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室内分布系统无源互调干扰问题排查与整治_无源_暗记

神尊大人 2025-01-05 01:35:43 0

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1. 互调滋扰已成为影响室分网络质量的主要成分 室内覆盖是目前移动电话网络接管话务量、办理深度覆盖并提升用户感想熏染的紧张手段,与目前2G网络紧张业务量来自于室外的情形不同,3G网络的紧张业务量来自于室内,NTTDoCoMo的3G商用网络用户分布统计数据显示,大约70%的业务量来自于室内,室内区域良好覆盖是网络质量的主要表示,是运营商获取竞争上风的关键成分,从根本上表示了移动网络的做事水平。
室分系统紧张的滋扰紧张包括四部分,无源互调滋扰、C网对G网滋扰(C网壅塞和杂散)、同邻频滋扰及直放站、干放有源滋扰。

比较无源互调滋扰,其他三种滋扰广泛被认知由此引发的问题比较随意马虎整治。
有源器件,譬如功放和混频器产生的互调,始终是研发工程师关心的,而知道十年前,大部分射频工程师很少提及无源器件产生的无源互调。
但是随着移动通信新频率的不断方案、大功率发射机运用和吸收灵敏度哀求的不断提高,无源互调产生的互调滋扰日益严重,因此也越来越被运营商、系统制造商及器件制造商所关注。

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由无源器件(犹如轴电缆、波导、连接器及合路器和天线等)的非线性产生的互调称为无源互调(PIM)[ 1][2],在无源器件中基本有两种无源非线性:打仗非线性和材料非线性。
前者为具有非线性电流/电压行为的打仗,如松动、氧化和堕落连接是范例的例子;后者是指具有非线性特性的材料,如铁磁材料和碳纤维。
无源互调滋扰最早涌如今卫星通信中,二十世纪七、八十年代,国外不少卫星因无缘互调问题而影响整星性能,如FLTSATCOM(美国舰队通信卫星)的3阶和MARECS(欧洲海事通信卫星)的43阶互调产物都落入吸收频带,引起严重滋扰问题。
任何的无源器件都存在非线性,仅仅在功率不大时可以考虑无源器件为线性。
一样平常通信系统中每每包含多个频率旗子暗记,取最大略情形,假设有两路旗子暗记F1/F2同时浸染于非线性无源器件,输出旗子暗记要包含F1及F2各种频率组合mF1±nF2(m,n为整数不同时为0)。
当m±n为奇数时,并且m‐n=1 (或n‐m=1)的情形下,新产生频率落到或者靠近吸收频带,可能会影响系统灵敏度。
常日把2F2‐F1或2F1‐F2两种频率组合产生的互调滋扰成为三阶互调滋扰,把3F2‐2F1或3F1‐2F2两种频率的组合成为5阶互调。
一样平常情形下随着阶数增加互调电平降落,如图1 所示,三、五七阶滋扰电平最大,在室分系统中须要考虑。
但是各阶数之间没有固定关系。

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(图片来自网络侵删)

无源互调表征有两种方法,一种是绝对功率电平表示法,用以 dBm 为单位互调产物电平值来表示,其余一种是相对功率电平表示法,即用互调产物绝对功率电平与一个输入载波功率电平的差值来表示,单位为 dBcIEC 62037 建议实验端口处采取 2×20W(43dBm)功率,这一标准已被业界广泛采取。
譬如基站天线互调哀求一样平常为-107dBm@2×43dBm,等同于-150dBc@2×43dBm。

2. 互调滋扰判断方法 无源互调滋扰是下行大功率旗子暗记产生落到上行互调产物从而影响上行吸收,互调产物具有两大特点;

1)互调产物的大小决定与下行输出功率大小,下行功率越强互调越明显;

2)互调产物电平随阶数升高而降落,越靠近发射带内互调产物电平越高; 因此,无源互调从滋扰带话统数据上看,一定是忙时滋扰带高而闲时滋扰带低,即滋扰带等级比例忙闲时有较大差距。
此外,各载频的滋扰带等级还有差异,大致趋势该当是频点配置高的载频滋扰带相对较高。

2.1 无源互调滋扰判断方法一

根据话统数据确定的疑似互调滋扰小区,利用基站闲时空闲时隙测试功能进一步确认。
闲时空闲时隙测试一

般选择在凌晨进行,此时所有配置载频满功率发射,并与昔日的滋扰带话统比拟不雅观察滋扰带的变革。
如果发送空

闲时隙后滋扰带较昔日明显抬升则可判断为存在无源互调滋扰。

2.2 无源互调滋扰判断方法二

用频谱仪测试信源侧主分集上行旗子暗记,哀求测试在不断网状态下进行,可以利用低互调测试耦合器接入系统耦合部分上行旗子暗记进行频谱测试,同时对小区内各载频进行空闲时隙测试,存在无源互调滋扰的小区的频谱在上行频段具有左低右高的特点,如图 2 所示。
且由于无源互调滋扰与发射功率大小强干系,空闲时隙测试前后的频谱应有明显差别。

