1  引言

今天的无线服务提供商（WSP）面临一个严峻的挑战——需要长期对网络信号传送质量进行优化并对那些偏远射频基站的网络信号传输质量进行监控和优化。当网络处于压力状态下时（例如通信流量高峰期），面临的挑战更大。通信量过载容易在一些群体性事件期间发生，例如北京2008奥运会，无线服务提供商（WSP）要为抵达的大量游客提供网络覆盖，同时还要继续为广大的中国客户提供网络覆盖。

对无线服务提供商（WSP）来说，进行必要优化的一个途径是实施有效的安装维护（I&M）。而成功实施这些过程需要使用合适的安装维护（I&M）工具，如手持式信号分析仪和电缆及天线测试仪（CAT），这两种工具都是现在无线网络现场安装和维护并优化的基本工具。

2  射频网络监测

在射频无线网络采用的安装维护（I&M）过程中，以下4点特别重要：

●配置基站的硬件组件和软件算法。
　　●测试硬件部分的网络互联及各自的优化。
　　●通过移动车辆进入现场进行最初的路测，在得到网络运行授权前检测所接受基站信号的质量。
　　●网络运行前最后的优化、故障排除并对验收测试存档。

射频无线网络并不是惟一需要安装维护（I&M）过程的新兴应用。每个细分市场领域（例如航天国防、移动和通用市场）是由其自身的独特需求组所驱动（见图1），所有这些的安装维护（I&M）过程都需要高精度、高可靠性和及时实施，以适应现场应用的需求。

图1  网络安装程序流程

3  确定合适的安装维护（I&M）解决方案

根据最近的一份研究报告，目前全球3~4GHz手持式信号分析仪的市场估计为1亿美元左右。作为手持式解决方案，这些基本的通用工具非常适合无线，特别是射频网络的安装维护（I&M）应用中广大用户的需求。一个重要的应用案例就是局域网远程控制频谱分析仪，它为关键网络参数的长期监测提供一个快速有效的解决方案。从手持频谱分析仪获得数据之后可以进行调用并利用计算机辅助软件进行分析，为网络硬件安装提供即时、直观的协助。手持频谱分析仪可以用来确保现场长时间和紧急情况的广播服务质量，因此它们非常适合满足前述的重要安装维护（I&M）需求。进入中国参加北京2008奥运会的巨大人流对目前的移动电话基础设施是一个挑战。对网络进行适当的测试，特别是现场测试，绝对是至关重要的。这样的测试对于在高信号质量和带宽的前提下确保网络连续性和稳定性是必要的。由于在这期间世界范围内在线收看奥运的观众非常多，所以无论如何要避免网络瘫痪的风险。不管是在无线服务提供商（WSP）的中心区域还是在最偏远的地方，都必须全天候地密切关注网络传输质量和可持续性。

安装维护（I&M）程序在确保服务连续性和稳定性方面起着重要的作用。图2和图3按步骤展示了户外环境下设计、创建和安装射频无线网络硬件基础设施（例如天线、基站以及布线）的实施过程。连续性测试确保建立端到端连接和逻辑设置的正确性，而长期监测测试确保网络稳定性并验证其长期、无错运行的能力。如果没有恰当的设备来执行这些测试，那么这些测试程序将显得非常复杂和繁琐。

图2  网络维护程序流程图

图3  安装和维护市场的关键驱动因素

在选择合适的信号分析仪时，安装维护（I&M）公司和分包商会关注一些关键因素，即便携性、重量轻、坚固耐用、优良的产品质量、便于数据传输的常用接口、电池工作时间、低成本。

安捷伦N9340B手持式频谱分析仪是有效满足这些要求的一种解决方案，除具有这些特点外，还有很强的测量和监测功能，这种功能在无线网络安装维护（I&M）应用中特别有用。最为重要的一个功能就是色谱图功能。色谱图功能允许服务提供商的现场工程师在任何时候和任何地方都可以监测引起通信中断和干扰的瞬时信号。当采用局域网远程控制功能后，安捷伦的N9340B色谱图功能能保存频域和时域两类数据，并搜集干扰主载波的突发瞬时信号，而这些信号可能对无线服务提供商（WSP）正常通信量造成严重干扰并导致非常大的损失。

