CDMA系统）、高频开关电源、蓄电池组、19英寸架、空调等。
目前提供给3G商用实验网的设备尺寸约为600mm×600mm×1600mm，3G基站设备只需1～2个机架，对扩容空间的需求并不是太大。
随着3G设备集成度的进一步提高，在设计上再考虑只进行前维护，对机房空间的压力会进一步减小。
如果现有机房的面积不是十分拥挤，设备能满足背靠背、或机架靠墙的方式安装，3G基站对机房空间的需求在一定程度上能得到缓解，否则的话就需要对机房空间进行调整或拓展。
机房承重可分为两种情况，一是自有机房，二是租用机房。
自有机房的承重一般不会有什么问题，关键是租用机房。
目前运营商在城区机房主要以租为主，机房情况差别较大，框架结构、现浇楼面的公共建筑整体承重能力较好，基本能满足要求；砖混结构、楼板楼面的建筑整体承重能力较弱，需要对楼面荷载进行核算，在必要时还应对建筑物的结构体系进行核算，如果不能满足要求，需要对建筑物进行加固、改造，以满足机房承重要求。
目前2G基站配备开关电源一架、阀控式密封铅酸蓄电池两组。
开关电源架满配容量一般为400A，实际配置一般为200A或250A（50A×4模块或50A×5模块），蓄电池容量为300h或500Ah两组；目前提供给3G商用实验网用的设备，直流耗电约为50A左右，对电源系统的扩容压力不大，现有电源系统经过扩容改造后，基本能满足3G基站设备的供电要求。
现阶段，2G基站的传输接入主要采用SDH，设备以155/622SDH为主，接口类型可以提供E1或STM-1。
3G设备在NodeB侧常具有若干个E1、SDHSTM-1、ATMSTM-1接口，在RNC侧，常具有大量的E1、SDHSTM-1、ATMSTM-1接口。
从接口类型上来看，3G网络传输仍然是标准的E1、STM-n接口和ATMSTM-1接口，虽然在3G设备中使用ATM技术来承载语音业务和数据业务，并提供相应的统计复用、QoS保证等机制，但最终都转换成标准的E1、STM-n接口以便传输网络使用。
接入3G基站所需的传输带宽约为1～3个E1，如果考虑HSDPA业务，约需10个E1左右。
因此，2G基站的接入传输设备状况从技术、端口类型、接入带宽上均能满足3G基站的接入要求。
承载2G网络的传输网采用分层架构，3G基站开通后，将有大量的业务从接入层涌向汇聚层，将对汇聚层带宽提出较大挑战。
因此，现有传输网的汇聚层需根据业务现状和3G网络要求，进行传输资源的有效整合，在技术选择方面应充分考虑各种业务的需求，从整体上优化网络资源并适时引入新技术，提升网络性能及其业务支持能力。
随着基站设备的不断升级，对于基站的维护提出了更高的要求，不仅仅只限于对基站设备的简单的检修，维护，更重于对基站设备的保护，不仅加强了对基站内部的保护，也加强了对基站外部的保护，设置围墙，安装监控系统等等。
为满足3G越来越复杂的网络规划要求，基站的形态也开始向多样化发展。
人们希望基站在性能不断提升的同时越来越小、越来越轻，希望基站的几个模块能够按照部署需要灵活组合。
于是，开放的接口、模块化的结构成为基站发展的最新动向。
未来基站的设计理念是要满足运营商高性能、高可靠、节省TCO、布网灵活和升级维护方便的需求。
基站的总体发展趋势是更低成本、更灵活的架构、更高的性能和更高的集成度。
基站产品形态将朝着满足各种复杂无线环境的方向发展，基站技术朝着更高性能、更高集成度的方向发展，射频技术将朝着更高效率、更高灵活性方向发展，传输技术将朝着全IP方向发展。
从基站的发展趋势来看，主要呈现下面几个特点：
（1）未来将呈现开放式模块化的特点，使基站建设可以以“搭积木”的方式进行，能够快速响应，缩短建设时间，同时使维护设备种类减少，降低运维难度，节省运维成本。
微基站将进一步缩小体积，分布式基站则继续强化灵活性，未来将扮演复杂无线环境的应用主角。
（2）基站将能够支持多载波、大容量，具有更高的集成度、更低的功耗、更高的性能。
