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诺基亚基站原理与维护论文
毕业设计（论文）
标题：
诺基亚基站原理与维护
学生姓名：
刘平
系部：
电子信息工程系
专业：
移动通信技术
班级：
0901
指导教师：
刘小兵
目录
摘要II
第一章无线通信系统1
1.1无线通信系统的概述1
1.2移动通信系统的组成2
第二章天馈系统5
2.1天馈系统的概述5
2.2天馈系统的维护与保养6
第三章天线结构8
3.1天线结构的概述8
3.2天线的安装与维护8
第四章诺基亚基站原理与维护11
4.1诺基亚基站主设备11
4.2维护计划操作指导19
第五章诺基亚基站常见的故障21
总结26
参考文献27
后记28
摘要
随着现代科技的发展，通讯工具也越来越发达，而且通讯工具已经成为了人们生活不可缺少的一部分，本文主要是围绕诺基亚基站原理与维护展开来写，主要包括天馈系统、基站主设备等内容，简单的介绍了一下无线通信系统的概述以及它的和组成，里面介绍了各组成部分的功能；天馈系统，首先是概述介绍以及包括的部分及功能特点；其次介绍诺基亚的接地系统；最后简单介绍天馈系统的保养与维护；而天线的结构，其中包括它的概述、类型以及怎样安装与维护；诺基亚基站的原理与维护，是本论文的重点，也是核心部分，主要介绍了诺基亚基站主设备，重点的介绍了DE34/DF34基站设备和UltraSite基站主设备，以及它们各控制板的作用，同时也简单的介绍了一下其维护操作；接下来就是集中介绍诺基亚基站常见的故障，以及其处理思路，主要介绍的是诺基亚基站的一些典型告警和案例分析。
关键字：
诺基亚无线通信DE34/DF34基站UltraSite基站
第一章无线通信系统
1.1无线通信系统的概述
无线通信系统（WirelessCommunicationSystem）：
也称为无线电通信系统，是由发送设备、接收设备、无线信道三大部分组成的，利用无线电磁波，以实现信息和数据传输的系统。
它根据工作频段或传输手段分类,可以分为中波通信、短波通信、超短波通信、微波通信和卫星通信等。
通信（communication）是一切将信息从发送者传送到接收者的过程。
自古以来，信息就如同物质和能量一样，是人类赖以生存和发展的基础资源之一。
人类通信的历史可以追溯到远古时代，文字、信标、烽火及驿站等作为主要的通信方式，曾经延续了几千年。
电通信的发展历史从1837年美国人莫尔斯发明人工电报装置开始，至今不过170年。
翻开厚厚的电信史册，沿着历史的脚步一路走来，在技术和市场需求的双重驱动下，仅有一百多年历史的电通信发生了翻天覆地的巨变，取得了令人惊叹的辉煌成就。
消息（NEWS，MESSAGE）：
——关于人或事物情况的报道。
——通信过程中传输的具体对象：
文字、语音、图像和数据等。
信息（INFORMATION）：
——有用的消息
信号（SIGNAL）：
——信息的具体存载体。
图1无线通信系统
——信息的具体存载体。
通信系统是实现：
信息传送过程的系统。
它可以分为以下几类：
1.按传输的信息的物理特征，可以分为电话、电报、传真通信系统，广播电视通信系统，数据通信系统等。
2.按信道传输的信号传送类型，可以分为模拟和数字通信系统。
3.按传输媒介（信道）的物理特征，可以分为：
——有线通信系统—利用导线传送信息；
——无线通信系统—利用电磁波传送信息；
——光纤通信系统—利用光导纤维传送信息。
在无线模拟通信系统中，信道便是指自由空间。
1.2移动通信系统的组成
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS），无线基站子系统（BSS）和移动台（MS）三大部分组成。
其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS和MS之间的接口为“Um”接口。
在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行规定，而未对A接口做出任何限制。
因此各设备生产家对A接口采用各自的接口协议，对Um接口遵循TACS规范。
也就是说，NSS系统和BSS系统必须采用一个厂家的设备，而MS可用GSM通信系统的组成，采用不同厂家的设备。
1.交换网路子系统
交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。
NSS由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：
MSC:
是GSM系统的核心，是对它所对应覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统和其它公共通信网之间的接口。
它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可以完成BSS和MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理和移动资源管理等。