安捷伦N9340B手持式频谱分析仪的色谱图测量和频谱迹线如图4所示，屏幕上显示记录的一个瞬时信号的彩色编码图像、频率范围和监测时间分别在横轴和纵轴上显示，彩色编码表示所记录信号的功率。

图4  安捷伦N9340B手持频谱分析仪具有色谱功能

在色谱图上，无论是垂直地（显示过去时间内的某个时刻）还是水平地（显示不同频率）激活或移动一个标记(Marker)，工程师都可容易地标记感兴趣的信号部分。工程师可以仅通过单键操作便可在色谱图和某时刻记录的实际频谱轨迹之间切换。在图4（色谱图）左侧的图中，容易找到频率为1.806993478GHz的间歇性干扰信号。一个标记放在其中一个干扰信号上。通过右边的频谱轨迹图，便可以看到在某一特定时刻的频谱轨迹。因此，色谱图是手持式频谱分析仪的一个强大工具，它允许用户捕捉干扰，特别是间歇性的信号，而瞬时干扰又是现在网络运行中最令人烦恼的干扰。

安捷伦N9340B还同时支持另一个对实施安装维护（I&M）过程有用的功能，这就是频谱发射掩模（SEM）。频谱发射掩模是相对于主信道内功率而定义的，它是WCDMA中的一个关键技术指标。N9340B的这一功能允许工程师监测信道外发射功率，从而确保基站的发射性能维持正常状态。为了增加了测量的灵活性，N9340B还允许用户修改频谱发射掩模的各项参数，包括主信道带宽、信道外频带和容差极限等。

N9340B手持频谱分析仪还支持其它重要的功能，如场强测量，USB功率传感器，以及AM，FM，ASK和FSK等调制信号的基本解调分析。这些功能与前述各项功能一起使工程师能够针对一个信号进行全面的测试，以在非常窄的分辩带宽（例如仅仅数十赫兹）下监测主载波旁是否存在干扰。一旦定位干扰，就可以快速、恰当地部署改正措施。

4  电缆及天线测试仪（CAT）作用分析

手持式电缆及天线测试仪在保证现场传输信号质量从而支持无线通信上起着至关重要的作用，它与手持式信号分析仪一起构成优化电缆和天线部件硬件安装所需的整套工具（见图5）。

图5  电缆和天线测试系统测量屏幕示例

对理想电缆及天线测试仪（CAT）的一个基本要求是能够测量现场的回波损耗。回波损耗是对电缆和天线系统信号反射特性的一个度量。在S参数术语中，它相当于一个S11测量。为进行这个测量，手持式电缆及天线测试仪（例如安捷伦N9330B）用一个信号发生器产生一个扫频的射频信号，这个信号被发送到所测试的电缆和天线系统，一部分入射功率从每个传输故障点和天线反射回发射源。反射电压与入射电压之比称为反射系数——一个既包含幅度也包含相位信息的复数。通过测量信号反射，手持式电缆、天线测试仪（CAT）可以确定电缆和天线系统的参数。

对理想的电缆及天线测试仪（CAT）的另一个关键要求就是提供频域和时域回波损耗测量。在频域中，电缆及天线测试仪（CAT）利用时域信号的一个逆傅立叶（Fourier）变换来确定故障点的位置。它也支持驻波比（SWR）、回波损耗和电缆损耗测试。可以根据回波损耗测量得出驻波比（SWR）和电缆损耗。

在时域中，电缆、天线测试仪（CAT）支持回波损耗和电缆损耗测试。这些频域和时域测试功能目前已经成为电缆和天线系统测试的标准。

5  数据处理

所有安装维护无线网络过程都需要利用一个快速灵活的后处理和报表工具（见图6）。安捷伦N9330 PC软件提供功能强大的测试数据后分析功能。除了良好的用户界面外，基于PC的后分析工具还可以提供史密斯（Smith）图表显示和分析功能，它也支持强大的打印功能，这使得完成报表变得非常方便。数据库功能则提供有组织的档案管理。

图6  捷伦科技N9330天馈线测试仪分析工具

6  结束语

成功实施安装维护（I&M）过程对确保压力条件下长期全天候服务连续性和网络稳定性非常关键。采用恰当的测试设备（例如手持式信号分析仪和电缆及天线测试仪（CAT））以及合适的后处理软件工具可以帮助现场工程师大大简化这些繁琐而复杂的测试程序。