林巧新，黃海暉，陸南昌（中國移動通信集團廣東有限公司，廣州 510623）

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TD-LTE現(xiàn)網電磁兼容EMC測試裝置的研發(fā)及應用*

林巧新，黃海暉，陸南昌
（中國移動通信集團廣東有限公司，廣州 510623）

TD-LTE多頻應用已成為一種趨勢，但同時也帶來了多種干擾問題，本文就EMC電磁兼容問題展開研究和分析，對干擾的規(guī)避提出了相關的建議。

TD-LTE；干擾；電磁兼容

從技術原理來看，TD-LTE網絡性能受限于干擾，干擾控制得越好，SINR值越高，速率感知就越好。但是，從現(xiàn)網實際情況看，TD-LTE現(xiàn)網干擾情況確實不容樂觀，尤其是F頻段，雜散、互調、諧波、阻塞等，非常困擾我們。所以，我們必須找到行之有效的工具和方法來發(fā)現(xiàn)和定位干擾。

1 TD-LTE常見干擾及規(guī)避措施

廣東公司TD-LTE常見的上行干擾有17種，分別是F頻9種、D頻4種、E頻4種，如表1所示。

2 TD-LTE常見干擾源和干擾檢測儀的動態(tài)范圍

（1）DCS1800或FDD LTE的主設備雜散干擾：機架輸出信號雜散輻射噪聲分量約等于88～133 dBc。

（2）DCS1800或FDD LTE的主設備互調干擾：機架輸出信號互調輻射噪聲分量約等于85～130 dBc。

（3）DCS1800或FDD LTE天饋系統(tǒng)互調干擾：輸出信號反射噪聲分量約等于90～150 dBc。

（4）GSM900天線二次諧波干擾：輻出GSM900基波信號落在F頻的諧波噪聲分量約等于130～140 dBc。

上述每種場景干擾源的動態(tài)范圍都超過80dBc，也就是說，需要在有用信號里面分揀出億分之一甚至萬億分之一的干擾噪聲功率，才能準確定位干擾源。而市場最好的便攜式干擾檢測儀S/N的動態(tài)（線性）范圍不大于60 dBc，只能檢測比有用信號低百萬分之一之內的干擾噪聲，開發(fā)出一套電磁兼容器件與之匹配顯得非常迫切。

3 現(xiàn)網EMC干擾檢測裝置的研發(fā)及應用

通過TD-LTE OMC后臺發(fā)現(xiàn)小區(qū)的NI上行干擾，通過對頻譜特征的分析，初步預判干擾的類型，然后帶上本文研發(fā)的設備，上站定位干擾源，結合現(xiàn)場情況制定干擾規(guī)避的方案。3.1 干擾源的定向如上所述，干擾檢測儀S/N的動態(tài)（線性）范圍不足，用八木天線直接連接干擾檢測儀常常會引起誤判，特別是在基站天面，所以，在空中定位干擾源的來向要在儀器跟八木天線之間加上帶通濾波器，好處是可以壓縮干擾源的動態(tài)范圍壓，使儀器準工作在線性范圍內，準確判定干擾源的方向，還可以保護儀器的低噪放LNA免受燒毀，本文研發(fā)的帶通濾波器的性能是-70 dBc@7 MHz。

表1　TD-LTE常見的干擾及規(guī)避措施

3.2 帶話務檢測干擾的原理

當確定干擾源來向之后，還要現(xiàn)場測試干擾源的EMC性能，如空中定位到干擾源來自DCS系統(tǒng)，還需進一步定位是DCS系統(tǒng)主設備出問題，還是天饋系統(tǒng)不達標，針對問題制定整改措施。原理如圖1所示。圖1左邊是測試連接原理圖，DCS EMI TEST無源器件接入被測BTS跟天饋系統(tǒng)之間，再接上帶通濾波器和普通頻譜儀即可測試DCS主設備的雜散和天饋系統(tǒng)的互調干擾。右邊是DCS EMI TEST腔體干擾分量檢測流程圖，利用腔體的諧振原理分量DCS有用信號和帶外雜散和互調干擾，對圖1中標識1～10說明如下。標識1：待測DCS基站主設備，本裝置連接基站的射頻口RX/TX。標識2：DCS基站主設備發(fā)射機的輸出信號，每載波的信號功率大約40 dBm，經DCS諧振腔腔體，利用諧振原理（見標識9的說明），能量低損耗地傳遞到天饋系統(tǒng)（見標識6），DCS發(fā)射信號的傳遞路徑如圖1實線箭頭所示。標識3：DCS主設備發(fā)射機輸出的雜散干擾信號，經TD-LTE F頻諧振腔體，利用諧振原理（見標識10的說明），微弱的雜散干擾低損耗地傳遞到檢測端口（見標識4），傳遞路徑如圖1左側虛線所示。如果干擾信號過強，會影響共址TD-LTE F頻的接收靈敏度，之前業(yè)內無法現(xiàn)場檢測。

