联通LTE项目互调问题处理指导书0402.docx
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联通LTE项目互调问题处理指导书0402
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联通LTE项目互调问题处理指导书
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HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.
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2014-04-02
V1.0
初稿
马国田,文涛
联通LTE项目互调问题处理指导书
本文档针对联通1800MLTE系统的引入带来的天馈无源互调干扰问题,给出了早期的天馈互调风险的诊断方法,以及交付阶段问题定位和解决的方法。
1.互调产物频率分析方法
1.1基本分析方法
当输入信号是两个单音信号时,会产生两个单音的三阶互调(IM3)产物,频率分别是2*f1-f2和2*f2-f1。
也会产生两个单音的5阶互调(IM5)产物,频率分别是3*f1-2*f2和3*f2-2*f1;两个单音的7阶互调(IM7)产物,频率分别是4*f1-3*f2和4*f2-3*f1。
更高阶的互调产物这里省略分析。
图1两个单音信号的互调产物
当输入的信号一个是单音信号,一个是宽带信号时,产生的互调产物都是宽带信号,3阶和5阶互调产物的频率和带宽参见图2,图3。
图2一个单音信号和一个宽带信号的互调产物(case1)
图3一个单音信号和一个宽带信号的互调产物(case2)
当输入信号是两个宽带信号时,会产生两个宽带的3阶互调产物,也会产生两个宽带的5阶互调产物,互调产物的频率和带宽参见下图:
图4两个宽带信号的互调产物
1.2联通GL1800的互调分析举例
联通LTE的频率没有最后确定,存在几种可能,几种可能的频率信息如下:
Case1:
GSM1800:
1830-1850/1735-1755MHz
LTE1800:
1850-1870/1755-1775MHz
UMTS2100:
2130-2145/1940-1955MHz
互调产物的频率分析结果参见下图:
GSMUL
LTEUL
1735
1955
1940
UMTSUL
IM7
IM7
GSMDL
1870
1850
1830
LTEDL
1775
1755
图5Case1的GL互调产物的频率分析
从上述分析结果可以看到:
(1)3阶互调产物不会干扰GL1800和UMTS2100的上行;
(2)5阶互调产物会干扰部分G1800上行频率(1750-1755),部分U2100上行频率(1940-1950),整个LTE1800的上行频率;
(3)7阶互调产物会干扰GL1800和UMTS2100整个的上行频率。
Case2:
GSM1800:
1830-1840/1735-1745MHz
LTE1800:
1840-1860/1745-1765MHz
UMTS2100:
2130-2145/1940-1955MHz
互调产物频率的分析结果参见下图:
UMTSUL
1955
1940
UMTSUL
1955
1940
图6Case2的GL互调产物频率分析
从上述分析结果可以看到:
(1)3阶互调产物不会干扰GL1800和UMTS2100的上行;
(2)5阶互调产物不会干扰GL1800和UMTS2100的上行;
(3)7阶互调产物会干扰部分G1800上行频率(1740-1745),部分U2100上行频率(1940-1950),整个LTE1800的上行频率。
Case3:
GSM1800:
1830-1835/1735-1740MHz
LTE1800:
1835-1855/1740-1760MHz
UMTS2100:
2130-2145/1940-1955MHz
分析结果参见下图:
图7Case3的GL互调产物分析
从上述分析结果可以看到:
(1)3阶互调产物不会干扰GL1800和UMTS2100的上行;
