地铁POI三阶互调干扰LTE处理案例(湖南电信长沙无线维护中心)摘要:地铁、高铁、隧道等特殊场景因场地和费用限制一般都会要求多运营商多系统(2/3/4G)联合组网本文基于长沙地铁2号线多网多制式信号合路导致三阶互调干扰,描述了三阶互调干扰问题的发现,干扰的处理和规避方法本文对使用合路方式进行地铁等特殊场景的信号覆盖的方案,具有较强的指导借鉴意义关键字:多网多制式 信号合路 三阶互调 干扰 RSSI1、问题描述长沙地铁2号线电信LTE1.8GRRU在与联通GL双模RRU合路后出现RSSI抬升问题,部分站点抬升情况较严重地铁站点均采用多频合路方式(POI),多运营商共享室分天馈系统现场具体合路方式如图一:图一:地铁合路组网示意图2、问题处理2.1 问题诊断1)选择地铁2号线锦泰广场站点进行测试,后台诊断测试RSSI发现上行POI对应的RRU ANT1底噪正常(-99dBm),下行POI对应的ANT4底噪为-88dBm,因此现场针对下行POI产生的底噪问题进行排查;2)断开电信侧R8862A ANT4端口,连接频谱仪测试该端口上行接收情况,连接方式和频谱扫描情况图二:图二:直连设备频谱分析图从频谱扫描结果来看,电信LTE接收频带内共有3个干扰频点,分别为1774.51MHz、1779.43MHz、1781.89MHz。
收集POI系统各路输入信号频点信息后分析认为,干扰信号来源于不同频点交互后产生的三阶互调,经估算并验证测试确定中国移动GSM+中国联通DCS+中国电信CDMA合路后,产生的三阶互调落在了中国电信LTE1765~1780MHz频段范围内2.2 问题定位验证过程锦泰广场地铁站站厅合路系统中对电信LTE 1.8G频段有影响的各运营商网络对应的中心频率配置如表一:运营商/制式中国移动/GSM中国联通/DCS中国电信/CDMA中心频率936MHz1839.4MHz871.11, 876.03, 878.49MHz表一:与三阶互调影响电信LTE1.8G频段有关网络中心频率三阶互调公式包括:(1)f1+f2-f3;(2)2f1-f2;(3)2f2-f1本例中产生的三阶互调与公式(1)有关,即联通2G DCS1800 +电信2G CDMA800–移动2G GSM900 = 干扰频点,计算结果如表二所示:三阶互调频点11839.4+871.11-936 = 1774.51 MHz三阶互调频点21839.4+876.03-936 = 1779.43 MHz三阶互调频点31839.4+878.49-936 = 1781.89 MHz表二:三阶互调频点计算可以看出,计算结果与扫频的三个干扰频点一致。
为了验证测试的准确性,对联通DCS及移动GSM的频点依次进行修改,修改后三阶互调后的干扰频点同样发生了相应的偏移,验证测试如下:1)修改中国联通DCS频点: BCH从683调到669,对应中心频点从1839.4MHz调到1836.6MHz运营商/制式中国移动/GSM中国联通/DCS中国电信/CDMA中心频率936MHz1839.4->1836.6871.11, 876.03, 878.49MHz表三:中国联通/DCS系统移频后有关网络中心频率根据三阶互调公式(1)计算如表四:三阶互调频点11836.6+871.11-936 = 1771.11 MHz三阶互调频点21836.6+876.03-936 = 1776.63 MHz三阶互调频点31836.6+878.49-936 = 1779.09 MHz表四:三阶互调频点计算(联通DCS移频后)再进行频谱扫频如图三:图三:修改联通频点频谱分析图2)修改中国移动GSM频点,对应的中心频点从936MHz调到938MHz运营商/制式中国移动/GSM中国联通/DCS中国电信/CDMA中心频率936->938MHz1839.4MHz871.11, 876.03, 878.49MHz表五:中国移动/GSM系统移频后有关网络中心频率根据三阶互调公式(1)计算如表五:三阶互调频点11839.4+871.11-938 = 1772.51 MHz三阶互调频点21839.4+876.03-938 = 1777.43 MHz三阶互调频点31839.4+878.49-938 = 1779.89 MHz表六:三阶互调频点计算(移动GSM移频后)再进行频谱扫频如图四:图四:修改移动频点频谱分析图从以上验证测试结果得出,电信LTE 的底噪抬升问题来源于多网多制式合路后产生的三阶互调干扰。
2.3解决方案根据三阶互调产生的原因和公式,在暂时未定位到问题器件和协调他网统一调整信源发射功率的情况下,决定调整电信CDMA接入方式,即将电信C网的发射信号源从另两个网络合路中移开,以避开三阶互调现场POI设备分上/下行两组,部分端口区分上下行频段,所以无法直接对调电信CDMA上下行跳线,临时规避方法是将CDMA下行跳线连接到上行POI空余宽频端口,且避开POI内部合路模块下图为上行POI底部接口:图五:CDMA下行改接示意图POI内部连接方式如下:图六:POI内部连接图通过对电信CDMA POI接入方式进行调整,所有站厅侧RRU底噪均恢复正常,但有部分站台侧RRU底噪仍有6dB左右的抬升通过地铁2号线室分系统设计可以看到站台侧与隧道内室分系统共用了部分泄漏电缆,再加上两者之间距离过短,造成隧道区域内信号仍然对站台部分造成干扰图七:地铁泄露电缆安装示意图鉴于此,将共用泄露电缆部分造成影响的CDMA信源发射功率降低,同时协调移动和联通将造成影响的网络信源发射功率作了局部调整,在满足各网络系统正常覆盖质量的情况下,泄露电缆引起的电信LTE底噪问题得到较大改善3、经验总结三阶互调(Third Order Intermodulation 或 3rd Order IMD)是指当两个信号在一个线性系统中,由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍(混频)后所产生的寄生信号,由信源、放大器等有源器件和各种无源器件(双工器、合路器以及电缆等)引起。
三阶互调典型特征是随发射功率抬高而加倍上升,因此通过下行模拟加载,手动抬升发射功率,观察RSSI是否会出现明显的整体抬升,判断是否存在严重的互调干扰当然,最可靠的确认故障位置的方法,是在从机顶口位置逐级向天线口排查,通过换上匹配负载来观察RSSI变化情况,找到故障点针对该三阶互调干扰问题,有几点改进方法:1)鉴于场地和费用限制,地铁和隧道等特殊场景将采用铁塔承建多运营商多系统合路的方式进行覆盖,在方案设计环节提高POI设备无源互调指标以及信号带宽的要求,督促铁塔公司提前对器件进行选型,避免重复建设;2)与友商协调降低多网多制式合路系统对应信号输入POI设备的发射功率;3)从路径上规避,不要让产生互调的多路信号一同合路经过某个无源互调敏感模块。