標識4：主設備雜散干擾信號強度檢測端口，使用本裝置后，用普通頻譜儀即可現(xiàn)場檢測，正常強度應小于-75 dBm。

標識5：DCS發(fā)射機信號輸出，經本裝置連接天饋系統(tǒng)，由于本裝置插損小（小于0.5 dB），在測試期間，對基站覆蓋能力影響很小。

標識6：DCS基站天饋系統(tǒng)。

圖1　現(xiàn)網帶話務檢測DCS電磁兼容EMC原理

標識7：DCS基站天饋系統(tǒng)互調反射回來的分量，經TD-LTE F頻1 880～1 920 MHz諧振腔體，利用諧振原理（見標識10說明），微弱的互調干擾從天饋線系統(tǒng)（見標識6）低損耗的傳遞到檢測端口（見標識8），傳遞路徑如圖1右側虛線所示，之前業(yè)內無法帶話務現(xiàn)場檢測。

標識8：天饋系統(tǒng)互調干擾的檢測端口，使用本裝置后，用普通頻譜儀即可帶話務現(xiàn)場檢測，正常強度應小于-107 dBm。

標識9：DCS諧振腔體，諧振頻段在1 710～1 850 MHz之間，用于直通DCS收發(fā)信號，阻斷TDLTE F頻1 880～1920 MHz的能量。

標識10：TDD LTE F頻諧振腔體，諧振頻段在1 880～1 920 MHz之間，用于阻斷DCS1710～1 850 MHz信號，暢通DCS發(fā)射機或天饋系統(tǒng)互調落在TD-LTE F1880～1920 MHz的干擾能量，實現(xiàn)無損檢測。

本原理適用于其它場景下的干擾檢測，只要改變諧振腔的設計頻率即可，例如：

（1）FDD-LTE 1 850～1 875 MHz對TD-LTE F頻1 880～1 900 MHz的干擾。

（2）TD-LTE E頻 2 300～ 2 320 MHz對 TDLTE E頻2 320～2 370 MHz的干擾。

（3）TD-LTE E頻2 370～2 390 MHz對TD-LTE E頻2 320～2 370 MHz的干擾。

（4）TD-LTE D頻2 555 ～2 575 MHz對TD-LTE D頻2 575～2 635 MHz的干擾。

（5）TD-LTE D頻2 635 ～2 655 MHz對TD-LTE D頻2 575～2 635 MHz的干擾。

（6）TD-LTE E頻2 320 ～2 370 MHz對TD-LTE E頻2 300～2 320 MHz的干擾。

（7）TD-LTE E頻2 320～2 370 MHz對TDLTE E頻2 370～2 390 MHz的干擾。

（8）TD-LTE D頻2 575～2 635 MHz對TDLTE D頻2 555～2 575 MHz的干擾。

（9）TD-LTE D頻2 575～2 635 MHz對TDLTE D頻2 635～2 655 MH的干擾。

（10）TD-LTE F頻 1 880～ 1 900 MHz對WCDMA1 920～1 980 MHz的干擾。

（11） WALN A頻2 400～2 483.5 MHz對TDLTE E頻2 320～2 370 MHz的干擾。

（12）TD-LTE E頻 2 320～ 2 370 MHz對WALN A頻2 400～2 483.5 MHz的干擾。

3.3 現(xiàn)網應用案例

珠海公司從網管導出TD-LTE的NI上行干擾數(shù)據，某小區(qū)有-87 dBm/PRB的強干擾，根據現(xiàn)場測試，空中定位干擾源來自DCS系統(tǒng)，按圖1連接好測試裝置，測得DCS主設備輸出雜散噪聲為-57 dBm，且疊加了-42 dBm的互調噪聲，又測得DCS與TD-LTE天線隔離度只有45 dB，對TD-LTE最大干擾= -42-（45）= -87 dBm，跟后臺NI統(tǒng)計相符，如圖2所示。

在基站天面可以發(fā)現(xiàn)，DCS與TD-LTE天線共用美化罩，系統(tǒng)間天線間隔為0.3 m，如圖3左邊所示。

圖2　現(xiàn)網帶話務檢測DCS電磁兼容EMC應用案例

圖3　DCS跟TDL共用美化罩天線的干擾規(guī)避方案

業(yè)主不允許整改天線隔離度降低干擾，怎么辦呢？我們希望通過技術創(chuàng)新解決這一問題。

將愛立信DCS的RUS拿到實驗室用矢量分析儀檢測TXBP的回損、帶通和帶外抑制等S參數(shù)，發(fā)現(xiàn)TXBP的帶通從1 805～1 880 MHz，有壓縮的余量，通過調整RUS面板上的螺絲（調諧桿、耦合桿），如圖3右邊所示，將TXBP的帶通壓縮到1 805 ～1 870 MHz之后，對DCS信號無損耗，且對F頻段1 880 MHz的頻段有-48 dBc的抑制。理論上，DCS 對TD-LTE的干擾強度應該在原有-87 dBm的基礎上下降48 dB，達到-135 dBm的水平，重新安裝RUS，后臺NI數(shù)據下降到-117 dBm/ PRB的正常水平，疑難干擾問題得到規(guī)避。

4 時域頻譜儀的研發(fā)

