矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)中的應(yīng)用

1、概述

隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，2G、3G、4G通信網(wǎng)并存，使通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度越來(lái)越高，尤其是室內(nèi)分布系統(tǒng)，往往由成百上千個(gè)射頻器件組成，射頻器件的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到通信網(wǎng)的質(zhì)量，由于射頻器件指標(biāo)的下降，從而，使信號(hào)覆蓋變差、干擾增加，導(dǎo)致接通率低、掉話高、話音質(zhì)量差等用戶感知度下降的現(xiàn)象越來(lái)越多。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀被稱為“射頻測(cè)量萬(wàn)用表”，移動(dòng)通信網(wǎng)的基站系統(tǒng)、室內(nèi)分布系統(tǒng)中絕大部分射頻器件的絕大部分指標(biāo)是通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)測(cè)量的。本文介紹了矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及其在移動(dòng)通信網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)中的應(yīng)用，希望對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員有所幫助。

2、認(rèn)識(shí)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是使用自身的信號(hào)源、接收機(jī)來(lái)測(cè)量射頻微波器件，如：雙工器、跳線、連接器、功分器、合路器、電橋、放大器等無(wú)源和有源射頻器件S參數(shù)的儀器。

圖1矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀S參數(shù)測(cè)量示意圖

S參數(shù)包括反射參數(shù)、傳輸參數(shù)。反射參數(shù)反映了微波網(wǎng)絡(luò)的匹配性能，如：駐波比、回波損耗、反射系數(shù)等參數(shù)。傳輸參數(shù)反映了微波網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性，如：插損、隔離度、增益等。

圖中各S參數(shù)的含義，S11、S22是反射參數(shù)，S21、S12是傳輸參數(shù)。
• S11：端口2匹配時(shí)，端口1的反射特性
• S22：端口1匹配時(shí)，端口2的反射特性
• S21：端口2匹配時(shí)，端口1到端口2的正向傳輸特性
• S12：端口1匹配時(shí)，端口2到端口1的反向傳輸特性

3、移動(dòng)通信網(wǎng)常用射頻器件及其指標(biāo)

3.1基站天饋系統(tǒng)
• 天線：隔離度、駐波比（回波損耗）、、增益、前后比、旁瓣抑制
• 跳線電纜：插損、帶內(nèi)波動(dòng)、駐波比（回波損耗）
• 連接器：插損、帶內(nèi)波動(dòng)、駐波比（回波損耗）

3.2室內(nèi)分布系統(tǒng)
• 功分器：插損、帶內(nèi)波動(dòng)、駐波比（回波損耗）
• 耦合器：插損、耦合度偏差、隔離度、駐波比（回波損耗）
• 合路器：插損、帶內(nèi)波動(dòng)、隔離度、駐波比（回波損耗）、帶外抑制
• 3dB電橋：插損、帶內(nèi)波動(dòng)、隔離度、駐波比（回波損耗）
• 衰減器：衰減度誤差、帶內(nèi)波動(dòng)、駐波比（回波損耗）
• 負(fù)載：特性阻抗、駐波比
• 放大器：增益、1dB壓縮點(diǎn)
• 直放站：增益、增益調(diào)節(jié)范圍、收發(fā)隔離、帶外抑制

4、射頻器件指標(biāo)對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響

4.1信號(hào)覆蓋
射頻器件以下指標(biāo)的下降將導(dǎo)致信號(hào)覆蓋質(zhì)量變差。
• 插損：插損變大導(dǎo)致有效發(fā)射功率降低。
• 帶內(nèi)波動(dòng)：帶內(nèi)波動(dòng)變大導(dǎo)致一些頻點(diǎn)上有效發(fā)射功率降低。
• 駐波比：駐波比變大導(dǎo)致反射功率增大，有效發(fā)射功率降低。
• 耦合度：耦合度降低導(dǎo)致支路信號(hào)功率降低。
• 放大器增益：放大器增益降低導(dǎo)致有效發(fā)射功率降低。

4.2系統(tǒng)干擾
射頻器件以下指標(biāo)的下降將引起系統(tǒng)的間干擾。
• 隔離度
• 帶外抑制

5、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)維護(hù)中應(yīng)用

5.1網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

• 入庫(kù)檢測(cè)
• 工程驗(yàn)收

移動(dòng)通信網(wǎng)基站天饋系統(tǒng)往往建設(shè)在在高處，如：高層建筑的樓頂、鐵塔等，維護(hù)難度較大；室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)在高級(jí)賓館、高檔寫字樓等，這些場(chǎng)所裝修檔次高，而室內(nèi)分布系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，通常要或多或少的破壞一部分裝修，因此，系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，時(shí)常遭到物業(yè)業(yè)主和物業(yè)管理單位的阻撓，維護(hù)難度很大。由此可見(jiàn)，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，把好器件的的質(zhì)量關(guān)，建設(shè)優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)工程，減少維護(hù)工作量，做好射頻器件的“入庫(kù)檢測(cè)”、“工程驗(yàn)收”工作是保障移動(dòng)通信正常運(yùn)營(yíng)的重要環(huán)節(jié)。