容量需求变化时只需增加信道板，就可以实现快速平滑扩容，这将成为基站的另一个重要发展趋势。
（3）高功率效率。
能够节省基站日常耗电，同时降低基站整机散热要求，增强系统可靠性，减少空调的耗电量，大幅度降低维护成本。
（4）IP化发展。
从核心网到无线接入网，再到终端，未来的移动通信网络向全IP方向发展，网络呈现扁平化趋势。
（5）多场景多形态分布式基站。
在未来移动网络建设过程中。
为了满足不同场景下对基站设备的要求，需要基站能体现多场景下的多形态，分布式基站就是其中一种重要发展方向。
（6）新室内覆盖解决方案。
3G室内业务量巨大，采用特有3G室内无线设备及解决方案，细分各种室内覆盖市场，针对大型室内区域，中型室内区域推出不同的室内覆盖解决方案。
第二章基站建设维护规范
基站维护基本内容包括：
（1）基站环境与安全巡查；
（2）配套设备周期检测；（3）外部告警和配套设备故障处理；（4）维护阶段的随工；（5）存在问题整改；（6）应急油机发电；（7）抢险救灾和应急保障工作。
（1）基站环境和安全巡查：
对基站的环境及安全进行定期的巡查，确保基站环境整洁，无安全隐患，符合工程规范。
（2）配套设备周期检测：
按时、保质、保量完成各项周期检测任务，及时对检测中发现的问题进行处理，确保机房的安全和设备的正常运行。
（3）外部告警和配套设备故障处理：
包括基站环境监控系统告警和配套设备故障的处理，确保告警和故障得到及时处理。
（4）维护阶段的随工：
工作内容包括基站投用后因基站整改、工程施工和其他维护工作所引起的随工。
（5）存在问题整改：
内容包括基站巡检工作中和双方现场检查中发现问题的整改，包括基站安全、环境、规范和设施，外部环境或设备本身引起的故障/告警处理，以及检测数据的记录、分析与处理等方面存在问题的整改。
（6）应急油机发电：
当基站出现停电告警时，移动分公司将根据电力部门的停电信息、被停电基站的重要性、基站设备的负荷和蓄电池的容量与性能，而决定是否对有关基站进行应急发电，如属要发电的，向有关公司派发应急发电工单，对于已退服基站的发电工单，代维公司应在工单规定时限内进行油机发电，对于未退服基站的发电工单，发电的及时性应保证基站不退服为原则。
（7）抢险救灾和应急保障工作：
代维公司应统一纳入到移动公司（包括省公司和分公司）抢险救灾和应急保障工作的预案中，并按移动分公司的要求配备有关资源。
在自然灾害易发期，应组织抢险救灾和应急保障队伍到指定地点待命，服从移动公司的统一指挥和调度。
基站维护流程总结起来包括以下几方面：
第一、巡检工作，要求：
按时，按计划实施；第二、故障处理，要求：
及时，快速，有效；第三、安全管理，要求：
以预防为主；第四、资料管理，要求：
细致，保密；第五、工程随工，要求：
负责，细心；第六、投诉处理，要求：
耐心。
1.3基站维护安全规范
（1）维护人员必须持有相应的资格证书和上岗证方可参与相应设备的维护工作。
（2）维护人员须掌握维护设备的性能与测试方法，并熟悉维护管理办法和安全规范。
（3）维护人员必须自觉遵守各级岗位责任制、制定的安全制度，正确、如实填写进展记录，不准在内吸烟、闲聊、开玩笑与携带外来无关人员进入，不准进行与工作内容无关的活动，确保基站各项安全工作。
（4）维护人员必须严格按有关维护规程、相关项目的测试要求与操作方法进行相应设备的维护工作。
（5）维护人员必须严格按设备的检测周期认真完成所规定的环境安全检查与防雷接地测试等工作，作好记录。
（6）维护人员应注意区分交直流工作地、设备保护地、防雷接地等地线的连接情况，避免误操作引起设备的接地悬空而遭雷击。
（7）维护人员应按工作范围和职责进行维护，对不熟悉设备的问题及时报告管理人员。
（8）维护人员在工作过程中，如果认为自身的行为可能危及到自身和设备的安全时，须经请示后，在确认安全的情况下，方可工作。
