解決通信運營商共站系統(tǒng)間干擾工程方法研究*

吳月文，林劍領

（1.中國鐵塔溫州市分公司，浙江 溫州 325000；2.中國移動溫州分公司，浙江 溫州 325000）

0 引 言

2014年7月，為避免三家通信運營商重復通信基礎設施建設和投資，造成國有資產的浪費，三家運營商出資成立了中國鐵塔股份有限公司（以下簡稱中國鐵塔）。中國鐵塔的成立大大的減少了重復投資，經過近四年的建設運營，通信基站的共享率從成立之初的8%提升到80%以上，三家運營商的網絡覆蓋從深度和廣度上都得到了大幅的提升。同時，隨著共享率的提升，不同網絡制式的天線掛載在數量及空間有限的平臺及抱桿上，因此引起的系統(tǒng)間干擾情況日益嚴重，從之初的1%以上迅速提升到10%，嚴重的影響到了普通用戶的使用體驗。如何有效的解決不同運營商的系統(tǒng)間干擾，同時為即將到來的5G建設積累經驗成為當前中國鐵塔和三家運營商急需解決的問題。

1 系統(tǒng)干擾簡介

隨著移動通信網絡的建設推進，網絡結構復雜度逐步提升，網絡中出現的各種各樣的信號源越來越多。當這些非網絡服務的信號落入運營商通信制式的接收帶內時，就會造成網絡的上行干擾，因此出現了用戶無法接入、速率低、感知差等大量的網絡性能下降的網絡問題。系統(tǒng)間的上行干擾，即eNodeB（Long Term Evolution，LTE，長期演進節(jié)點）所接受到的所有非期望的電磁信號，包括系統(tǒng)內干擾，系統(tǒng)外干擾等，其中系統(tǒng)內干擾包括幀失步干擾，超遠干擾，鄰區(qū)UE干擾等；系統(tǒng)外干擾包括雜散干擾、阻塞干擾、互調干擾、其他干擾等。

雜散干擾（如圖1所示），是指干擾源在被干擾接收機工作頻段產生的加性干擾，包括干擾源的帶外功率泄漏、放大的噪底、發(fā)射諧波產物等等，使被干擾接收機的信噪比惡化。由發(fā)射機產生，包括功放產生和放大的熱噪聲，功放工作產生的諧波產物，混頻器產生的雜散信號等。

圖1 雜散干擾示意

阻塞干擾（如圖2所示），接收機通常工作在線性區(qū)，當有一個強干擾信號進入接收機時，接收機會工作在非線性狀態(tài)下活嚴重時導致接收機飽和。一般指接收帶外的強干擾信號，會引起接收機飽和，導致增益下降；也會與本振信號混頻后產生落在中頻的干擾；還會由于接收機的帶外抑制度有限而直接造成干擾。

圖2 阻塞干擾示意圖

互調干擾（如圖3所示），分為發(fā)射互調和接收互調兩種。其中發(fā)射互調是指當多個信號同時進入發(fā)射機后的非線性電路，產生互調產物，并且落在被干擾接收機有用頻帶內造成的干擾；接收互調是指當多個信號同時進入接收機時，在接收機前端非線性電路作用下產生互調產物，互調產物頻率落入接收機有用頻帶內造成的干擾。一般情況下由于無源器件長期工作出現性能下降，或本身互調抑制指標差等導致產生互調干擾的現象在現網比較普遍?，F網干擾排查時，多發(fā)現天線性能差，天饋接頭存在工程質量問題等，是產生互調的主要原因?；フ{產物有三階，五階，七階等按階數排列的信號，三階互調產物如圖3所示，兩個信號的組合頻率2f1-f2，2f2-f1等將可能落入接收機帶內，形成干擾。五階和七階互調產物相對三階信號強度弱很多（20 dB以上），只有在兩系統(tǒng)間隔離度不滿足干擾隔離度要求時才會對被干擾系統(tǒng)產生影響。抑制互調主要通過更換互調抑制指標好的無源器件、提高工程天饋工程質量、增加互調干擾源與被干擾設備之間的隔離度。

2 干擾排查方法及解決方案

通信技術從2G，3G到4G的不斷演進，國家為三家運營商分配了不同的頻段，特別是4G頻段的分配均為相鄰頻段，如表1所示。

經過分析，中國移動的1.8G的4G頻段和中國聯(lián)通、中國電信的1.8G 4G頻段存在較為嚴重的系統(tǒng)間干擾[1]。對溫州鐵塔近11 000個共站基站進行取數分析，其中存在干擾的站點約900多個，異系統(tǒng)的共站干擾占比8.2%。為更好的分析原因，解決通信運營商系統(tǒng)間干擾，制定以下系統(tǒng)干擾排查方法：