5.2網(wǎng)絡(luò)維護(hù)

• 故障器件摸排檢查
• 更換器件驗(yàn)證檢查

再好的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)也不可能不發(fā)生故障，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)故障需要具備快速高效的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)手段。利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的時(shí)域反射分析（TDR）功能快速定位天饋系統(tǒng)和室內(nèi)分布系統(tǒng)的故障；對(duì)于干路、分支點(diǎn)的關(guān)鍵器件進(jìn)行排查；對(duì)于需要更換的器件進(jìn)行性能指標(biāo)驗(yàn)證檢查，保證器件更換一步到位，避免質(zhì)量差的器件上網(wǎng)，減少重復(fù)更換工作，提高工作效率。

6、上海創(chuàng)遠(yuǎn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀ATE“一鍵”自動(dòng)測(cè)試解決方案

上海創(chuàng)遠(yuǎn)儀器技術(shù)股份有限公司研制的T5231A/T5281A便攜矢網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)分析儀是特別針對(duì)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商量身定制，頻率范圍分別覆蓋300kHz-3GHz/300kHz-8GHz，達(dá)到業(yè)界同類“生產(chǎn)級(jí)”臺(tái)式機(jī)相媲美的性能指標(biāo)，可以滿足基站天饋系統(tǒng)和室內(nèi)分布系統(tǒng)射頻組件，如：耦合器、功分器、電橋、合路器、衰減器、負(fù)載、跳線、放大器等器件的入庫(kù)檢測(cè)測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)測(cè)試。內(nèi)置“一鍵”自動(dòng)測(cè)試功能，實(shí)現(xiàn)快速測(cè)試，測(cè)試結(jié)果自動(dòng)生成報(bào)表保存到硬盤，從而，大大提高測(cè)試效率，對(duì)測(cè)試人員無(wú)技術(shù)要求，使測(cè)試工作既便捷又準(zhǔn)確。

• 預(yù)設(shè)測(cè)量參數(shù)
預(yù)先配置測(cè)量指標(biāo)、測(cè)量參數(shù)、判定指標(biāo)合格的閾值、報(bào)表模板，儀器自動(dòng)按照配置文件設(shè)置的測(cè)量流程或應(yīng)用軟件定制的測(cè)量流程分步完成測(cè)量。
• 測(cè)試過(guò)程
測(cè)試人員只需要按照應(yīng)用軟件界面的文字提示信息進(jìn)行被測(cè)器件的連接和單擊測(cè)試按鈕即可完成測(cè)量，測(cè)量完成后自動(dòng)生成測(cè)量報(bào)告報(bào)表。

ATE“一鍵”自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)測(cè)試人員無(wú)技術(shù)要求，無(wú)需詳細(xì)了解被測(cè)器件指標(biāo)的測(cè)量方法，無(wú)需詳細(xì)了解測(cè)量?jī)x器復(fù)雜的操作使用方法，使測(cè)量工作不在局限于專業(yè)人事，簡(jiǎn)單化，自動(dòng)化，大大減少測(cè)試工作量，提高生產(chǎn)效率。

以GSM/WCDMA合路器測(cè)試為例介紹一下“一鍵”自動(dòng)測(cè)試解決方案。

（1）測(cè)試腳本

（2）測(cè)試項(xiàng)選擇

（3）文字提示信息

（4）測(cè)試結(jié)果實(shí)時(shí)顯示

（5）測(cè)試報(bào)告報(bào)表

7、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀與工程儀表比較

天饋儀(駐波儀)頻譜儀矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀1）用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量天饋系統(tǒng)的駐波比、回波損耗、DTF故障點(diǎn)定位等反射測(cè)試。
2）不能測(cè)量射頻器件的傳輸性能指標(biāo)，如：插損、隔離度、帶外抑制等用于射頻信號(hào)的頻譜分析– 占用的帶寬、信道功率、相鄰?fù)ǖ拦β时取?chǎng)強(qiáng)、AM/FM demod、載波干擾比；接收的信號(hào)強(qiáng)度(RSSI) - 帶內(nèi)干擾和帶外偽信號(hào)的定位與識(shí)別；調(diào)制識(shí)別等。1）用于準(zhǔn)確測(cè)量射頻器件，如：電纜、連接器、雙工器、耦合器、電橋、功分器、衰減器、天饋系統(tǒng)的駐波、回波、插損、隔離度、帶外抑制等指標(biāo)。
2）用于射頻器件生產(chǎn)領(lǐng)域，運(yùn)營(yíng)商射頻器件的入庫(kù)檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等領(lǐng)域。