(2)5阶互调产物不会干扰GL1800和UMTS2100的上行;
(3)7阶互调产物会干扰部分L1800上行频率(1755-1760),但不会干扰GSM1800
和U2100的上行。
如果仅有GSM,没有LTE,GSM信号的互调产物频率分析参见下图:
图8GSM的互调产物频率分析
从上述分析可见,在没有LTE的情况下,1800MGSM的9阶互调产物才可能干扰到部分GSM上行频率,而11阶的互调产物才会干扰到UMTS的上行。
LTE的引入,显然增加了互调干扰的风险。
2.天馈互调风险提前诊断方法
根据前面对GL互调产物频率的分析,联通1800MLTE的引入,增加了互调干扰的风险,特别是使用SDR基站时,GL是一定共天馈系统的,通常都是要利旧使用原有天馈系统,所以在LTE项目开始前,需要对天馈的互调干扰风险做提前的诊断。
所有1800MSDR站点都需要进行这种互调风险早期诊断。
诊断的方法为使用GSM的离线互调干扰功能,需要注意的是,该功能需要license,而且需要中断业务,因此只能在凌晨无话务时执行。
具体操作方法为:
在BSCLMT中使用MML命令“STRBTSRFTST”,测试类型选择“离线互调干扰测试”,参见下图:
图9GSM离线互调干扰测试界面
每次检测只能检测一个天馈支路,一个扇区要做两次检测,每次要分别选择一个天馈支路。
起始检测频率输入0,终止检测频率输入1,这样系统可以根据基站类型自动设置检测频率。
参见图10。
图10GSM离线互调干扰测试参数输入界面
互调产物门限不要使用默认值,根据目前一些有限的经验数据,建议采用如下门限值:
宏站
室分站
3阶互调产物门限
108(对应-65dBm)
98(对应-55dBm)
5阶互调产物门限
128(对应-85dBm)
118(对应-75dBm)
7阶互调产物门限
133(对应-90dBm)
123(对应-80dBm)
随着经验数据的积累,上述门限可能会进行调整。
3.LTE开通后互调问题的定位处理方法
互调干扰问题的处理分两个阶段,第一个阶段就是干扰的检测,通过干扰检测确定的确存在互调干扰问题;第二阶段就是到站点进行干扰定位,找出引起互调干扰的原因并加以解决。
互调干扰检测的基本原理是GL1800的互调产物的幅度会随着GL1800基站信号的发射功率的变化而变化,如果存在互调干扰问题,对GL1800的下行进行模拟加载,被干扰基站的上行就会发生明显的抬升。
干扰检测可以在后台进行,在后台进行下行加载和上行的观察,就可以确认是否存在互调干扰问题。
互调干扰定位的基本原理与干扰检测相同,下行加载方法与干扰检测的完全相同,上行的观察方法与干扰检测的有些差别,因为干扰定位是在站点进行,上行的观察方法采用了便于在本地操作的方法。
干扰定位时,要使用低互调负载,对天馈系统进行分段检查,通过下行加载和上行观察,来发现产生互调干扰的故障点,详细的方法参见3.1.2。
不同的天馈场景,互调问题的处理方法略有不同,常见的天馈场景可以分为以下4种:
(1)LTE独立天馈系统
(2)GL1800共天馈系统
(3)GL1800与U2100共天馈系统
(4)GL1800与U2100共室内分布系统
这4种天馈场景的互调干扰检测与定位的主要方法汇总如下:
互调干扰检测
下行加载方法
上行观察方法
LTE独立天馈系统
使用在线互调检测功能,LTE自动下行加载
使用在线互调检测功能,自动输出检测结果
GL1800共天馈系统
GSM下行加载(MML命令:
STRTRXBURSTTST)
同时LTE下行加载(MML命令:
ADDCELLSIMULOAD)
通过M2000,观察LTERSSI
GL1800与U2100共天馈系统
GSM下行加载(MML命令:
STRTRXBURSTTST)
同时LTE下行加载(MML命令:
ADDCELLSIMULOAD)
通过M2000,观察LTERSSI
通过UMTSLMT,观察UMTS单板级RTWP
GL1800与U2100共室内分布系统
GSM下行加载(MML命令:
STRTRXBURSTTST)
同时LTE下行加载(MML命令:
ADDCELLSIMULOAD)
