移動(dòng)通信系統(tǒng)中互調(diào)的產(chǎn)生機(jī)制與干擾排查

3.1互調(diào)的兩種測(cè)試方法

互調(diào)指標(biāo)的嚴(yán)格測(cè)試一般在專業(yè)的微波暗室進(jìn)行，這是因?yàn)橹苓叚h(huán)境尤其是鐵磁材料會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。具體又分為正向互調(diào)（Forward IM）和反向互調(diào)（Reverse IM）兩種方式。其中正向互調(diào)又稱為傳輸互調(diào)（Transfer IM），反向互調(diào)又稱為反射互調(diào)（Reflection IM）。這兩者的差異主要體現(xiàn)在其射頻前端模塊的不同，它們的系統(tǒng)框圖如圖 1所示[6]。

圖1. 反向互調(diào)（上）和正向互調(diào)（下）測(cè)量原理

雙工器、濾波器、定向耦合器等器件一般采用正向互調(diào)測(cè)量方式，天線和負(fù)載等器件一般采用反向互調(diào)測(cè)量方式。對(duì)于同一器件的兩種不同測(cè)試方式，反射方式的互調(diào)產(chǎn)物通常比傳輸方式樂觀。

IEC推薦利用兩個(gè)連續(xù)波（CW）信號(hào)源對(duì)每一個(gè)樣本的三階互調(diào)產(chǎn)物的功率電平進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)試端每一個(gè)信號(hào)源為43dBm(20w)。顯然，這是針對(duì)早期的基站而言，直到現(xiàn)在，這個(gè)功率等級(jí)依然適用于大多數(shù)器件的測(cè)量。隨著新的數(shù)字蜂窩通信標(biāo)準(zhǔn)的不斷誕生，出現(xiàn)了更大幅度和更大范圍的功率等級(jí)。因此，除了43 dBm以外，還出現(xiàn)了小至26 dBm和大到5l dBm條件下的測(cè)量要求[7]。

3.2常見器件的指標(biāo)要求

互調(diào)指標(biāo)有絕對(duì)值和相對(duì)值兩種表達(dá)方式。絕對(duì)值表達(dá)方式是指以dBm為單位的互調(diào)的絕對(duì)值大小；相對(duì)值表達(dá)方式是指互調(diào)值與其中一個(gè)載頻的比值（這是因?yàn)闊o(wú)源器件的互調(diào)失真與載頻功率的大小有關(guān)），用dBc來(lái)表示。典型的無(wú)源互調(diào)指標(biāo)是在兩個(gè)43dBm的載頻功率同時(shí)作用到被測(cè)器件DUT時(shí)，DUT產(chǎn)生-110dBm（絕對(duì)值）的無(wú)源互調(diào)失真，其相對(duì)值為-153dBc。

按照背景噪聲為-107dBm的標(biāo)準(zhǔn)估算，參照文獻(xiàn)[8]提供的材料，PIM3:-120dBc@2*43dBm的無(wú)源器件適用于2W/每載波以下（含2W/每載波）的小功率場(chǎng)景，PIM3:-150dBc@2*43dBm的無(wú)源器件適用于于2W/每載波至20W/每載波（含20W/每載波）場(chǎng)景，PIM3:-160dBc@2*43dBm的無(wú)源器件適合于20W/每載波以上的超大功率環(huán)境。

實(shí)踐中，天線的三階互調(diào)產(chǎn)物一般要求不超過-107dBm，也即-150dBc。定向耦合器、功率分配器、雙工器、連接器和電纜組件等無(wú)源器件的其互調(diào)產(chǎn)物通常在-120～-100dBm，也即-163～-143dBc；而某些器件的互調(diào)產(chǎn)物更大，如鐵氧體器件的互調(diào)產(chǎn)物可達(dá)-60 dBc甚至更大。對(duì)于前一類器件，不要求測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍太大。目前同類產(chǎn)品的互調(diào)測(cè)量上限是-65 dBm，也即-108 dBc。對(duì)于后一類器件，可以采用通用的頻譜分析儀測(cè)量，其測(cè)量范圍至少可以達(dá)到-150～30 dBm。