圖3 互調干擾示意

表1 運營商4G頻段分布

（1）通過系統(tǒng)或MR發(fā)現干擾小區(qū)。

（2）判斷高干擾小區(qū)中是否存在地理集中的特點。

（3）對于有地理集中特點的干擾小區(qū)挑選其中干擾較強的1-2個小區(qū)進行反向頻譜分析和0-99RB干擾分布分析，對于無地理集中特性的小區(qū)分別進行反向頻譜分析和0-99RB干擾分布分析。

（4）根據反向頻譜結果和0-99RB干擾分布情況初步判斷干擾源類別，然后按初步判斷結果分別進行進一步干擾排查定位。

經過幾個月的現場排查分析，發(fā)現異系統(tǒng)的干擾較為嚴重占比30%以上，主要場景如下：美化水桶，美化柵欄，美化天線，美化空調等。現場的干擾原因主要為電信和移動的天線設備水平或垂直隔離度不夠[2]。根據工信部的規(guī)范，電信FDD和移動F頻段，水平隔離度＞4 m，垂直隔離度＞0.2 m（浙江移動最新要求＞0.5 m，有條件站點按1米標準）。

3 異系統(tǒng)干擾解決方案

根據現場的排查情況確定為電信FDD（Frequency Division Duplexing，頻分雙工）、聯(lián)通FDD與移動F頻段存在阻塞干擾或雜散干擾，其反向頻譜圖時域特征與系統(tǒng)內干擾特征相同，頻域上顯示為低頻從高到低趨勢的斜坡狀干擾（如圖4、圖5所示）。進一步定位及干擾問題解決方案：上小區(qū)天面排查，檢查多家運營商天線或天饋隔離度是否不足，進行整改[3]。

圖4 電信、移動干擾反向頻譜波形圖

圖5 聯(lián)通、移動干擾反向頻譜波形圖

以上帶寬為20 MHz，時域采樣間隔為0.043 4 us， 頻域采樣間隔為15 kHz。根據現場的情況制定解決方案。

3.1 直接調整

現場具備條件，通過協(xié)調運營商調整天線的位置，使得水平和垂直的隔離度達到規(guī)定的要求。

3.2 新增濾波器

現場不具備直接調整天線位置的條件的，在天線之間增加特定的濾波器，可有效減少系統(tǒng)間的干擾。

3.3 新增平臺

通過增加抱桿（平臺）、靈動抱箍、錯層隔離、加Y型抱桿（如圖6所示）等方式消除干擾，其中Y型抱桿是一種比較創(chuàng)新的方案，重點介紹如下：通過對天線支架進行改造，抱桿改造為Y型，抱桿夾角120度，解決方位角調整問題，同時2根3 m長的抱桿錯開安裝，可達3.5～4 m的垂直安裝空間，改造圖如圖7所示。

圖6 Y型支架示意圖

圖7 天線支架平面布置改造圖

3.4 塔桅改造

將無法直接調整和增加抱桿解決的樓面美化塔型改造為樓面抱桿。部分樓面美化負荷已滿，無法通過新增平臺等方式實現錯層隔離，只能通過塔桅整體拆除改造，如圖8所示案例。

圖8 塔桅改造案例

4 效果及指導意義

通過以上方案的逐步實施推進，已基本解決現網異系統(tǒng)的干擾問題。

隨著2018年12月份備受關注的中國5G頻譜資源分配方案最終公布，中國電信獲得3.4～3.5 GHz 的100 MHz帶寬；中國聯(lián)通獲得3.5～3.6 GHz的100 MHz帶寬；中國移動獲得2 515～2 675 MHz的160 MHz帶寬及4.8～4.9 GHz的100 MHz帶寬。三大運營商在5G中低頻段的頻譜資源格局已經形成。通信建設正式進入5G建設階段。

目前主流的5G實驗網模式為SA（Standalone，獨立組網），NSA（Non-Standalone，非獨立組網），因資金受限，三家運營商普遍采用非獨立組網的方式建設實驗網。

現網的通信基站已普遍處于天線滿負荷的狀態(tài)，5G的非獨立組網勢必會進一步加劇異系統(tǒng)之間的干擾，本文解決異系統(tǒng)干擾的方案能給予5G實驗網以指導和借鑒意義。