天饋系統(tǒng)無源互調(diào)測試的研究

山西省郵電建設(shè)工程有限公司 羅晉峰

1.概述

移動通信在我國迅速發(fā)展，人們也越來越多的使用無線通信手段來生活交流。在無線系統(tǒng)固定的帶寬里，需要承載的語言業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也越來越多。在傳送的信號的天饋系統(tǒng)里，各種頻率的信號混合傳輸。由于天饋系統(tǒng)的非線性特性，這些混合的信號會生成一種雜散干擾信號—無源互調(diào)。當這些干擾信號的頻率落在無線系統(tǒng)的頻段內(nèi)時，會使無線系統(tǒng)的上行干擾增加，造成一些地方手機信號很好但語音通話斷續(xù)，掉話增加、基站信號覆蓋距離縮小等諸多問題，嚴重影響到用戶的通話體驗

2.天饋系統(tǒng)無源互調(diào)介紹

2.1 無源互調(diào)定義

無源互調(diào)（PassiveInter-Modulation，PIM）是無源器件產(chǎn)生的，只要在一個射頻導體中同時存在兩個或兩個以上RF信號，就會產(chǎn)生互調(diào)。當器件中存在一個以上的頻率時，任何無源器件都會產(chǎn)生無源互調(diào)產(chǎn)物。由于不同材料的連接處具有非線性，信號會在結(jié)點混合。

2.2 無源互調(diào)含義

互調(diào)頻率(fIM)=mf1±nf2，f1、f2為輸入的基波頻率；m、n為包括1在內(nèi)的整數(shù)，m+n為互調(diào)階數(shù)。如：當m+n=3時，則為三階互調(diào)，三階互調(diào)對網(wǎng)絡(luò)影響最大，五階、七階次之。

2.3 無源互調(diào)干擾特點

第一，無源互調(diào)只對本小區(qū)有影響。由于互調(diào)干擾本身信號強度微弱，以三階互調(diào)為-50dBm為例，一旦發(fā)射經(jīng)過自由空間將衰減100dB左右，這樣實際對外干擾強度僅為-150dBm左右。

第二，互調(diào)產(chǎn)物的階數(shù)越小能量越大。

第三，無源互調(diào)值隨著載頻功率的增加而迅速增加。

圖1 上行干擾排查流程圖

圖2 天饋系統(tǒng)分段圖

圖3 天饋系統(tǒng)無源互調(diào)分段定位流程圖

2.4 無源互調(diào)產(chǎn)生的原因

無源互調(diào)產(chǎn)生有三個原因：

第一，天線覆蓋前方存在非線性傳導特性物體。例如，天線覆蓋方向有鐵質(zhì)廣告牌、基站鐵塔等鐵磁性物體。

第二，天饋系統(tǒng)中某個器件本身互調(diào)指標很差。由于天饋系統(tǒng)工作環(huán)境的惡劣，年長日久其器件由于進水腐蝕、風吹、日曬等原因造成損壞。

第三，天饋系統(tǒng)中器件之間的連接不牢靠。天饋系統(tǒng)中饋線彎曲度太大、接頭安裝太緊或太松、接頭截面的扭力負荷太大或太小都會造成天饋系統(tǒng)PIM的增加。

表一 A基站1小區(qū)整改前后指標對比表

表二 B基站2小區(qū)整改前后指標對比表

表三 C基站1小區(qū)整改前后指標對比表

表四 C基站3小區(qū)整改前后指標對比表

3.無源互調(diào)的排查方法

3.1 上行干擾的排查

通過OMC的統(tǒng)計分析，可以看到一段時間內(nèi)小區(qū)上行干擾情況。我們可以篩選出那些持續(xù)存在高上行干擾的小區(qū)。理論上在現(xiàn)網(wǎng)運行的各種器件均會造成上行干擾，但故障率和表現(xiàn)是不一樣的，根據(jù)干擾產(chǎn)生的原因?qū)⒏蓴_分為硬件（包括天饋系統(tǒng)）故障造成的干擾、網(wǎng)內(nèi)頻率干擾、網(wǎng)外頻率干擾三類，以下對各類干擾產(chǎn)生的原因及特點進行分析，根據(jù)各類干擾產(chǎn)生的原因和特點再進行干擾排查、處理就容易多了，上行干擾排查流程圖如圖1所示。