图 2 无源互调滋扰频谱特色

2.3 无源互调滋扰判断方法三

判断方法一、二为定性判断方法,详细要判断室分系统是否存在互调滋扰,还是依赖专用互调测试仪表,断网进行测试,详细测试方法见第 3部分排查案例。
只管判断方法一、二不能精确进行互调判断,但是其意义依然重大。
无源器件是 \"大众哑\公众设备,一旦安装到室分现场,很难实现主动监控。
互调测试只能在断网状态下检测,面对巨大规模的用户,拉网式逐个室分站点排查不仅费时费力,而且频繁断网会对手机终端用户造成不良影响,因此此种办法不能被接管,判断方法一可以在担保天馈系统正常的条件下,如何探求有效方法,缩小互调滋扰小区范围。

互调丈量必须首先丈量空间频谱。
以中国移动 GSM900 网络为例,移动 GSM 基站周围每每存在电信 CDMA 基站,如果直接用互调仪进行互调丈量,在存在外部滋扰的情形下会导致丈量结果不准确,杭州紫光致力于天馈系统现

场丈量仪表开拓,根据 2 年多韶光天馈排查履历,专门为中国移动通信市场设计的便携式多功能互调测试仪,不仅具备互调功能,还有频谱功能,完备知足天馈系统及室分系统排查的须要。

3. 室分系统无源互调排查案例 3.1 系统事理图

某室分系统某小区系统原图如图 4所示,这是一个 GSM/DCS 合路系统,个中 GSM 网络忙时滋扰带指标较高。

根据 2.1 的互调判断方法,创造利用空闲时隙扫描功能进行全功率发射时,滋扰带指标提高,初步判断为互调滋扰。

3.2 测试步骤 1)关照网管中央关闭须要测试的小区,待小区完备关闭后进行后续操作;

2) 断开天馈线与基站(TX/RX)的连接; 3) 用低互调电缆通过低互调转接器将频谱仪与机架顶馈线口连接,丈量当前小区的上行通带(890-915MHz)均匀

滋扰电平,如果均匀滋扰电平低于-105 dBm,则可以进行互调测试;

4) 末了启动无源互调测试,分别对天馈系统测试反射互调。
如 若天馈系统存在互调滋扰(工程履历值 5 阶互调大于-95dBm),可采取分段定位方法,详细方法参考文献[4]。
经测试该站点天馈系统反射互调创造,天馈系统5阶反射互调为-58.5dBm,该站点通过分段故障定位测试排查了3dB电桥和40耦合器的故障,且1/2跳线接头制作不良也引起互调滋扰,详细测试数据参考表1。

3.3 指标比拟 该小区通过对分布系统互调滋扰的排查和器件更换后,在上行质差切换和上行均匀滋扰电平得到十分明显的改进,如图 5 及图 6 所示。

4. 降落室内覆盖互调滋扰的建议 4.1 提高器件性能哀求降落互调滋扰 器件性能是网络质量的根本,室分无源器件性能范例问题包括两类,一类是器件故障,其余一类是器件关键指标恶化,尤其是无源互调指标。
器件性能低落比较暗藏,一贯以来都难以有效进行监控和评估,因此利用高性能无源器件并担保器件性能是掌握滋扰的有效切入点。
建议室分无源器件功分/耦合器及电桥,互调哀求为‐150dBc@43d Bm,详细参考下表 1。
其余考虑未来系统兼容升级须要及室分系统更换繁芜性和困难性,强烈建议功分耦合器等宽频带器件,其事情频宽从 800‐2500MHz拓宽为 700‐2700MHz,目前中国移动正在 2600‐2700MHz频带进行 TD LTE 试点,因此将带宽拓宽到 2700 MHz非常有必要。

室分系统是范例的分支构造,越靠近信源,功率越高,越阔别信源,功率越低。
而无源互调滋扰与功率直接干系,如果由于各类限定(经济或者园地)导致不能对所有室分无源器件进行更换,至少要担保对靠近信源处无源器件进行改换,按照室内覆盖功率分配链路打算,对所有承受功率可能大于 2W 的无源器件必需更换高性能器件。

表格 2 中‐150dBc@2×43dBm 的意义是无源器件输入 43dBm(20W)两路连续波(0W)旗子暗记,产生的三阶互调哀求小于-107dBm(或 150dBc)。
由于无源滋扰电平与功率干系,在 2W 输入功率情形下其产生的三阶互调电平远小于-107dBm,大约在-127 dBm 以下。
这样看来对付下行链路承受功率大于 2W 的器件互调哀求知足‐150dBc@2×43dBm,彷佛有抵牾。
真实缘故原由在于互调测试是按照单频连续波进行,而真实网络上传输的旗子暗记是具有一定带宽的调制旗子暗记,假设旗子暗记带宽为 B,其产生的 K 阶互调旗子暗记的频谱宽度为 KB[ 3],譬如 GSM 旗子暗记为200K,其产生的三阶互调旗子暗记带宽为 600K,五阶互调旗子暗记带宽为 1000K,如图 7 所示。

