互调干扰对LTE上载速率的影响分析

互调干扰对LTE上载速率影响分析

福建电信龙岩分公司吴圳炎

一、问题背景：

工程阶段因施工工艺问题，容易出现互调，由此引起业务质量严重下降，对网络KPI及用户感受带来很大影响。

新开站如果检查不彻底，很容易造成天馈互调的遗留问题，会造成开站留下的隐性故障，后续排查会造成二次进站，增加维护成本。如果开站可以检测排查掉互调问题的话，会大大减少因二次进站导致的成本。

目前龙岩LTE网络中，部分FDD站点和3G共天馈，由于馈头松动，馈线、天线等器件老化、损坏引起站点存在互调干扰，造成上载测试速率偏低。

测试设备：

戴尔N4050、HUAWEI E5375、U2000 V100R009C00SPC170

整改方案：

1、通过U2000集成的天馈干扰检测方法（在线基于业务互调检测）全网检测，筛选出互调

干扰的站点，并对互调干扰站点进行更换馈头、馈线及天线，通过U2000 V100R009C00SPC170观测站点在模拟加载50%后的RSSI的监测指标是否在正常范围内。

2、利用终端对各站点进行调整前和调整后的上载速率对比测试，验证互调干扰对上载速率

的影响情况。

二、原理分析：

1.天馈系统互调机理

互调的根因是通道存在非线性，衡量天馈非线性的指标是“互调抑制度”。对于一个线性的系统，输入2个信号，输出也是2个信号，不会有新的频率分量出现；但若系统存在非线性，则输入2个信号后在系统内会产生新的频率分量，我们把产生的新的频率分量叫做“互调产物”，这种产生新的频率分量的现象就是“互调”，若互调产物落入了接收带并导致上行干扰带抬升或RTWP抬升就是“互调干扰”。

如下图1所示，假定输入f1和f2两个信号(绿色)，若通道存在非线性，则在通道内部会产生出2*f1-f2、2*f2-f1这两个三阶互调产物(红色)、3*f1-2*f2、3*f2-2*f1这两个五阶互调点(红色)，依此类推。即，m*f2-n*f1的阶数就是m+n阶。

图1 互调产物带宽展宽示意图

互调在产生新的频率分量的同时，还会导致信号的频谱展宽。CDMA2000信号的带宽是10M，三阶互调产物带宽变为30M,五阶互调产物带宽变为50M，所以对于CDMA这种宽带信号，若天馈系统的互调性能恶化，发生互调后整个接收带内都会有干扰，而不是单个频点的干扰，所以在这种情况下，必须通过排除故障点来根本解决互调干扰。

即使只有1个CDMA载波，三阶、五阶或更高阶次的互调产物同样有带宽展宽效应。单个CDMA载波经过非线性系统后的互调产物仿真结果见图2。

备注：为了便于观察频谱展宽效应，下图把互调产物和主信号的纵坐标进行变换画到了同一张图上了，只需要关注频谱展宽特性即可。

图2 单个载波经过非线性系统后的互调产物仿真结果

互调产物有如下几个规律：

1，互调产物的大小取决于天馈的互调抑制度，互调抑制度越差，互调产物越大；互调抑

制度越好，互调产物越小。

2，互调产物的大小还和输入信号的功率密切相关，理论上输入信号每增加1dB，IM3增加3dB，实际系统和理想系统有差别，功率每增加1dB，三阶互调产物增加2~3dB。也就是说在相同的互调抑制度情况下，输入功率越大，互调产物越大，且互调产物增长的速度超过了输入信号功率增长的速度。

3，互调产物的阶数越高，幅度越小，即IM3>IM5>IM7>IM9依此类推，但没有定量关系。

4，互调产物的带宽会被展宽，n阶互调产物的带宽会展宽为输入信号带宽的n倍。若是2个等带宽的信号，三阶互调产物的带宽会被展宽为3倍，五阶互调产物的带宽会被展宽5倍，依此类推。如图1所示，若信号带宽10M，三阶互调产物展宽为30M，五阶互调产物展宽为50M。

2.调制信号互调产物带宽展宽的原理说明

单音信号的互调产物依然是单音，但调制信号的互调产物带宽将被展宽，原因是公式m*f2-n*f1中的f1和f2指的是2个单音频率，调制信号的频谱有一定的带宽。

2个带宽为BW的信号经过非线性系统后的互调产物如图3所示。

图3 2个带宽为BW的信号经过非线性系统后互调产物产生原理示意图单个带宽为BW的信号经过非线性系统后的互调产物如图4所示。

图4 单个带宽为BW的信号经过非线性系统后互调产物产生原理示意图

3.天馈互调排查方法

SUMMITEK(与Triax合并后更名为Kaelus)、Anritsu、Rosenberger、杭州紫光等仪器厂家都有已经商用的互调测试仪，但目前商用的互调测试仪都只能测试天馈系统的互调大小，无法定位出互调故障点的位置，在这种情况下，业界最成熟也是广泛采用的互调故障点定位方法是“分段排查法”。

分段排查法的操作方法见图5。

图5 分段排查法操作说明

天馈互调干扰的本质是天馈系统故障表现出来的互调抑制度恶化，而大功率更容易把天馈系统的这种缺陷暴露出来。

U2000集成的天馈干扰检测方法：

1.在线基于业务互调检测流程

（1）设备要确保天馈口的RX和TX物理开关都是打开的才进行测试；

（2）设备启动指定的载波资源的模拟负载，返回模拟负载启动结果，并返回业务占比结果；

（3）设备判断业务占比是否超出业务占比门限，如超出则发命令停止模拟负载，并显示检测启动失败；

（4）检测时每个频点发射40s，RTWP/RSSI用模拟发射功率期间后半段时间的算术平均值（取后面20s的平均值），具体流程如下：等待20秒（待功放发射稳定）后启动RTWP/RSSI 统计，统计满负荷发功时的RTWP/RSSI平均值；再过20秒后停止RTWP/RSSI的统计，停止模拟负载；

上述1～4步骤重复3遍。