通过M2000,观察LTERSSI
通过UMTSLMT,观察UMTS单板级RTWP
互调干扰定位
下行加载方法
上行观察方法
LTE独立天馈系统
LTE下行加载(MML命令:
ADDCELLSIMULOAD)
通过LTEWebLMT,进行高精度在线频谱扫描
GL1800共天馈系统
GSM下行加载(MML命令:
STRTRXBURSTTST)
同时LTE下行加载(MML命令:
ADDCELLSIMULOAD)
通过LTEWebLMT,进行高精度在线频谱扫描
GL1800与U2100共天馈系统
GSM下行加载(MML命令:
STRTRXBURSTTST)
同时LTE下行加载(MML命令:
ADDCELLSIMULOAD)
通过UMTSLMT,观察UMTS单板级RTWP
通过LTEWebLMT,进行高精度在线频谱扫描;
GL1800与U2100共室内分布系统
GSM下行加载(MML命令:
STRTRXBURSTTST)
同时LTE下行加载(MML命令:
ADDCELLSIMULOAD)
通过UMTSLMT,观察UMTS单板级RTWP
通过LTEWebLMT,进行高精度在线频谱扫描;
2
3
3.1LTE独立天馈系统的处理方法
如果1800MLTE不与GSM1800M,UMTS2100共用馈线和天线(包括4端口,6端口多频天线),则可以认为1800MLTE是独立的天馈系统。
图11LTE独立天馈与共天馈场景
3.1.1互调干扰检测方法
这种场景的互调干扰检测方法建议使用LTE在线基于业务互调检测,不建议使用离线互调检测。
在LTEWebLMT上使用MML命令“STRRFTEST”,选择测试类型“在线方式基于业务互调检测”,如图12所示:
图12LTE在线基于业务互调检测界面
差异门限建议输入50(意味底噪抬升5dB,即判断为存在互调干扰),业务百分比门限建议使用默认值40,参见下图:
图13LTE在线互调干扰检测的输入参数
3.1.2互调干扰定位方法
在站点定位互调干扰故障点时,需要使用低互调负载,采取逐段排查法。
步骤1:
观察测试小区的上行底噪
通过LTEWebLMT,分别点击监测管理—〉FFT频谱扫描—〉高精度在线频谱扫描,如下图所示:
图14选择高精度在线频谱扫描功能
分辨率带宽建议使用默认的100KHz,接收通道号的选择参见下图:
图15输入参数示例
LTE上行无业务时正常的底噪在-120dBm/100KHz左右,如下图所示:
图16LTE上行无业务时正常的底噪(-120dBm/100KHz左右)
步骤2:
对测试小区进行下行模拟加载
使用MML命令“ADDCELLSIMULOAD”,配置索引设为9(为100%负载),对测试小区进行下行加载,参见下图:
图17LTE下行模拟负载的操作界面
步骤3:
观察测试小区的上行底噪是否抬升
若两个通道的底噪均未抬升,表明没有互调问题。
若只有通道0(对应LTE基站A口)有抬升,说明只有通道0的天馈存在互调问题。
下图为两个通道底噪在下行加载后都抬升的例子:
图18两个通道底噪在下行加载后都抬升的例子
需要说明的是:
采用高精度在线频谱扫描观察LTE上行底噪的变化,优点是可以在本地同时观察两个接收通道分别的变化,有助于确认到底哪个通道存在互调问题;缺点是频谱扫描的结果是以图形的方式实时刷新的,下行加载前后的上行底噪对比不直观,需要记住加载前的底噪数值。
由于1800MLTE的频谱没有正式发放,在当前联通LTE试验局使用的LTE频段存在大量非法使用的GSM信号,因此不适合采用RTWP来观察下行加载前后上行的变化情况,这些GSM信号由于就在LTE在波带内,会导致LTE的RTWP的强烈起伏,参见下图:
图19非法GSM信号导致的LTERTWP的波动
步骤4:
使用低互调负载逐段检查
通过步骤1,2,3确定哪个支路的天馈存在互调干扰后,先将该支路的机顶跳线断开,用测试用跳线(要确保该跳线互调良好,不会引起互调问题)将低互调负载连到机顶口,如图20所示:
图20低互调负载接基站射频端口
重复步骤1,2,3,如果底噪有明显抬升(抬升量大于3dB),说明基站模块存在互调问题,需要更换。