另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS还应完成入口MSC的功能，即查询位置的功能。
VLR:
是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域的MS（统称拜访客户）的来电和去话呼叫所应检查的信息，如：
客户的号码，所处位置区域的识别，像客户提供的服务等参数。
HLR:
也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。
每个移动客户都应在其归属位置寄存器注册登记，它主要存储两类信息：
一是有关客户的参数，二是与有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如：
MSC、VLR地址等。
AUC:
用于产生确定为移动客户的身份和对呼叫保护进行鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES,密匙Kc）的功能实体。
EIR:
也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。
主要完成对移动设备的识别、监视和闭锁等功能。
以防止非法移动台的使用。
2.无线基站子系统
BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。
功能实体各分为:
基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。
图2基站子系统的组成
基站控制器—BSC基站收发信机—BTS
无线操作维护中心－OMC-R码变换器－TC（Transcoder）
BSC:
具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责对无线网路资源的管理、小区配置的管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。
BTS:
无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线和有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。
3.移动台
移动台是客户设备部分，由两部分组成，移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。
移动终端就是“手机”，它完成话音编码、信息加密、信息的调制和解调、信息的发射和接收。
SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡。
存有客户身份认证的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。
SIM还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM卡之后移动终端才能介入进网，但SIM本身不是代金卡。
第二章天馈系统
2.1天馈系统的概述
天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，这就是天线的方向性。
衡量天线方向性通常使用方向图，在水平面上，辐射与接收无最大方向的天线称为全向天线，有一个或多个最大方向的天线称为定向天线。
全向天线由于其无方向性，所以多用在点对多点通信的中心台。
定向天线由于具有最大辐射或接收方向，因此能量集中，增益相对全向天线要高，适合于远距离点对点通信，同时由于具有方向性，抗干扰能力比较强。
天馈系统主要包括天线和馈线，以及天馈线的支撑、固定、连接、保护等部分。
图3基站天馈系统示意图
天馈系统中各部分的主要功能如下：
1.天线：
用于接收和发射无线电信号。
2.天线调节支架：
用于调整天线的俯仰角度，范围为：
0°-15°。
3.室外跳线：
用于天线与7/8”主馈线之间的连接。
常用的馈线采用1/2”馈线，长度一般为3m。
4.接头密封件：
用于室外跳线两端接头（与天线和主馈线相接）的密封。
常用材料有绝缘防水胶带（3M2228）和PVC绝缘胶带（3M33+）。
5.接地装置:
主要用来防雷和泄流，安装时与主馈线的外导体直接连接在一起。
一般每根馈线装3套，分别装在馈线的上、中、下部位，接地点方向必须顺着电流的方向。
6.7/8”馈线卡：
用于固定主馈线。
一般在垂直方向，每间隔1.5m装一个，水平方向每间隔1m装一个（在室内的主馈线部分，不需要安装馈线卡，一般用白色的尼龙扎带捆扎固定）。
常用的7/8”馈线卡有两种：
双联和三联。
双联馈线卡可固定2根馈线；三联馈线卡可固定3根馈线。
7.走线架：