3.2 天饋系統(tǒng)無源互調(diào)分段定位檢測

此次主要采用針對天饋系統(tǒng)分段排查來定位故障點并提出整改建議。如下圖所示，依次測試天饋整體（a-f）、b處加負載測室內(nèi)1/2跳線（a-b）、c處加負載測避雷器到架頂（a-c）、d處加負載測室外7/8饋線到架頂(a-d)、e處加負載測室外1/2跳線到架頂（a-e）、塔頂天線（f）無源三階互調(diào)檢測來定位故障點，具體測試流程如圖3所示。

4.測試數(shù)據(jù)分析

4.1 測試數(shù)據(jù)匯總

測試人員對篩選出的84個小區(qū)進行按流程進行排查，對造成天饋系統(tǒng)三階互調(diào)值差的原因分析，針對排查的結(jié)果進行統(tǒng)計。按照天饋系統(tǒng)無源三階互調(diào)干擾產(chǎn)生的原因分類匯總?cè)缦拢?3%是天線質(zhì)量造成；32%是室內(nèi)跳線引起的；31%的是7/8饋線/接頭質(zhì)量造成；3%是室外跳線引起的；1%是器件原因造成的。

4.2 天饋互調(diào)問題典型案例

4.2.1 天線無源三階互調(diào)值差

案例一：A基站

1）排查

A基站GSM900系統(tǒng)使用某品牌雙極化非電調(diào)天線，運用天饋系統(tǒng)分段排查方法逐段排查，最終定位為天線問題，測試結(jié)果定位為該基站的天線原因造成測試小區(qū)的天饋三階互調(diào)值差。

2）分析

從測試結(jié)果可以看出該天饋線的三階互調(diào)值很差，天饋線三階互調(diào)值越大，產(chǎn)生的上行干擾越強，后臺統(tǒng)計指標越差。對該小區(qū)的問題天線進行更換，更換后1小區(qū)各項指標對比（指標采用相同提取時間進行同比）如表一所示。

4.2.2 室內(nèi)跳線質(zhì)量問題

案例二：B基站

1）排查

在測試中發(fā)現(xiàn)B基站2小區(qū)天饋三階互調(diào)值大。排查后發(fā)現(xiàn)該基站室內(nèi)跳線成圈盤留在走線架上，饋線彎曲過大造成天饋三階互調(diào)值差，現(xiàn)場截去多余的饋線整改后該小區(qū)的天饋三階互調(diào)值小于-85dBm，符合要求，如表二所示。

2）分析

此類故障原因通常是由于不規(guī)范施工造成的，在工程質(zhì)量驗收時應(yīng)嚴格把，將隱患消滅在初期。

4.2.3 接頭質(zhì)量問題

接頭質(zhì)量問題主要是由于BTS側(cè)接頭和7/8饋線接頭制作質(zhì)量不嚴格導致天饋三階互調(diào)值大。

案例三：C基站

1）排查

C基站GSM900系統(tǒng)使用某品牌雙極化電調(diào)天線，測試后發(fā)現(xiàn)1小區(qū)的TX和3小區(qū)的RX天饋系統(tǒng)三階互調(diào)值差，運用天饋系統(tǒng)分段排查方法逐段排查，最終都定位為1小區(qū)的TX為室內(nèi)7/8饋線接頭問題，3小區(qū)的RX為室外7/8饋線接頭問題。

2）分析

打開1小區(qū)TX室內(nèi)7/8饋線接頭后發(fā)現(xiàn)該接頭已經(jīng)損壞；打開3小區(qū)RX室外7/8饋線接頭后發(fā)現(xiàn)該接頭已經(jīng)進水腐蝕。對這兩個小區(qū)的問題接頭進行更換，更換后1、3小區(qū)各項指標對比（指標采用相同提取時間進行同比）如表三、四所示。

5.天饋系統(tǒng)無源互調(diào)測試總結(jié)

1）造成移動網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)上行干擾比例過大的其中一個主要原因是來自天饋系統(tǒng)的無源互調(diào)干擾。本文介紹了簡單快捷的上行干擾排查方法及天饋無源三階互調(diào)排查方法，為日后天饋問題分析提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

2）分析以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)：天線質(zhì)量問題、7/8饋線/接頭質(zhì)量、室內(nèi)跳線質(zhì)量這三種問題各占了33%、31%、32%。這里邊合計占63%的質(zhì)量問題是7/8饋線/接頭質(zhì)量、室內(nèi)跳線質(zhì)量。而造成這些天饋系統(tǒng)的質(zhì)量問題，大多是由于施工或維護的不規(guī)范造成的。

[1]百度文庫:無源互調(diào)的基本原理V1.1.http://wenku.baidu.com/view/e48b2101de80d4d8d15a4fdb.html.