解决通信运营商共站系统间干扰工程方法研究*

吴月文，林剑领

（1.中国铁塔温州市分公司，浙江 温州 325000；2.中国移动温州分公司，浙江 温州 325000）

0 引 言

2014年7月，为避免三家通信运营商重复通信基础设施建设和投资，造成国有资产的浪费，三家运营商出资成立了中国铁塔股份有限公司（以下简称中国铁塔）。中国铁塔的成立大大的减少了重复投资，经过近四年的建设运营，通信基站的共享率从成立之初的8%提升到80%以上，三家运营商的网络覆盖从深度和广度上都得到了大幅的提升。同时，随着共享率的提升，不同网络制式的天线挂载在数量及空间有限的平台及抱杆上，因此引起的系统间干扰情况日益严重，从之初的1%以上迅速提升到10%，严重的影响到了普通用户的使用体验。如何有效的解决不同运营商的系统间干扰，同时为即将到来的5G建设积累经验成为当前中国铁塔和三家运营商急需解决的问题。

1 系统干扰简介

随着移动通信网络的建设推进，网络结构复杂度逐步提升，网络中出现的各种各样的信号源越来越多。当这些非网络服务的信号落入运营商通信制式的接收带内时，就会造成网络的上行干扰，因此出现了用户无法接入、速率低、感知差等大量的网络性能下降的网络问题。系统间的上行干扰，即eNodeB（Long Term Evolution，LTE，长期演进节点）所接受到的所有非期望的电磁信号，包括系统内干扰，系统外干扰等，其中系统内干扰包括帧失步干扰，超远干扰，邻区UE干扰等；系统外干扰包括杂散干扰、阻塞干扰、互调干扰、其他干扰等。

杂散干扰（如图1所示），是指干扰源在被干扰接收机工作频段产生的加性干扰，包括干扰源的带外功率泄漏、放大的噪底、发射谐波产物等等，使被干扰接收机的信噪比恶化。由发射机产生，包括功放产生和放大的热噪声，功放工作产生的谐波产物，混频器产生的杂散信号等。

图1 杂散干扰示意

阻塞干扰（如图2所示），接收机通常工作在线性区，当有一个强干扰信号进入接收机时，接收机会工作在非线性状态下活严重时导致接收机饱和。一般指接收带外的强干扰信号，会引起接收机饱和，导致增益下降；也会与本振信号混频后产生落在中频的干扰；还会由于接收机的带外抑制度有限而直接造成干扰。

图2 阻塞干扰示意图

互调干扰（如图3所示），分为发射互调和接收互调两种。其中发射互调是指当多个信号同时进入发射机后的非线性电路，产生互调产物，并且落在被干扰接收机有用频带内造成的干扰；接收互调是指当多个信号同时进入接收机时，在接收机前端非线性电路作用下产生互调产物，互调产物频率落入接收机有用频带内造成的干扰。一般情况下由于无源器件长期工作出现性能下降，或本身互调抑制指标差等导致产生互调干扰的现象在现网比较普遍。现网干扰排查时，多发现天线性能差，天馈接头存在工程质量问题等，是产生互调的主要原因。互调产物有三阶，五阶，七阶等按阶数排列的信号，三阶互调产物如图3所示，两个信号的组合频率2f1-f2，2f2-f1等将可能落入接收机带内，形成干扰。五阶和七阶互调产物相对三阶信号强度弱很多（20 dB以上），只有在两系统间隔离度不满足干扰隔离度要求时才会对被干扰系统产生影响。抑制互调主要通过更换互调抑制指标好的无源器件、提高工程天馈工程质量、增加互调干扰源与被干扰设备之间的隔离度。

2 干扰排查方法及解决方案

通信技术从2G，3G到4G的不断演进，国家为三家运营商分配了不同的频段，特别是4G频段的分配均为相邻频段，如表1所示。

经过分析，中国移动的1.8G的4G频段和中国联通、中国电信的1.8G 4G频段存在较为严重的系统间干扰[1]。对温州铁塔近11 000个共站基站进行取数分析，其中存在干扰的站点约900多个，异系统的共站干扰占比8.2%。为更好的分析原因，解决通信运营商系统间干扰，制定以下系统干扰排查方法：

