应对无线网络安装与维护市场的挑战和需求

对于当今的无线服务提供商（WSP）来说，部署无线网络并不是一项轻松的任务。网络安装过程中的每一步（例如，现场设备的安装、优化/故障诊断、网络设计、基站结构和基站配置）都有可能出现问题，这些问题会影响到无线服务提供商以优异的服务质量（QoS）提供持续而稳定的服务。此外，网络维护过程中也会出现问题。例如，50% 到 60% 的蜂窝基站问题均是由有缺陷的电缆、连接器和天线造成的，此外，干扰是造成问题的另一大原因。因此，为了在现场确保最佳的基站安装、维护无线网络的最佳运营，必须对蜂窝基站的电缆、滤波器、天线、放大器进行常规测试和对内部干扰和外部干扰进行故障诊断。

现在，日益复杂的无线网络和不断提高的工作频率（从不到 1 GHz 升至 5.8 GHz）使这一任务变得更加复杂，迫使无线服务提供商不得不在同样的时间内部署和维护更多的蜂窝基站才能覆盖同样的地区，。

传统的手持式安装与维护（I&M）测试解决方案也可满足这种测试需求，但这些解决方案通常需要使用多种仪器，这就意味着工程师需要学习更多知识，包括如何使用仪器、记录测试结果，以及（在某些情况下）发现结果与故障根源的关系。这些解决方案提供的速度、工作效率和灵活性无法满足当今的射频现场工程师和技术人员日益荷刻的需要。工程师和技术人员所需要的是一款高度集成、多功能可靠的测试仪，该仪器能够在更短的时间内处理当今日益复杂的无线网络中出现的问题。

I&M 前景调查
目前，消费者对无线多媒体业务的需求推动着 I&M 市场，这种需求也在帮助确定对第三代（3G）以及下一代技术的无线宽带的需求。为了满足这种需求，网络设备制造商（NEM）引入了多种尖端的新型 3G/3G+ 无线通信技术（例如，UMTS、HSDPA、HSUPA、WiMAX™ 和 3GPP LTE），它们能够处理高速数据连接所要求的完整数据包（PS）数据流。这些技术为无线服务市场带来了大量巨大变化。不仅如此，语音呼叫已变为一种商品。此外，网络设备制造商的作用已经退化为为顾问，而无线服务提供商现在却处于这个关系链的最顶端，决定技术采用、服务类型、设备成本和测试要求。无线服务提供商希望增加数据流量以向消费者出售增值业务（例如视频共享），但同时很难找到经过适当培训的射频工程师来确保优化蜂窝基站以提供这种业务。

伴随着这些改变的发生，无线通信领域本身也在演进——3GPP、3GPP2 和 802.x 标准组织都在致力于为下一代通信平台定义新的宽带标准（图 1）。虽然 无线服务提供商更希望看到的是技术演进而并非整个行业的革命，但技术演进是不可能凭空产生的。以演进的 3GPP 网络体系结构为例，它源于 GSM（全球广泛采用的 2G 手机标准），后来演进为支持更高数据速率的 GPRS；GPRS 演化为 EDGE，在原来的基础上，它还支持更高的数据传输速率和更高的数据传输可靠性。从此 GSM 演进到了 3G 版本——UMTS。为了扩展和提高现有 UMTS 协议的性能，它添加了 HSPA。LTE 是 UMTS 的 4G 版本，目前正在开发中，将进一步提高 UMTS 标准，以应对未来的技术演进。

  
图 1. 由于数字无线技术的演进，移动和固定线路的宽带技术正在逐渐融合，更多的网络正在组建中。新厂商正在涌入并参与竞争，因此将需要更多的射频工程师和技术人员，同时还需要新的频谱以适应这些新兴标准。

由于这些演进变化，当今的很多网络都包含三四种技术，覆盖两到三个不同的频段。这种复杂性意味着网络之间的切换变得比原来更加困难，切换造成的干扰成为网络故障的罪魁祸首。由于经过适当培训的射频工程师极其有限，因此，高效地解决这些故障（干扰和其他故障）更加困难。

确定主要的测试需求
人们对无线多媒体服务的需求日益增长，加上由数字无线演进所造成的复杂性日益增加，无线服务提供商的压力越来越大。其中大部分压力来自越来越高的工作频率，越来越复杂的基站，支持多种技术并将这些新技术融为多路输入多路输出（MIMO）。同时，基站也正在向更小、更快、更经济的设计方向发展——所有这些都意味着需要功能更多的测试工具，以确保最佳的网络运营。

这些趋势使本已非常复杂的无线网络安装于维护过程更加复杂，对蜂窝基站造成了一系列常见故障。这些故障首当其冲的是射频问题，这是由于电缆和天线性能下降造成的。性能下降的馈线会造成较差的覆盖范围、多余的切换、寻呼故障和上行链路的接入故障。故障的另一个常见原因是干扰（例如，信道干扰、相邻信道干扰、内部调制干扰、外部干扰和内部干扰）。下行链路干扰会降低覆盖范围并造成掉线，上行链路干扰则会造成接入故障。干扰直接影响无线通信服务的服务质量。

