天馈系统无源互调测试的研究

山西省邮电建设工程有限公司 罗晋峰

1.概述

移动通信在我国迅速发展，人们也越来越多的使用无线通信手段来生活交流。在无线系统固定的带宽里，需要承载的语言业务和数据业务也越来越多。在传送的信号的天馈系统里，各种频率的信号混合传输。由于天馈系统的非线性特性，这些混合的信号会生成一种杂散干扰信号—无源互调。当这些干扰信号的频率落在无线系统的频段内时，会使无线系统的上行干扰增加，造成一些地方手机信号很好但语音通话断续，掉话增加、基站信号覆盖距离缩小等诸多问题，严重影响到用户的通话体验

2.天馈系统无源互调介绍

2.1 无源互调定义

无源互调（PassiveInter-Modulation，PIM）是无源器件产生的，只要在一个射频导体中同时存在两个或两个以上RF信号，就会产生互调。当器件中存在一个以上的频率时，任何无源器件都会产生无源互调产物。由于不同材料的连接处具有非线性，信号会在结点混合。

2.2 无源互调含义

互调频率(fIM)=mf1±nf2，f1、f2为输入的基波频率；m、n为包括1在内的整数，m+n为互调阶数。如：当m+n=3时，则为三阶互调，三阶互调对网络影响最大，五阶、七阶次之。

2.3 无源互调干扰特点

第一，无源互调只对本小区有影响。由于互调干扰本身信号强度微弱，以三阶互调为-50dBm为例，一旦发射经过自由空间将衰减100dB左右，这样实际对外干扰强度仅为-150dBm左右。

第二，互调产物的阶数越小能量越大。

第三，无源互调值随着载频功率的增加而迅速增加。

图1 上行干扰排查流程图

图2 天馈系统分段图

图3 天馈系统无源互调分段定位流程图

2.4 无源互调产生的原因

无源互调产生有三个原因：

第一，天线覆盖前方存在非线性传导特性物体。例如，天线覆盖方向有铁质广告牌、基站铁塔等铁磁性物体。

第二，天馈系统中某个器件本身互调指标很差。由于天馈系统工作环境的恶劣，年长日久其器件由于进水腐蚀、风吹、日晒等原因造成损坏。

第三，天馈系统中器件之间的连接不牢靠。天馈系统中馈线弯曲度太大、接头安装太紧或太松、接头截面的扭力负荷太大或太小都会造成天馈系统PIM的增加。

表一 A基站1小区整改前后指标对比表

表二 B基站2小区整改前后指标对比表

表三 C基站1小区整改前后指标对比表

表四 C基站3小区整改前后指标对比表

3.无源互调的排查方法

3.1 上行干扰的排查

通过OMC的统计分析，可以看到一段时间内小区上行干扰情况。我们可以筛选出那些持续存在高上行干扰的小区。理论上在现网运行的各种器件均会造成上行干扰，但故障率和表现是不一样的，根据干扰产生的原因将干扰分为硬件（包括天馈系统）故障造成的干扰、网内频率干扰、网外频率干扰三类，以下对各类干扰产生的原因及特点进行分析，根据各类干扰产生的原因和特点再进行干扰排查、处理就容易多了，上行干扰排查流程图如图1所示。

3.2 天馈系统无源互调分段定位检测

此次主要采用针对天馈系统分段排查来定位故障点并提出整改建议。如下图所示，依次测试天馈整体（a-f）、b处加负载测室内1/2跳线（a-b）、c处加负载测避雷器到架顶（a-c）、d处加负载测室外7/8馈线到架顶(a-d)、e处加负载测室外1/2跳线到架顶（a-e）、塔顶天线（f）无源三阶互调检测来定位故障点，具体测试流程如图3所示。

4.测试数据分析

4.1 测试数据汇总

测试人员对筛选出的84个小区进行按流程进行排查，对造成天馈系统三阶互调值差的原因分析，针对排查的结果进行统计。按照天馈系统无源三阶互调干扰产生的原因分类汇总如下：33%是天线质量造成；32%是室内跳线引起的；31%的是7/8馈线/接头质量造成；3%是室外跳线引起的；1%是器件原因造成的。

4.2 天馈互调问题典型案例

4.2.1 天线无源三阶互调值差

案例一：A基站

1）排查

A基站GSM900系统使用某品牌双极化非电调天线，运用天馈系统分段排查方法逐段排查，最终定位为天线问题，测试结果定位为该基站的天线原因造成测试小区的天馈三阶互调值差。

2）分析

从测试结果可以看出该天馈线的三阶互调值很差，天馈线三阶互调值越大，产生的上行干扰越强，后台统计指标越差。对该小区的问题天线进行更换，更换后1小区各项指标对比（指标采用相同提取时间进行同比）如表一所示。

4.2.2 室内跳线质量问题

案例二：B基站

1）排查

在测试中发现B基站2小区天馈三阶互调值大。排查后发现该基站室内跳线成圈盘留在走线架上，馈线弯曲过大造成天馈三阶互调值差，现场截去多余的馈线整改后该小区的天馈三阶互调值小于-85dBm，符合要求，如表二所示。

2）分析

此类故障原因通常是由于不规范施工造成的，在工程质量验收时应严格把，将隐患消灭在初期。

4.2.3 接头质量问题

接头质量问题主要是由于BTS侧接头和7/8馈线接头制作质量不严格导致天馈三阶互调值大。

案例三：C基站

1）排查

C基站GSM900系统使用某品牌双极化电调天线，测试后发现1小区的TX和3小区的RX天馈系统三阶互调值差，运用天馈系统分段排查方法逐段排查，最终都定位为1小区的TX为室内7/8馈线接头问题，3小区的RX为室外7/8馈线接头问题。

2）分析

打开1小区TX室内7/8馈线接头后发现该接头已经损坏；打开3小区RX室外7/8馈线接头后发现该接头已经进水腐蚀。对这两个小区的问题接头进行更换，更换后1、3小区各项指标对比（指标采用相同提取时间进行同比）如表三、四所示。

5.天馈系统无源互调测试总结

1）造成移动网络通信系统上行干扰比例过大的其中一个主要原因是来自天馈系统的无源互调干扰。本文介绍了简单快捷的上行干扰排查方法及天馈无源三阶互调排查方法，为日后天馈问题分析提供了技术基础。

2）分析以上统计数据我们可以发现：天线质量问题、7/8馈线/接头质量、室内跳线质量这三种问题各占了33%、31%、32%。这里边合计占63%的质量问题是7/8馈线/接头质量、室内跳线质量。而造成这些天馈系统的质量问题，大多是由于施工或维护的不规范造成的。

[1]百度文库:无源互调的基本原理V1.1.http://wenku.baidu.com/view/e48b2101de80d4d8d15a4fdb.html.