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        2G/4G合路天線整治諧波干擾應(yīng)用研究

        2017-03-07 22:19:20李國(guó)強(qiáng)
        移動(dòng)通信 2016年21期
        關(guān)鍵詞:合路頻點(diǎn)二階

        李國(guó)強(qiáng)

        摘要:為了降低和消除因空間隔離度不足引起的2G(900M)諧波干擾影響4G小區(qū)(F頻段)的情況,提高網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量,利用2G/4G合路天線替換原有的2G和4G獨(dú)立天線的方式,通過(guò)合路天線的內(nèi)置隔離度,實(shí)現(xiàn)2G信號(hào)與4G信號(hào)的互不干擾。分別更換不同廠家的2G/4G合路天線,通過(guò)在相同條件下進(jìn)行對(duì)比測(cè)試得知,諧波干擾得以明顯改善或徹底消除。通過(guò)2G/4G合路天線整治諧波干擾應(yīng)用的研究,驗(yàn)證了合路天線改善諧波干擾的可行性和有效性。

        關(guān)鍵詞:2G/4G合路天線 諧波干擾 互調(diào)

        1 引言

        無(wú)線通信從2G發(fā)展到3G,再到目前普遍推廣的4G網(wǎng)絡(luò),形成了2G/3G/4G基站共存的局面,導(dǎo)致了不同系統(tǒng)間的干擾問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜,嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。因此,降低或消除系統(tǒng)間干擾對(duì)提升TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能至關(guān)重要。現(xiàn)階段頻譜使用情況如圖1所示。

        F頻段周邊頻譜使用情況復(fù)雜,導(dǎo)致TD-LTE建網(wǎng)面臨較大干擾風(fēng)險(xiǎn)。GSM900部分下行頻段(940—950 MHz)的二倍頻會(huì)落在TD-LTE中的F頻段(1880—1900 MHz),這引起的諧波干擾不容忽視。

        2 基本原理

        2.1 諧波干擾

        所謂諧波干擾,是指由于發(fā)射機(jī)有源器件和無(wú)源器件的非線性,在其發(fā)射頻率的整數(shù)倍頻率上將產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波產(chǎn)物;如果諧波頻率正好落在接收機(jī)工作帶寬內(nèi),則會(huì)構(gòu)成對(duì)該接收機(jī)的干擾,成為諧波干擾。二次諧波的頻率為干擾發(fā)射信號(hào)頻率的2倍(2F1)。不同發(fā)射頻率之間產(chǎn)生二階互調(diào)產(chǎn)物,如果落入系統(tǒng)帶寬內(nèi),則形成二階互調(diào)干擾。二階互調(diào)產(chǎn)物頻率為干擾信號(hào)頻率之和(F1+F2)。諧波干擾示意圖如圖2所示:

        中國(guó)移動(dòng)GSM 900下行頻段為935—954 MHz,二次諧波(2F1、2F2)和二階互調(diào)(F1+F2)為1870~1908 MHz,剛好落在TD-LTE的F頻段1885—1905 MHz內(nèi),產(chǎn)生諧波干擾,其主要特征如下:

        ◆LTE F頻段頻域上各RB的上行干擾呈現(xiàn)離散狀,無(wú)連續(xù)分布;

        ◆帶內(nèi)存在間隔較短的尖峰狀突起;

        ◆沒(méi)有突起的RB底噪較低。

        某諧波干擾小區(qū)掃頻截圖和某諧波干擾小區(qū)PRB模型如圖3、圖4所示。

        2.2 技術(shù)方案

        目前常用的GSM 900M二階互調(diào)、二次諧波干擾規(guī)避方法有:

        (1)GSM側(cè)整治:排查GSM站點(diǎn)鏈路問(wèn)題(RRU、跳線、合路器、接頭)及天線性能。若鏈路存在問(wèn)題,需及時(shí)更換新的器件,性能差的天線則更換互調(diào)等指標(biāo)優(yōu)良的天線以降低干擾,建議天線二階反射互調(diào)必須大于-150 dBc。此方案能有效降低元器件和線路引起的干擾,利用高性能GSM天線可消除干擾。