蜂窝基站的其他常见故障原因来自于滤波器和塔顶放大器（TMA）的损害、无线设置和配置的误差、发射机性能下降和接收机灵敏度降低。当参考时钟不再同步时，也会发生故障，从而导致“孤立小区”效应和切换失败。回程传输是故障原因之一，T1/E1 故障是蜂窝网中最常见的缺陷。

要想解决这些日益增加的潜在性故障，如果没有熟练的技术射频现场工程师和技术人员，则需要一款能够快速、精确、轻松进行一系列关键测量的测试解决方案。这些关键性测量包括：

• 电缆和天线测试（例如，电压驻波比和回波损耗测量）
• 故障点距离（DTF）测量
• 滤波器和塔顶放大器（TMA）测量
• 使用功率计进行发射功率测量
• 基于频谱分析仪的功率测量（例如：信道功率、相邻信道功率和占用带宽（OBW））
• 干扰分析（例如：频谱和信号 ID）
• 发射信号质量测量

除了需要进行这些测量，当今的射频现场工程师和技术人员还需要某种工具来快速校准他们的电缆/天线测试仪。和任何测试仪器一样，在测试端口上添加一个器件（例如：跨接电缆或适配器），都需要使用校准套件对测试仪重新进行校准。无论是携带必要的校准套件到现场，还是每次添加一个器件都要进行重新校准，都是一件非常麻烦而又耗时的事情。I&M 测试解决方案既能灵活满足这种需求，而且提供上述的测量范围，对于避免出现服务质量问题以保持高服务质量来说至关重要。

安捷伦科技提供有力的便携式解决方案
Agilent FieldFox 射频分析仪可对当今的无线服务提供商（WSP）所需的主要测量提供独一无二的支持（如图 2所示）。作为当今市场上无线网络的安装与维护中最全面的手持式仪器，它将电缆/天线分析、频谱分析（100 kHz 至 4 或 6 GHz）、功率计测量和矢量网络分析功能完成集成到一个坚固、紧凑、重量轻的套件中。这不仅使现场操作变得简单而可靠，还能使工程师或技术人员去现场时只需携带一个工具即可。

图 2. FieldFox 的轻重量、反射式显示屏、背光按键和简单的数据连接提供无与伦比的现场可用性，用户可以随时随地地携带直观的任务驱动式用户界面还可以缩短用户的学习过程。

FieldFox 无与伦比的扫描速度可以缩短解决问题的时间，与目前市场上的其他手持式 I&M 测试仪相比，测试速度快 50%。这使 FieldFox 可在更短的时间内解决日益复杂的无线网络问题，从根本上提高生产率。凭借其 1001 点分辨率和卓越的动态范围，FieldFox 还可进一步启用其快速故障定位功能。

执行基站安装与维护的射频现场工程师和技术人员可以使用 FieldFox 来进行一系列的全面测量，其中包括：

• 电缆和天线测试；电缆损耗、插入损耗和传输测量

FieldFox 可用于测试天线、电缆、滤波器和放大器以进行回波损耗、VSWR、插入损耗/传输损耗、单端口电缆损耗和 DTF 测量。回波损耗和 DTF 测量可同时进行，这可以帮助校正由电缆和天线系统的特定故障而引起的整个系统性能下降。

FieldFox 的一个主要特性是 QuickCal，它是业内首款也是唯一一款内置校准系统，使您无需将校准套件带到现场就可以校准电缆/天线测试仪。这种功能不仅可以简化电缆和电线测试，为每次测量提供可靠的精度和可重复性，还能提高生产率。QuickCal 还可以校正在仪器操作期间由于温度变化而引起的漂移。FieldFox 还具有 CalReady 功能，这意味着通电之后，它就已经完成校准，随时准备在电缆和天线测试端口进行测量。用户无需在现场校准分析仪，就可自如地进行回波损耗、单端口电缆损耗、插入/增益和 DTF 测量。

• 频谱分析仪
FieldFox 具有一个可选的内置频谱分析仪，可覆盖 100 kHz 至 6 GHz 的频率范围。快速的频谱扫描可以检波干扰，射频猝发捕获可以测量间歇信号，它可以同时显示四条迹线，并支持用户选择不同的检波器模式。

• 使用 USB 功率传感器的功率计
FieldFox 可与 Agilent U2000 系列 USB 功率传感器连用，进行高达 24 GHz 的射频/微波功率测量。它可使用 -60 dBm 至 +20 dBm 的高动态范围进行真实的平均功率测量（取决于传感器）。传感器具有内部调零功能，无需外部校准。

• 网络分析仪
FieldFox 拥有可选的网络分析仪模式，可提供标准的矢量网络分析仪测量，例如：S11 幅度和相位、S21 幅度、史密斯圆图显示。

总结
测试蜂窝基站的天线、滤波器、放大器和对干扰进行故障诊断对于确保网络良好的服务质量至关重要。尽管传统的手持式 I&M 测试解决方案也可以胜任这项任务，但它们却无法为当今的射频现场工程师和技术人员提供所需的速度、生产效率和灵活性。FieldFox 射频分析仪凭借高度集成、校准就绪（calibration-ready）测量和超快测试速度等特性，不仅可为当今的无线服务提供商提供所需的测量功能，还能极大地提高生产效率。对无线服务提供商来说，这些特性的作用是立竿见影的，使他们能够在更短的时间内，更高效地部署和维护当今复杂的无线网络。