干放和直放站等有源設(shè)備或器件的互調(diào)指標(biāo)要求分別如表 2和表 3所示。

4互調(diào)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用

4.1應(yīng)當(dāng)注意的系統(tǒng)內(nèi)與系統(tǒng)間互調(diào)干擾

表 4和表5列出了常見移動(dòng)通信系統(tǒng)的互調(diào)干擾情況。可以看出，中國(guó)移GSM900M系統(tǒng)的五階互調(diào)和七階互調(diào)產(chǎn)物會(huì)對(duì)本系統(tǒng)形成干擾，同時(shí)也會(huì)影響到中國(guó)聯(lián)通GSM900M系統(tǒng)；中國(guó)移動(dòng)DCS1800系統(tǒng)的七階互調(diào)產(chǎn)物會(huì)對(duì)本系統(tǒng)形成干擾；中國(guó)電信CDMA800M系統(tǒng)的五階互調(diào)和七階互調(diào)產(chǎn)物會(huì)對(duì)中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通的GSM900M系統(tǒng)形成干擾。

個(gè)別情況下，二階互調(diào)產(chǎn)物(F1+F2)也會(huì)對(duì)其他系統(tǒng)造成影響，比如CDMA800系統(tǒng)的二階互調(diào)產(chǎn)物也會(huì)對(duì)聯(lián)通的GSM1800系統(tǒng)產(chǎn)生影響。 在多系統(tǒng)合路的通信系統(tǒng)中，三個(gè)（含三個(gè)）以上頻點(diǎn)經(jīng)過合路器時(shí)也可能產(chǎn)生F1+F2-F3形式的三階互調(diào)干擾。這使得POI等多系統(tǒng)合路室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得困難[8]。

4.1實(shí)際工作中天饋線互調(diào)干擾的排查方法

從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，移動(dòng)通信系統(tǒng)中需要重點(diǎn)關(guān)注互調(diào)指標(biāo)的器件主要有：天線、饋線、直放站、干放、電橋、負(fù)載、耦合器等。當(dāng)前尤以天饋系統(tǒng)互調(diào)產(chǎn)物對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響最大。

互調(diào)指標(biāo)的嚴(yán)格測(cè)試一般在專業(yè)的微波暗室進(jìn)行，但實(shí)際工作中在定位網(wǎng)內(nèi)干擾時(shí)也會(huì)借助便攜式互調(diào)分析儀（多采用反射模式），圖 2給出了使用便攜式互調(diào)儀現(xiàn)場(chǎng)排查互調(diào)干擾的檢測(cè)點(diǎn)示意。

圖2. 使用便攜式互調(diào)儀現(xiàn)場(chǎng)排查互調(diào)干擾的檢測(cè)點(diǎn)示意

根據(jù)實(shí)際操作的難易程度，通常按照“1-2-3-4-5”的順序開展斷站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。也有經(jīng)驗(yàn)表明饋線的問題（如接頭制作粗糙或松動(dòng)、饋線過度彎折等）往往是造成整個(gè)天饋系統(tǒng)的常見原因，因此“1-2-3-4-5”的順序也便于首先排除饋線問題。現(xiàn)場(chǎng)排查時(shí)，一般按執(zhí)行比微波按時(shí)測(cè)試原為寬松的標(biāo)準(zhǔn)，比如要求測(cè)試點(diǎn)1的三階互調(diào)產(chǎn)物小于-80dBm?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)為保證測(cè)試精度，需要注意下列事項(xiàng)：

保證可靠的連接（包括足夠的接觸壓力，接頭處清潔等）。

測(cè)量互調(diào)盡量排除外部干擾的影響 (先掃描外部干擾）。

互調(diào)儀輸出信號(hào)功率不能超過器件的額定功率。

斷開有源器件。

注意天線的方向以及其覆蓋前方不能有大型金屬物體。

個(gè)別系統(tǒng)設(shè)備廠家還開發(fā)出互調(diào)干擾自動(dòng)檢測(cè)功能，可以粗略判斷干擾惡化是否為網(wǎng)內(nèi)互調(diào)干擾所致。