互調干擾在移動通信的運用

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在移動通信系統中，通信基站射頻干擾的種類多樣，其中主要干擾是上行干擾，而無源互調干擾在上行干擾中占比較大。本文以互調干擾為研究對象，對其進行判斷定位，確定干擾源的位置，以便進一步排除干擾。無源互調是無源器件產生的，只要在一個射頻導體中同時存在兩個或兩個以上不同頻率的信號，就會產生與有用信號頻率相同或相近的頻率組合的互調產物，對通信系統形成干擾。由于不同材料的連接處具有非線性，信號會在連接點混合。任何無源器件都會產生無源互調產物。如果在通信系統的發射頻段有兩個載波f1和f2，且f1<f2，當兩個載波混合輸入到無源器件中時，會產生各個階次的互調失真。fIM=mf1+nf2（1）其中，m、n是自然數，m+n是互調階數。2f1-f2、2f2-f1、2f1+f2和2f2+f1都稱為系統的三階互調失真，通常只有2f1-f2會落在系統的接收頻段。3f1-2f2、3f2-2f1、3f1+2f2和3f2+2f1都稱為系統的五階互調失真，通常只有3f1-2f2會落在系統的接收頻段。在檢測三階和五階互調時，應重點考慮落在系統接收頻段的干擾。

1互調干擾的來源及處理分析

無源互調會使通信噪聲增加，降低通信質量；還會占用通信頻道，使通信空間變小，同時提高了誤碼率。無源互調在日常通信中最常見的表現是在通信過程中遇到回音、撥不通，在打電話中聽到第三方聲音等。三階互調、五階互調對系統的干擾最大，受干擾的上行頻段內底噪整體上升，系統的干擾指標嚴重惡化?；フ{干擾對通信系統的影響主要有三點：a）影響通信系統。當某個電信運營商開通了一臺雜散和互調較高的直放站時，互調和雜散信號落在本運營商的頻帶外，會對附近另一個電信運營商的下行信號造成同頻干擾［1］。b）影響鄰區。根據公式（1），如果f1取925MHz，f2取960MHz，則fIM3=2f1－f2=2×925+960＝890（MHz）。因此，當小區頻點設置不合理時，很容易產生功率較大的三階互調，干擾鄰區，造成掉話率和切換失敗率提高。c）影響自身上行信號。直放站下行功放產生的雜散和互調信號通過直放站內部的雙工器進入上行信道，如果此信號過高就會嚴重干擾上行信號，造成直放站的覆蓋范圍縮小［1］。手機用戶將會因為上行鏈路信噪比下降而無法通話。在工程應用中，天饋系統中產生非線性的因素很多，主要有三大因素：a）產品品質問題。在射頻物理鏈路上有諸多無源器件（如功分器、耦合器、衰減器、負載、連接頭等），如果這些器件的材質較差，器件材料使用了有磁滯特性或易磁化的材料，接頭的鍍層達不到厚度標準都會造成非線性。天饋系統中天線的質量低劣，裝配工藝不達標，內部器件連接不牢固或虛焊也會造成非線性。b）施工工藝問題。安裝施工人員未按照標準施工，饋線曲率超標，對連接頭未使用扭矩扳手等標準工具施工，造成連接頭接觸面過松或過緊，接觸面容易進入水霧或灰塵等形成非正常接觸狀態會造成非線性。c）運行老化問題。天饋系統一般都在室外，運行環境惡劣，天長日久的運行致使設備老化。雨水的腐蝕、材料的氧化以及風吹震動造成接觸面松動等情況均可造成天饋系統的非線性。