用于布放主馈线、传输线、电源线和安装馈线卡。
8.馈线过线窗：
主要用来穿过各类线缆，并可防止雨水、鸟类、鼠类及灰尘的进入。
9.防雷保护器（避雷针）:
主要用来防雷和泄流，装在主馈线和室内超柔馈线之间，其接地线穿过馈线过线窗引出室外，与塔体相连或直接接入地网。
10.室内超柔馈线：
用于主馈线（经避雷器）与基站主设备之间的连接，常用的馈线采用1/2”超柔馈线，长度一般为2m-3m。
11.尼龙扎带：
主要有两个作用，一是安装馈线时，临时捆扎固定主馈线，待馈线卡安装好后，再将尼龙黑扎带剪断去掉；二是在主馈线的拐弯处，由于不便使用馈线卡，因此用尼龙黑扎带固定。
尼龙白扎带用于捆扎固定室内部分的主馈线及室内超柔馈线。
2.2天馈系统的维护与保养
1.天馈系统的维护
天馈系统的维护所包含的内容广泛，所以维护人员的素质下要求也相对较高，天馈系统日常维护的好坏，直接影响基站的正常通信运行，影响用户手机正常使用。
（1）天线的数据测量。
（2）天线端的处理。
（3）馈线两端标识检查。
（4）馈管长度测量。
（5）馈管卡检查。
（6）馈线整理。
（7）跳线及馈管接头检查。
检测天馈系统：
天馈系统架设好后，应由专业技术人员使用专用检测仪器进行检测。
通常可在发射机和天馈系统之间串接通过式功率计，检验设备发射机功率和反射功率的大小来判断系统工作是否正常。
2.天馈系统的保养内容及方法
（1）对天馈线就器件进行除尘。
高架在室外的馈线，由于长期受自然条件的影响，沾上了各种污垢，污垢在晴天电阻较大，而阴雨天吸收水分，与天线连接形成一个导电系统，影响了基站的覆盖范围甚至导致基站失效。
（2）组合部位紧固。
受外界的外力影响，天线组合器件和馈线连接会应松动而接触不良，甚至断裂，因此，天馈线除尘后，应用防水胶带紧固牢靠。
（3）校正固定天线方位。
天线受外力的影响，容易方向和角度容易发生改变，造成干扰，影响基站覆盖。
综上分析，要从根本解决天馈线存在的问题，应从设备和日常维护入手，定期对天馈线进行检查、测试，发现问题及时处理，维护人员和安装人员必须掌握天馈线的安装和维护方法，利用丰富的维护手段，快速、准确的诊断和排除故障，提高维护效率，确保网络运行质量。
第三章天线结构
3.1天线结构的概述
天线是天线本身和支持天线的结构物。
为使天线具有所要求的电性能并能安全工作，必须有正确的结构设计。
这就要合适地选择材料、结构形式和各部分尺寸，使其满足电性能要求；天线重量轻而又具有足够的强度和刚度，能适应各种环境条件，同时便于制造、运输和架设。
天线可分为线天线和面天线两大类。
在结构型式上有塔桅结构和反射体结构两大类。
面天线的工作波长较短，精度要求较高。
反射面精度是天线的一个重要问题。
天线主要类型：
（1）吸盘天线：
价格适中、安装方便、增益适中，适合于安装在移动车辆上，或吸附在金属物体上。
一般增益在2.6dB、5dB等几种。
（2）防盗天线：
价格适中、安装方便、增益同吸盘天线，安装在金属箱体外时从箱体外无法拆除，故名为防盗天线。
（3）低增益全向天线：
增益为3.5dB，安装需有固定支架，适合远距离多点传输。
（4）高增益全向天线：
增益为8.5dB，安装需有固定支架，适合远距离多点传输。
3.2天线的安装与维护
1.天线支架安装注意问题
不同类型的天线、不同的安装环境对天线支架的设计要求不同，安装方法也不同。
在实际情况中，只有铁塔平台的安装涉及天线支架的安装和调整问题，屋顶天线的安装则不涉及天线支架调整（一般用抱杆），在天线支架安装时需要注意以下几点。
（1）天线支架安装平面和天线桅杆应与水平面严格垂直。
（2）天线支架伸出铁塔平台时，应确保天线在避雷针保护区域内，同时要注意与铁塔的隔离。
避雷针保护区域为避雷针顶点下倾45°角范围内。
（3）天线支架与铁塔平台之间的固定应牢固、安全，但不固定死，有利于网络优化时天线的调节。
（4）天线支架伸出平台时，应考虑支架的承重和抗风性能。
（5）天线支架的安装方向应确保不影响定向天线的收发性能和方向调整。
（6）如有必要，对天线支架的安装做一些吊装措施，避免天线支架日久变形。
2.天线安装注意问题在GSM中使用的天线类型有全向杆状和定向板状两种，下面分别列出在安装过程中需要注意的事项。
（1）全向天线的安装注意：
1）安装时天线馈电点要朝下，安装护套靠近桅杆，护套顶端应与桅杆顶部齐平或略高出桅杆顶部以防止天线辐射体被桅杆阻挡。
2）用天线固定夹将天线护套与桅杆两点固定，松紧程度应确保承重与抗风，且不会松动，也不宜过紧，以免压坏天线护套。
3）注意检查全向天线的垂直度。
4）注意检查全向收发天线的空间分集距离，一般要求大于4m。
5）尽量避免铁塔对全向天线在覆盖区域的阻挡。
6）全向天线在塔侧安装时，为减少铁塔对天线方向图的影响，原则上天线铁塔不能成为天线的发射器。
因此在安装中，天线总应安装与棱角上，且使天线与铁塔任一部位的最近距离大于波长。
（2）当全向天线安装在铁塔和金属管上时，还应注意以下几点。