        (2)增加空間隔離:適用于基站平臺(tái)有足夠調(diào)整空間的情況,可有效歸避干擾;平臺(tái)隔離空間不足時(shí),干擾不能徹底排除。

        (3)修改GSM頻點(diǎn):中國(guó)移動(dòng)GSM 900M頻點(diǎn)號(hào)1~94對(duì)應(yīng)下行頻率為935.2~953.8 MHz,頻率間隔200 kHz。頻點(diǎn)號(hào)1~37、86~94分別對(duì)應(yīng)的二次諧波和二階互調(diào)為1870.4~1884.8 MHz、1904.4~1907.6 MHz,皆落在LTE的F頻段1885—1905 MHz之外;頻點(diǎn)號(hào)38~85對(duì)應(yīng)的二次諧波和二階互調(diào)為1885.2~1904 MHz,落在LTE的F頻段1885—1905 MHz之內(nèi),形成諧波干擾。因此,將GSM 900的頻點(diǎn)號(hào)限定在1~37或86~94且不交叉使用,可歸避諧波干擾,但考慮到GSM的頻點(diǎn)規(guī)劃原則和容量需求,該方案無(wú)法推廣使用。

        (4)替換2G/4G合路天線:可解決空間隔離度不足導(dǎo)致的2G(900M)諧波干擾4G小區(qū)(F頻段)的情況,節(jié)省平臺(tái)空間。本文試點(diǎn)選擇此方案,以驗(yàn)證2G/4G合路天線對(duì)諧波干擾的改善效果。

        3 試點(diǎn)驗(yàn)證

        3.1 試點(diǎn)干擾情況

        試點(diǎn)基站為2G、4G(F頻段)共站址且4G小區(qū)存在諧波干擾。1、2、3小區(qū)平均干擾分別為-101.7 dBm、 -105.8 dBm、-97.4 dBm。關(guān)閉掉干擾源2G站點(diǎn)后,干擾電平降至-118 dBm、-115 dBm、-118 dBm。試點(diǎn)4G小區(qū)干擾及閉2G后4G小區(qū)干擾如圖5、圖6所示。

        試點(diǎn)4G-2的平均干擾噪聲功率為-115 dBm,調(diào)換4G光纖驗(yàn)證,確認(rèn)4G-2小區(qū)鏈路存在問(wèn)題,建議排查鏈路。

        3.2 替換2G/4G合路天線驗(yàn)證

        試點(diǎn)2G、4G同向小區(qū)皆使用廠家一和廠家二的2G/4G合路天線替換原有2G、4G獨(dú)立天線,電下傾角為6°,驗(yàn)證諧波干擾改善情況。

        更換廠家一合路天線后1、2、3小區(qū)平均干擾降至-117.1 dBm、-104.7 dBm、-116.8 dBm;更換廠家二合路天線后1、2、3小區(qū)平均干擾降至-118 dBm、 -110.7 dBm、-116.7 dBm,1、3小區(qū)的干擾徹底消除,2小區(qū)使用廠家二天線后干擾有明顯改善。試點(diǎn)4G小區(qū)干擾(廠家一天線)及試點(diǎn)4G小區(qū)干擾(廠家一天線)如圖7、圖8所示。

        3.3 天線技術(shù)指標(biāo)與性能對(duì)比

        異廠家天線技術(shù)指標(biāo)對(duì)比:不同廠家天線技術(shù)指標(biāo)相異,把廠家一與廠家二進(jìn)行對(duì)比,在天線尺寸、增益、電下傾角、接頭等方面都有所不同,廠家二天線可支持獨(dú)立電調(diào),具有更大的可調(diào)空間。天線基本技術(shù)指標(biāo)對(duì)比如表1所示:

        異廠家天線性能對(duì)比:不同天線廠家技術(shù)指標(biāo)相異,對(duì)諧波干擾的改善性能也有差距,廠家二天線比廠家一天線效果更好。兩個(gè)廠家天線性能對(duì)比如圖9所示:

        3.4 試驗(yàn)效果

        通過(guò)試點(diǎn)驗(yàn)證,2G/4G合路天線具有良好的諧波干擾改善能力,不同天線廠家技術(shù)指標(biāo)相異,廠家二天線相比廠家一天線具有更好的GSM(900M)諧波干擾改善性能。廠家二天線可支持獨(dú)立電調(diào),具有更大的可調(diào)空間。

        試點(diǎn)基站三個(gè)小區(qū)干擾電平分別降低了16.3 dB、6.9 dB、19.3 dB,諧波干擾問(wèn)題得以徹底消除或明顯改善。通過(guò)更換2G/4G合路天線解決諧波干擾的方案具有可行性,可以在諧波干擾嚴(yán)重的站點(diǎn)進(jìn)行推廣。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        本次試驗(yàn)通過(guò)研究2G/4G合路天線降低諧波干擾的方法,成功驗(yàn)證了合路天線改善諧波干擾的可行性和有效性。伴隨TD-LTE F頻段的推廣應(yīng)用,GSM(900M)諧波干擾問(wèn)題日益突出,2G/4G合路天線的應(yīng)用可節(jié)省平臺(tái)空間,極大程度地降低干擾排查和整改難度,易于實(shí)現(xiàn),可有效提升用戶感知。

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