通常基站模块的互调性能是有保证的,很少发生互调问题,该测试一般可以省略,可直接进行下一段的测试。
然后用机顶跳线连接低互调负载和基站,如图21所示:
图21低互调负载接下跳线(馈线与基站之间的跳线)
重复步骤1,2,3,如果底噪有明显抬升(抬升量大于3dB),说明该段跳线(跳线1)存在互调问题,需要更换或重新制作接头,然后重新测试,直到该段跳线不会引起LTE底噪抬升为止。
用测试用跳线将低互调负载连到馈线上,如图22所示:
图22低互调负载接馈线
重复步骤1,2,3,如果底噪有明显抬升(抬升量大于3dB),说明该馈线存在互调问题,需要重新制作馈线接头,然后重新测试,直到不会引起LTE底噪抬升为止。
用跳线2将低互调负载连到馈线上,如图23所示:
图23低互调负载接下跳线(馈线与天线之间的跳线)
重复步骤1,2,3,如果底噪有明显抬升(抬升量大于3dB),说明该段跳线(跳线2)存在互调问题,需要更换或重新制作接头,然后重新测试,直到该段跳线不会引起LTE底噪抬升为止。
然后将跳线2接到天线上,重复步骤1,2,3,如果底噪有明显抬升(抬升量大于3dB),说明天线存在互调问题,需要更换。
测试完成后,使用MML命令“STPCELLSIMULOAD”停止LTE的下行加载。
3.2GL1800共天馈系统的处理方法
GL共天馈的场景是指GL1800共用SDR基站,且不与U2100共用馈线或天线的场景,参见下图:
图24GL1800共用天馈场景
3.2.1互调干扰检测方法
对于GL共天馈场景,L的上行更容易被干扰,因此只需要观察L的上行即可。
也就是说如果L没有被干扰,一般G也不会被干扰。
检测时需要同时对GL的下行进行模拟加载,然后观察L的RSSI的变化。
由于GL的互调产物都是宽带的,对L上行的干扰也是宽带的,所以观察L上行RSSI变化时只需要观察几个RB就可以,这样可以避免非法GSM信号的影响,建议观察RB98和RB99即可。
参见下图:
图25下行加载前后LTERSSI的对比示例
GSM下行加载可以通过BSC的LMT,使用MML命令“STRTRXBURSTTST”,持续时间输入1(小时),参见图26:
图26GSM下行加载操作界面
LTE下行的加载,使用MML命令“ADDCELLSIMULOAD”,配置索引设为9(为100%负载),对测试小区进行下行加载,参见图17。
GL下行加载后,如果RSSI明显抬升(抬升量大于5dB),就认为存在互调干扰。
测试完成后,使用MML命令“STPTRXBURSTTST”和“STPCELLSIMULOAD”分别停止GL的下行加载。
3.2.2互调干扰定位方法
GL共天馈场景的互调干扰定位方法基本与3.1.2中描述的L独立天馈的场景相同,唯一的差别就是下行加载时要GL同时加载,因此不再详细描述,可参考3.1.2中内容。
某些站点使用了直放站,如图27所示,对于这种场景,在做互调干扰定位时,需要先将直放站从耦合器处断开,然后按照3.1.2中描述的步骤进行定位,天馈系统定位完成后再将直放站接入系统,重新做GL下行加载,如果LTE底噪在加载后还有明显抬升(抬升量大于3dB),表明直放站存在问题,需要更换。
图27有直放站的GL共天馈场景
3.3GL1800与U2100共天馈系统的处理方法
GL1800与U2100共天馈系统有两种场景,如图28,图29所示:
图28GL1800与U2100共天馈系统(场景1)
图29GL1800与U2100共天馈系统(场景2)
3.3.1互调干扰检测方法
步骤1:
观察测试小区LTE的上行RSSI和UMTS的RTWP
通过M2000,观察LTE的上行RSSI,具体操作参考3.2.1中内容。
通过UMTS的WebLMT,使用单板级RTWP测量功能,可分别观察主集和分级的RTWP,参见图30和图31:
图30UMTSRTWP观察方法
图31UMTSRTWP的图形示例
步骤2:
对测试小区GL进行下行模拟加载
GL加载方法参见3.2.1。
步骤3:
观察测试小区LTE的上行底噪和UMTS的RTWP是否抬升
若两个通道的底噪均未抬升,表明没有互调问题。
若只有通道0(对应LTE基站A口)有明显抬升(抬升量大于5dB),说明只有通道0的天馈存在互调问题。