1）严禁金属管与全向天线的有效辐射体重叠安装（天线的有效辐射体是指全向天线的天线罩部分）。
2）设法避免全向天线整体安装在金属管（桅杆）上。
3）当全向天线安装在铁塔上时，应保证与铁塔最近端面距离大于6被波长。
4）不建议使用全向双发覆盖技术，因为全向天线安装在塔体的两侧，受塔体的影响，两个天线在某些方向的覆盖有较大差异。
5）全向天线的安装垂直度至少小于垂直半功率波束宽度的1/8。
（3）全向天线的安装：
1）按照工程设计图纸确定天线发安装方向。
2）在用指南针确定天线的铁塔，避免铁塔影响测量的准确度。
3）方位角误差不能超过正负5°。
4）用角度仪调整调整天线的俯仰角，俯仰角误差不能超过正负0.5°。
5）注意检查收发天线的空间分集距离，有效分集距离要大于4m。
6）定向天线在塔侧安装时，为减少天线铁塔对天线方向图的影响，在安装时应使得定向天线的中心至铁塔的距离为波长的1/4或3/4，以获得塔外的最大方向性。
第四章诺基亚基站原理与维护
4.1诺基亚基站主设备
目前中国使用较多的诺基亚基站设备分别是二代站（DE21）、三代站（DE34/DF34）、UltraSiteDEGE基站。
其中目前现网普通采用DE34/DF34和UltraSiteDEGE基站设备。
诺基亚基站三代系列为20世纪90年代末采用较多的一类基站设备，有DE34/DF34/DG34,分别应用于GSM900/DCS1800/PCS1900，我们国家主要使用DE34/DF34。
本章主要介绍DE34/DF34和UltraSiteDEGE基站的基本结构，工作原理及基本操作维护方法。
4.1.1DE34/DF34基站主设备
以诺基亚NokiaIntratalkIndoorBTSwe为例，在此主要介绍DE34/DF34系列基站的基本结构和工作原理。
DE34/DF34分别有三个系列：
NokiaFlexitalkMiniBTS、NokiaIntratalkIndoorBTS、NokiaCitytalkOutdoorBTS。
1.机柜的简介
NokiaIntratalk室内大型基站基本参数如下。
（1）容量：
6TRX（单个机架），12TRX（两个机架）；基站最大配置：
12/12+12+12TRX。
（2）传输接口：
最多4位E1接口；内置微波单元（可选），内置HDSL接口；内置ISDN接口（可选）。
（3）供电方式：
直流-48V/-60；交流：
230V。
（4）外形尺寸：
1600mm×600mm×480mm。
（5）射频指标：
TRX输出功率为30W,接收灵敏度为-180dBm。
室内大型基站DE34/DF34的是目前现网中采用较多的基站类型，通常用于城市、乡镇等人员密集的区域。
该类基站的基本结构是由一个主架和一个扩展架构成。
单个机架可以支持6个TRX，两个机架支持12个TRX。
在对设备进行更换备板备件等操作的时候需要注意的是，必须佩带防静电手环。
2.DE34/DF34基站主设备硬件单元
（1）基本控制功能单元（BaseControlFunctionUnit,Bcf）
BCF是BTS的公共控制单元，它的功能包括O或M功能（如BTS的初始化、配置和告警控制）、主时钟功能、EAC外部告警控制。
通常情况下，BCFA正常工作时面板的指示灯应为绿灯亮，并且小窗口现显示为0008或0008BCFA代表主设备工作一切正常，BCFA代表主设备有过告警但已经恢复。
在遇到BCFA黄灯亮时，责说明主设备存在告警，通常主设备告警时，小窗口会显示具体告警号，如7900,7530等，此时可根据告警判断故障，同时还要根据其他告警对故障做出处理。
（2）收发信机单元（TransceiverUnit,TRX）
TRX为上下行方向载波提供所需的模拟和数字处理，TRX分为4个部分：
TX部分、RX部分、BB部分、TRXLOOP部分，而其硬件部分由3片组成：
TX部分、RT部分、BB部分。
TX部分：
将来基带部分的基带信号转换成GMSK调制的RF载波信号。
RX部分：
将接收到得RF信号转换成中频信号。
TRXLOOP部分：
将来自TX的部分信号传送到RX部分，在BB部分启动BER测试。
BB部分：
为RX和TX部分提供模拟/数字接口，按照GSM规范完成所有的数字信号处理功能。
（3）传输单元（TransmissionUnit,TRU）
TRU是连接BTS和BSC的传输单元，1块TRUA板可以提供3个2Mbit/sAbis接口（2块TRU提供4个2Mbit/sAbis接口）。
TRUA还可以提供无线传播接口、将业务信道与信令信道重新配合到D-bus、为主时钟单元提供同步等功能。
（4）天线滤波扩展单元（AntennaFilterExtensionUnit,AFE）
AFE主要完成带通滤波、信号放大、区分接收到的信号、将发射机连到到公共天线的功能，由两部组成：
RX分路和TX分路。
它属于宽带滤波器，既支持基带跳频又支持射频跳频。
AFE最多只能和两个TRX连接，所以采用AFE配置时,一个扇区最多可拥有4个载频。