目前 GSM 网络承载很高的话务量,一样平常室内覆盖都采取多载波的频点配置,这样多个互调旗子暗记会叠加覆盖全体吸收带内。
N路具有一定峰均比的旗子暗记叠加(均匀功率 Pa,峰值功率 Pp),遵照以下原则,均匀功率直接线性相加叠加即是 nPa,而峰值功率按照平方率叠加即 n2Pa。
很多室内覆盖网络都可以不雅观察到这种征象,当逐步增加载频数时,其吸收带内底噪会明显提升。
图 8为用频谱仪实测互调滋扰的一个频谱波形,可以看到吸收带内底噪全体都被抬了起来,而且越靠近发射频带,底噪抬得越高。
为避免多载频调制旗子暗记产生叠加互调滋扰旗子暗记影响吸收,必需严格哀求器件互调性能,参考国外室外覆盖哀求,150dBc@2×43dBm是比较得当的指标,不能再降落。

2.2 工程施工规范化

施工过程中的工程质量问题,紧张包括两方面问题,一方面是是接头制作质量,仍旧须要进一步提高。
很多

室内分步互调滋扰站点当中,很多不利都是由接头制作质量问题引起的,比较常见的如接头制作松动导致打仗不

良,接头内导体过长,接头内外导体连接(俗称皮包芯),接头内导体未磨平等。
特殊是接头内导体未磨平这种

情形,须要引起特殊重视,线缆内导体被斜口箝剪断,但未被打磨,从而使线缆的线性度变差,引起互调滋扰。

图 9 创造的未磨平的接头,可以看到内导体边缘极不平整,中央有一明显一字小突起,为斜口箝剪切所致。
图10 为某站点创造的问题接头,可以看到为跳线内心顶端有一尖形突起,显然是由于跳线内芯保留过长,接头制作时又用力旋转,内芯与接头摩擦所致。

工程质量问题的其余一方面是接头没有用力矩扳手拧紧。
互调产生勉励互调最紧张有两类,一类是材料非线性,其余一个是打仗非线性。
如果接头没有拧紧会导致打仗非线性涌现,从而导致大的互调滋扰涌现,现网中很多互调问题都是由于接头没有拧紧导致,其比例乃至超过接头制作不良。
互调与驻波比指标是完备不同的两个指标,两者之间没有直接关系,驻波比指标与接头是否拧紧关系不大,只要内外导体打仗上,纵然失慎密,测试结果基本上也是精确的。
目前室分站点工程验收电路参数基本只丈量驻波比,为方便调度更换,工程施工中很大接

头都是用手拧紧,这样操作导致驻波比测试通过,而设计互调指标存在很大问题。
接头没有拧紧的其余一个极度是过紧,用于室分接头很多是圆形接头,没有办法用力矩扳手,导致施工中很多利用大力钳拧紧接头,用力过大导致内导体危害或者产生碎屑,会严重影响互调性能。
规范操作是哀求所有接头都是六角形的,按照接头类型按照一定力矩拧紧接头,我们建议 7/16 接头利用 17.5N力矩扳手,N形接头利用 5N力矩扳手。

4.2 频点方案规避互调滋扰 中国移动 GSM 网络/DCS网络互调滋扰打算如表所示,对付 GSM 网络,对付 19M 移动 GSM 系统,其三阶互调滋扰不落到吸收带内,但是五阶互调滋扰会落到吸收带内,排查互调问题是必须考虑五阶互调影响。
移动 DCS网络,只有七、九阶互调会落到吸收带内,一样平常情形其滋扰电平较弱,可以不予考虑。

当室分系统无法对问题器件进行升级更换时,可以考虑频点方案降落互调滋扰。
我们将移动 GSM 19M 频段分为 A,B,C三段,利用原则如下:

1)单独利用 A、B或 C 段频点资源,不会产生 5阶互调;

2)B 段与 C段可组合利用,不会产生 5 阶互调;

3)A 段与 B段可组合利用;不会产生 5 阶互调;

4)A 段与 C段组合利用时,产生反射互调的概率较大。

5. 结论 根据互调滋扰产生机理,影响室分系统互调滋扰旗子暗记大小的成分紧张有两个:

1)进入天馈系统的载波个数,载波数越多,互调产物就越多,互调滋扰就越大。

2)每个载波进入天馈系统的功率,功率越大,互调产物的幅度就越大,互调滋扰就越大。
要从根本上办理互调问题,必须从提高器件性能入手,只有通过利用高性能无源器件,同时加以规范施工才能从根本上办理无源互调滋扰问题。
根据现场多载波调制旗子暗记利用哀求,强烈建议室分无源器件功分/耦合器及电桥,互调哀求为‐150dBc@43dBm,尤其是靠近信源部分。

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