2互調干擾的排查思路

互調干擾會嚴重干擾移動通信系統的正常運行。在系統維護中，應及時發現互調干擾并確認其來源，迅速處理。因為處理互調干擾故障告警費時費力、工作強度大，所以在現網維護中往往采用先易后難、先軟件后硬件的排查方法處理故障。在實際工程處理中，對互調干擾故障的處理主要通過更換天饋系統中出現問題的部分器件，使其互調值降低到通信系統可接受的取值范圍，從而降低互調干擾，提高話音質量。2.1軟件排查軟件排查步驟：a）在網管中心通過話務統計查看干擾帶，篩選存在干擾的小區。通常選取干擾帶BAND4（-90~-100dB）和BAND5（大于-90dB）比例超過30%的小區作為目標小區。b）對目標小區鄰頻進行調查，運用公式（1）對可能覆蓋目標小區的頻點進行計算，排查互調干擾頻點，進行更換相關頻點驗證。如有條件也可使用某網絡公司的互調模擬工具軟件GSMPIMTOOLSV0.9批量對小區的互調干擾進行模擬計算，精確模擬計算并定位三階互調、五階互調干擾頻點。c）將關聯直放站關閉，檢查互調干擾是否還存在。如干擾已排除，問題為直放站干擾，如干擾仍存在，需要前往基站檢測。2.2現場排查現場排查步驟：a）進行現場頻點掃描，檢測外部干擾。運用公式（1）對可能覆蓋目標小區的頻點進行計算，排查互調干擾外部頻點。b）如果第一步檢測正常，則使用互調測試儀在基站對主設備和天饋系統進行檢測。測試時要配備標準附屬工具，如低互調負載、低互調測試跳線、低互調接頭、力矩扳手等。檢測方法如下：a）檢測測試門限的設置。若門限設置無誤，需前往基站對主設備進行測試，將主設備與天饋斷開，將其作為負載接到互調測試儀進行檢測。若三階互調值大于-90dBm，可排除是主設備問題。若三階互調值小于-90dBm時仍存在干擾，則考慮是基站主設備、頻點等其他方面產生的干擾，將互調干擾故障點定位在機架內跳線及接頭，如果不是故障點則繼續檢測。b）將主設備到天線間的饋線部分作為測試段進行測試。此段含有饋線、合路器、避雷器等無源器件，可利用分段替換法逐段測試饋線、無源器件，若測試結果符合標準，則進行下一段測試。應注意在測試饋線（1/2或7/8饋線）時，一端接互調儀，另一端要接低互調負載。測試合路器等無源器件時，可直接將其作為負載進行測試，必須確保測試儀接口未處于開路狀態。通過測試數據來判斷是否有饋線段問題。次站如有其他分布系統，則要對其主機干線放大器進行檢測，排除干線放大器問題。若以上測試正常，則需要測試天線的三階互調值和五階互調值。在工程實踐中，發現天線產生互調干擾的概率較大，所以在無其他干擾的情況下，應著重檢測天線互調問題。檢測時要注意天饋各個連接頭是否緊密，饋線頭是否銹蝕，饋線頭的制作工藝是否符合標準，如有必要可打開天線，檢查天線內部材質是否銹蝕和制作工藝情況。c）通過觀察話務數據信息判斷互調干擾是否排除。

3案例

下面以某運營商的氣象局1小區互調干擾告警處理為例加以說明。在告警篩選時發現此站1小區干擾帶情況較嚴重，主要為4級、5級干擾，話務量大時干擾更加嚴重。在故障處理中首先從網管數據分析入手，檢查本站干擾帶門限時發現設置正常，對其鄰區頻點檢查發現有無鄰頻干擾及其他外來干擾。檢查基站工程施工及設備運行情況，并進行分段互調檢測。通過現場檢測發現連接天線的饋線互調值很差。檢查饋線，發現其接頭內部因扭力過大損壞，造成水霧侵入，出現銹蝕情況，從而致使互調值惡化。重做接頭后再次檢測，發現互調值正常，后臺網管觀察干擾帶以1級、2級為主，趨于正常。

4結束語

在無線射頻系統中，必須使互調值達到規范要求，否則會損失發射功率，影響設備運行，增加互調干擾。所以在現網工程施工中要采用合格器件，嚴格按照施工標準施工。在網絡運行中做好設備巡檢，及時更換老化設備部件，及時處理互調干擾告警，保障網絡高效運行。

參考文獻

1李舒楠.用VB實現基于GPIB總線的GSM直放站的自動測試系統［J］.電信工程技術與標準化，2007（11）：9-13.

2羅一鋒.艦船通信系統的無源互調研究［J］．現代電子技術，2010（23）：39-44.

3韓斌杰.GPRS原理及其網絡優化［M］.北京：機械工業出版社，2003.

4于偉峰.TD-SCDMA/HSPA無線網絡優化原理與實踐［M］.北京：電子工業出版社，2011.

作者:林祥德 單位:浙江安防職業技術學院