AFE的射频连接有两种，可根据实际需要做出选择。
（5）远程谐振耦合器（RemoteTuneCombiner,RTC）
RTC面板它将来自不同发射机的多个发射信号耦合到一根天线上，能被远端调谐，即将各路信号合成以后送到天线，它是窄带滤波器，不支持射频跳频。
一个RTC可连接6个TRX。
（6）接收多路耦合单元（ReceiverMulticouplerUint,RMU）
RMU用于滤波接收到的RF信号、通过使用LNAs放大接收到得信号、接收到的信号连接到多个收信机，即将接收的信号放大后分送到各TRX单元的RX部分中去，分为主集接收和分集接收两部分。
RMU单元通常与RTC单元配合使用。
（7）公共供电单元（PowerSupplyforCommonUnits,CSU）
CSU为电源模块，其中CSUA为直流模块，CSUB为交流模块。
与PSU有所不同的是CSU只为公共单元部分提供电源。
当关掉CSU后，由于公共控制单元电源被切断，基站也将随之推出工作，所以只有在确定必须要中断电源的情况下才可以关闭CSU单元。
（8）供电单元（PowerSupplyUnits，PSU）
PSU为电源模块，其中PSUA为直流模块，PSUB为交流模块。
当PSU不是为公共单元提供电源的时候，关闭PSU会导致并排的TRX所在一排的电源模块中断。
如需更换TRX时，可通知BSC的机房关掉PSU下的两个载频，并更换所需更换的TRX。
同时RTC的电源也是由所处位置的PSU提供即RTC1的电源由主架TRX1、TRX2旁的PSU单元控制，所以关闭PSU单元的时候要注意观察是否同时会把RTC的电源切断，如果RTC的电源中断将导致该扇区退出。
重要提示：
CSU在确认必须断电时才能关闭，关闭导致整个基站退出。
PSU提供同框模块的供电，关闭时仅影响框内的设备；但若框中包含RTC，责会同时影响到RTC相连的其他机框设备，需确认才能关闭。
（9）冷却风扇（CabinetCoolingUint,CCF）
（10）增强覆盖单元
增强覆盖单元主要包括两个部分：
TRX功效和塔顶放大器TRX功效可提高下行功率3dB-4dB，可实现双频兼容；塔顶放大器可用于补偿电缆损耗、改善接收增益，其增益为2dB-12dB（可调）。
4.1.2UltraSite基站主设备
1.UltraSite机柜介绍
NokiaUltraSiteEDGEBTS是Nokia第四代基站中的一部分，是目前Nokia2G基站中最常用的基站设备，它可用于GSM900,GSM1800或GSM1900系统,或作为GSM900/GSM1800双频BTS使用。
UltraSite基站主设备如下图所示。
UltraSiteDEGE主要参数如下。
室内基站室外基站室内小型基站
图4UltraSite基站主设备
（1）容量：
12TRX,6TRX（UltraSiteMidi）；基站最大配置：
108TRX
（2）传输接口:
16个E1接口；内置微波单元（可选）；内置STM-1接口（可选）。
（3）供电方式：
直流，+24/-48/-60VDC；交流，230VAC
（4）外形尺寸：
1940mm×770mm×750mm，1800mm×600mm×570mm，1320mm×770mm×750mm,1180mm×600mm×570mm
（5）射频指标：
TRX输出功率，40W；接收灵敏度，-110dBm
（6）工作温度：
-30℃-+50℃（室外基站），-5℃-+50℃（室内基站）
2.UltraSite基站的基本配置及功能
UltraSite基站的主要配置如图5所示，UltraSite机架除配置成GSM机架外，还可以配置成WCDMA、EDGED等系统的机架，如图6所示，一个UltraSite机架最多可装载12个载频，当于ED34系列的主架加扩展架如图7所示。
图5UltraSite机架主要配置图
图6UltraSite机架多种配置方式示意图
图7UltraSite基站机架配置结构图
图7中所示数字如下：
（1）TransceiverRFunit:
收发信机单元（TSxx）
（2）2-wayReceiverMulticoupierunit:
两路接收机多路耦合器单元（M2xx）
（3）TransceiverBasebandunit:
收发信机基带单元（BB2x）
（4）BaseOperationsandInterfacesunit:
基带操作与接口单元（Bolx）
（5）Transmissionunit:
传输单元（VXxx）
（6）WidebandCombinerunit:
宽带合路器单元（WCxx）
（7）DualDuplexunit:
对偶变量双工滤波器单元（DVxx）
（8）DC/DCPowerSuppiyunit:
直流/直流供电单元（PWSB）
（9）6-wayReceiverMulticoupler:
六路接收机多路耦
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