TD-LTE上下行同頻，如果用普通頻譜儀排查基站的上行干擾，現(xiàn)場測試到的數(shù)據是TD-LTE的發(fā)射信號，往往要長時間、大面積關閉周邊的TD-LTE基站，才能定位干擾源的來向，對現(xiàn)網業(yè)務造成重大影響。通過跟德國R&S公司合作，研發(fā)出時域頻譜儀，可以在指定的時隙進行掃頻，儀表內置高精度的原子鐘，不用外接GPS都可跟TD-LTE進行嚴格的同步，非常適應于室分系統(tǒng)的上行干擾排查。

4.1 新疆疑難干擾的現(xiàn)場支撐

廣東公司到烏魯木齊開展現(xiàn)場技術支撐，應用本文套件，很快地發(fā)現(xiàn)了清真寺TD-SCDMA基站的GPS間歇性跑偏（無告警）的隱性故障，突破了交叉時隙干擾無法現(xiàn)場定位的技術難題，如圖4所示。

4.2 云南疑難干擾的現(xiàn)場支撐

圖4　新疆疑難干擾的現(xiàn)場支撐

廣東公司到昆明開展現(xiàn)場技術支撐，應用本文成果套件，很快地定位了干擾源是衛(wèi)星接收機的高頻頭，如圖5所示。

圖5　云南疑難干擾的現(xiàn)場支撐

圖5左邊可見，用普通頻譜儀無論從幅度還是包絡特征都跟網管NI數(shù)據相距甚遠，用時域頻譜儀則非常接近，經現(xiàn)場定位，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星高頻頭雖然是接收機，但它也有放大電路，能把熱噪聲進一步放大，當隔離度不足的時候，帶外泄漏也會對TD-LTE造成干擾：熱噪聲被放大到-121（熱燥）+85（增益）+3（噪聲系數(shù)）=-33 dBm/RB，隔離度大約有60 dBc，最強干擾大概是-93 dBm。

5 結論及未來工作

隨著無線通信的不斷發(fā)展，各系統(tǒng)干擾間的干擾也日益復雜，我們也要與時俱進，不斷通過技術創(chuàng)新，解決新的干擾問題。

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激發(fā)夢想，中國移動和你一起“創(chuàng)起來”

6月3日，中國移動李躍總裁在杭州發(fā)布《中國移動推進“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”行動計劃（2016～2020年）》。國家發(fā)改委、工信部、浙江省委省政府相關領導以及相關行業(yè)、企業(yè)嘉賓出席發(fā)布儀式。浙江省委常委、常務副省長袁家軍發(fā)表致辭，中國移動尚冰董事長通過全息影像技術發(fā)來寄語，李正茂副總裁發(fā)布“雙創(chuàng)”第一期召集令，嘉賓們還為“研發(fā)云”及“和創(chuàng)空間”揭幕。自此，中國移動“雙創(chuàng)”再次踏上新征途。

“雙創(chuàng)”雖然是近年來流行起來的名詞，但中國移動推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)卻早就開始了：MM移動應用商城，打造全球首個運營商主導的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，創(chuàng)新商業(yè)模式，開啟草根創(chuàng)業(yè)大門，聚攏10萬開發(fā)者，匯聚177萬應用。百萬青年創(chuàng)業(yè)就業(yè)計劃，與共青團中央合作帶動高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，覆蓋2 000多所院校，建立104個實體孵化基地。咪咕“眾創(chuàng)”平臺，幫助音樂、閱讀、視頻、游戲、動漫等領域的千百萬“草根”創(chuàng)業(yè)者圓夢，數(shù)字新媒體領域合作伙伴達6 000家?！癘neNet”物聯(lián)網能力開放平臺，打造開放的物聯(lián)網服務生態(tài)，連接設備云超過320萬，接入合作伙伴超過2 600家?！爸幸苿?chuàng)新產業(yè)基金”，加快科技成果的產業(yè)化和商業(yè)化，扶持產業(yè)鏈合作伙伴創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。自主開發(fā)大賽，激發(fā)全員創(chuàng)新活力，營造創(chuàng)新氛圍，涌現(xiàn)近400個創(chuàng)新創(chuàng)意產品，為企業(yè)轉型升級奠定人才基礎。

如果說以前的“雙創(chuàng)”是前菜，試試口感，開開胃，那么這次的“雙創(chuàng)”就是大餐，一道道美食和驚喜，讓你全方位立體式地感受“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”的快感和樂趣。 （陳淼）

Development and application of TD-LTE electromagnetic compatibility EMC test device

LIN Qiao-xin， HUANG Hai-hui， LU Nan-chang
（China Mobile Group Guangdong Co.， Ltd.， Guangzhou 510623， China）

Multi frequency application of TD-LTE has become a trend， but at the same time， it also brings many kinds of interference problems. In this paper， the research and analysis on the problem of EMC electromagnetic compatibility， some suggestions are put forward to avoid the interference.

TD-LTE； interference； electromagnetic compatibility

TN929.5

A

1008-5599（2016）06-0016-05

2016-04-20

* 中國移動集團級一類科技創(chuàng)新成果，原成果名稱為《TD-LTE現(xiàn)網電磁兼容EMC測試裝置的研發(fā)及應用》。