图3 互调干扰示意

表1 运营商4G频段分布

（1）通过系统或MR发现干扰小区。

（2）判断高干扰小区中是否存在地理集中的特点。

（3）对于有地理集中特点的干扰小区挑选其中干扰较强的1-2个小区进行反向频谱分析和0-99RB干扰分布分析，对于无地理集中特性的小区分别进行反向频谱分析和0-99RB干扰分布分析。

（4）根据反向频谱结果和0-99RB干扰分布情况初步判断干扰源类别，然后按初步判断结果分别进行进一步干扰排查定位。

经过几个月的现场排查分析，发现异系统的干扰较为严重占比30%以上，主要场景如下：美化水桶，美化栅栏，美化天线，美化空调等。现场的干扰原因主要为电信和移动的天线设备水平或垂直隔离度不够[2]。根据工信部的规范，电信FDD和移动F频段，水平隔离度＞4 m，垂直隔离度＞0.2 m（浙江移动最新要求＞0.5 m，有条件站点按1米标准）。

3 异系统干扰解决方案

根据现场的排查情况确定为电信FDD（Frequency Division Duplexing，频分双工）、联通FDD与移动F频段存在阻塞干扰或杂散干扰，其反向频谱图时域特征与系统内干扰特征相同，频域上显示为低频从高到低趋势的斜坡状干扰（如图4、图5所示）。进一步定位及干扰问题解决方案：上小区天面排查，检查多家运营商天线或天馈隔离度是否不足，进行整改[3]。

图4 电信、移动干扰反向频谱波形图

图5 联通、移动干扰反向频谱波形图

以上带宽为20 MHz，时域采样间隔为0.043 4 us， 频域采样间隔为15 kHz。根据现场的情况制定解决方案。

3.1 直接调整

现场具备条件，通过协调运营商调整天线的位置，使得水平和垂直的隔离度达到规定的要求。

3.2 新增滤波器

现场不具备直接调整天线位置的条件的，在天线之间增加特定的滤波器，可有效减少系统间的干扰。

3.3 新增平台

通过增加抱杆（平台）、灵动抱箍、错层隔离、加Y型抱杆（如图6所示）等方式消除干扰，其中Y型抱杆是一种比较创新的方案，重点介绍如下：通过对天线支架进行改造，抱杆改造为Y型，抱杆夹角120度，解决方位角调整问题，同时2根3 m长的抱杆错开安装，可达3.5～4 m的垂直安装空间，改造图如图7所示。

图6 Y型支架示意图

图7 天线支架平面布置改造图

3.4 塔桅改造

将无法直接调整和增加抱杆解决的楼面美化塔型改造为楼面抱杆。部分楼面美化负荷已满，无法通过新增平台等方式实现错层隔离，只能通过塔桅整体拆除改造，如图8所示案例。

图8 塔桅改造案例

4 效果及指导意义

通过以上方案的逐步实施推进，已基本解决现网异系统的干扰问题。

随着2018年12月份备受关注的中国5G频谱资源分配方案最终公布，中国电信获得3.4～3.5 GHz 的100 MHz带宽；中国联通获得3.5～3.6 GHz的100 MHz带宽；中国移动获得2 515～2 675 MHz的160 MHz带宽及4.8～4.9 GHz的100 MHz带宽。三大运营商在5G中低频段的频谱资源格局已经形成。通信建设正式进入5G建设阶段。

目前主流的5G实验网模式为SA（Standalone，独立组网），NSA（Non-Standalone，非独立组网），因资金受限，三家运营商普遍采用非独立组网的方式建设实验网。

现网的通信基站已普遍处于天线满负荷的状态，5G的非独立组网势必会进一步加剧异系统之间的干扰，本文解决异系统干扰的方案能给予5G实验网以指导和借鉴意义。