（9）维护人员须登高作业（如：
擦窗户、安装空调器室外管、室外维护铁塔及桅杆等）必须持有登高证，并应确保自身安全，作业时须有二人以上在场。
（10）电源设备巡检人员在交直流配电屏、整理设备等测试过程中要严防触电及电气短路，严禁违反维护规程、安全规定，以免发生通信故障和事故。
（11）从事移动基站空调设备维护的人员必须确保室外机的安全固定，严防被大风刮倒摔下，造成人员伤亡，并检查电源线的防护与线径是否符合要求，保证排水通畅。
（12）从事移动基站铁塔、桅杆设施维护的人员须确保铁塔、桅杆、天馈系统及相关附件安全，保证室外天馈线接地与防雷接地良好，并作安全评估，对存在问题进行及时整改，不能立即整改的问题要向管理员提出，以便得到及时的处理。
（13）从事移动基站铁塔、桅杆与天馈系统的维护人员必须确保室外地漏通水良好，以免漏水造成对基站环境的危害。
（14）基站维护巡检人员在基站和设备巡检时，必须认真检查环境、设备的安全情况，发现安全问题要及时处理，并作好报表上报。
（15）维护人员在设备维护过程中，如发现危及基站安全的情况或设备的异常现象时应立即处理，并马上通知管理员，事后书面报告详细的处理经过。
（16）巡检过程中如发生人为造成的严重设备故障，引起基站退出工作时，维护公司应立即组织抢修，并立即上报管理员。
（17）基站维护人员对基站安全负有责任，离站前必须检查消防设备是否完好；屋顶、卫生间及层内地漏是否畅通；门窗、水龙头、照明设备是否关闭；馈线密封窗口、空调设备排水是否有漏水迹象；基站内部大梁、墙面是否有严重裂缝，从而提高安全防范意识，杜绝人为安全事故的发生。
（1）巡检工作：
要求每一个月的基站巡检工作能够及时的了解设备的运行情况，对存在安全隐患的设备能够及时的进行处理。
（2）故障处理：
需要对基站的设备进行详细的分析检测，找出故障的根源，从而进行有效的处理与解决。
（3）安全管理：
要以预防为主，对现存的危险和能预知的危险要及时处理，彻底解决故障的发生。
（4）资料管理：
当安装工程或扩容工程结束时须及时的对基站设备进行登记，将所记录的数据编辑成基站数据库，为日后故障处理和扩容做准备。
（5）工程随工：
基站工程人员经有关部门批准后方可进入基站，对工程中所要设计的部分过行重点的检查并做好相关主记录，对施工中不涉及的部分杜绝施工人员乱动，当工程需要停站时要向监控中心提出申请，当工程结束时督促施工人员清理现场，保持卫生并保证基站运行良好。
施工完毕后对设备进行登记，人员撤离后锁好门窗，并通知机房，填写随工记录单。
（6）投诉处理：
到达现场后，检查设备进行情况，如设备运转正常，配合网络优化人员进行网络优化，用测试手机进行信号测试，达到客户满意。
第二节天线基本概念
2.1基站天馈系统
基站天馈系统包括天线、馈线以及天馈线的支持、固定、连接、保护等部分。
图为基站天馈系统示意图，图2-1。
图2-1基站天馈系统示
2.2天线基本特性
在移动通信系统中国，基站天线的辐射特性直接影响无线链路的性能。
基站天线的敷设特性主要有天线的方向性、增益、输入阻抗、驻波比、极化方式等。
（1）天线的方向性
天线的方向性是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。
对于接收天线而言，方向性表示天线对不同方向传来的电波所具有的接收能力。
（2）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。
天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要，因为它决定蜂窝边缘的信号电平。
（3）极化
产生极化波的天线即为极化天线，天线所产生的电磁波，在远区接收点处得局部范围内可视为平面波，改平面波按极化可分为线极化波、圆极化波。
极化是指在垂直于传播方向的波阵面上，电场强度矢量端点随时间变化的轨迹。
（4）带宽
天线具有频率选择性，它只能有效地工作在预选设定的工作频段范围内，在这个范围内天线的方向图、增益、输入阻抗和极化等虽然仍会有微小变化，但都在允许范围内。
而在工作频段范围外，天线的这些性能都将变坏。
（5）天线的输入阻抗
天线和馈线的连接端，即馈线电点两端感应的信号电压与信号电流之比，称为天线的输入阻抗。
输入阻抗分为电阻分量和电抗分量。
输入阻抗与天线的结构和工作波长有关，基本半波振子，即由中间对称馈电的半波长导线，其输入阻抗为（73.1+j42.5）Ω。
（6）天线辐射特性的改变
导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关。
如果两导线的距离很近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，则辐射很微弱。
天线的功能就是控制辐射能量的去向。
一个单一的对称振子具有“面包圈”形的方向图。
（7）天线的其他指标
端口隔离度：
对于多端口天线，如双极化天线、双频段双极化天线，收发共用时端口之间的隔离度应大于30dB。
功率容量：
指平均功率容量。
天线包括匹配、平衡、移相等其他耦合装置，其所承受的功率是有限的，考虑到基站天线的实际最大输入功率，若天线的一个端口最多输入6个载波，则天线的输入功率为120W，因此天线的单端口功率容量应大于200W。
零点填充：
基站天线垂直面内采用赋形波束设计时，为了使业务区内的辐射电平更均匀，下副瓣第一零点需要填充，不能有明显的零度。
上副瓣抑制：
对于小区制蜂窝系统，为了提高频率复用能力，减少对邻区的同频干扰，基站天线波束赋形时应尽可能降低那些瞄准干扰区的副瓣，提高D/U值，第一上副瓣电平应小于-18dB，对于大区制基站天线则无这一要求。
天线输入接口：
为了改善无源互调及射频连接的可靠性，基站天线的输入接口采用7/16DIN-Female，天线在使用前，接口上应有保护盖，以免生成氧化物或进入杂志。
无源互调：
所谓无源互调特性是指接头、馈线、天线、滤波器等无源部件工作在多个载频的大功率信号条件下，由于部件本身存在非线性而引起的互调效应。
通常都认为无源部件是线性的，但是在大功率条件下，无源部件都不同程度地存在一定的非线性，引起这种非线性的原因有不同材料的金属的接触、相同材料的接触表面不光滑、连接处不紧密、存在磁性物质等。
天线尺寸和重量：
为了便于天线存储、运输、安装及安全，在满足各项电气指标情况下，天线的外形尺寸应尽可能小，重量尽可能轻。
风载荷：
基站天线通常安装在高楼及铁塔上，尤其在沿海地区，常年风速较大，要求天线在36m/s时正常工作，在55m/s时不被破坏。
工作温度和湿度：
基站天线应在环境温度-40℃~+65℃范围内正常工作。
基站天线应在坏境相对湿度0~100%范围内正常工作。
雷电防护：
基站天线所有射频输入端口均要求直流直接接地。
三防能力：
基站天线必须具备三防能力，即防潮、防盐雾、防霉菌。
对于基站全向天线必须允许天线倒置安装，同时满足三防要求。
方位角：
天线的朝向，一般在网络规划时确定。
俯仰角：
天线向下倾斜的角度。
为了改善覆盖区域信号质量，减少对其他小区的干扰，在天线安装时进行向下的倾斜。
挂高：
天线中心点到地面的垂直高度。
（8）基站天线有效辐射功率
天线有效辐射功率被定义为以理论上的电源为基准的天线辐射功率，对于基站天线可表示为ERP=P-LC-Lf+Ga。
式中P是基站输出功率，LC是合路器损耗，Lf是馈线损耗，Ga是基站天线增益。
（9）天线下倾
天线下倾主要是改变天线的垂直方向图主瓣的指向，使垂直方向图的主瓣信号指向覆盖小区，而垂直方向图的零点或副瓣对准受其干扰的同频小区。
这样，既
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