3.3.2互调干扰定位方法
步骤1,2,3与3.3.1完全相同。
步骤4:
使用低互调负载逐段排查
对于图28所示的场景1,在执行步骤1,2,3后,如果UMTS的RTWP有明显抬升(抬升量大于3dB)(比如大于3dB),说明天线的互调不良,需要更换。
如果LTE的底噪有明显抬升(抬升量大于3dB),按照3.2.2中描述的方法进行定位测试,这里不再赘述。
对于图29所示的场景2,如果在执行步骤1,2,3后,UMTS的RTWP有明显抬升(抬升量大于3dB)(比如大于3dB),使用低互调负载,按照3.2.2描述的方法逐段排查,唯一的差别是需要观察UMTS单板级的RTWP,而不是LTE的在线高精度频谱扫描。
如果在执行步骤1,2,3后,LTE的底噪有明显抬升(抬升量大于3dB),按照3.2.2中描述的方法进行定位测试,这里不再赘述。
3.4室分系统的处理方法
室分系统的互调干扰问题的检测和定位方法,与3.3描述的方法基本相同,可以按照相同的步骤处理。
4广州联通互调问题案例
在处理广州联通互调干扰问题过程中,有些站点还同时存在其他的上行干扰问题,主要的上行干扰包括:
(1)天馈系统的互调干扰,主要由施工质量(跳线,馈线的接头制作)和器件质量(天线,功分器等的互调特性)不良引起;
(2)天馈系统外的互调干扰,由天线附近金属物体(如生锈的铁制品等)的强非线性特性引起;
(3)直放站干扰,主要由一些非法直放站引起(一些城中村站点容易受到非法直放站干扰);
(4)LTE会受到非法GSM干扰,当前联通1800MLTE使用的频段不是正式发布的频段,该频段上存在移动盗用的GSM信号;
(5)GSM的同频干扰,一些站点更换SDR基站后,1800MGSM的频率也进行了调整,更换SDR后个别站点出现的干扰问题是由于网内同频干扰引起的。
下面以一个具体站点的互调问题定位过程为例,介绍一下互调问题的定位分析方法。
该站点GL1800与U2100通过合路器共用天馈系统,参见下图:
图32五仙花园站点天馈系统图
3面天线装在一根抱杆上,外面有一桶形伪装罩,参见下图:
图33五仙花园站点天面照片
对3扇区LTE作100%下行模拟加载,发现3扇区和1扇区的UMTS的RTWP都发生抬升,参见图34和图35。
图34LTE3扇区激活/加载后UMTS3扇区RTWP的变化
图35LTE3扇区激活/加载后UMTS1扇区RTWP的变化
3扇区LTE的上行底噪在下行加载后也发生明显的抬升,参见图36和图37:
图36LTE3扇区加载前的上行底噪
图37LTE3扇区加载后的上行底噪
在天面观察发现,在3扇区天线右前方1米处,有一个PHS小灵通天线,上面有一根很长的生锈的避雷针,参见图33。
避雷针的材料是铁,属于强非线性材料,功率足够高的基站信号照射到这种金属材料上时,容易在金属上激起互调信号,这些互调信号被基站接收后就可能干扰基站的上行。
为了确认是否是PHS的避雷针引起的,将PHS天线移开,发现1扇区UMTS的RTWP完全恢复正常,而3扇区UMTS的主集RTWP基本恢复正常,分集RTWP明显下降,但还有5db左右的抬升,参见图38。
说明UMTS1扇区的RTWP抬升是由PHS天线的避雷针的非线性引起的,而UMTS3扇区的RTWP抬升主要也是由PHS天线的避雷针的非线性引起的,另外3扇区的分集(B支路)天馈系统还存在一定程度的无源互调问题。
图38移走PHS天线后UMTS3扇区的RTWP
用低互调负载代替分集(B支路)天线,参见下图,发现UMTS3扇区的RTWP恢复正常,说明跳线,合路器的互调正常,不会引起干扰。
图39用低互调负载代替天线
将断开的跳线再接回天线后,3扇区分集RTWP还是抬升5dB,可以确认就是天线引起的互调干扰。
更换新天线后,UMTS3扇区的RTWP完全恢复正常,参见下图:
图403扇区更换天线后UMTS的RTWP
附录联通GL1800互调产物频率分析
联通LTE的频率没有最后确定,存在几种可能,几种可能的频率信息如下:
Case1:
GSM1800:
1830-1850/1735-1755MHz
LTE1800:
1850-1870/1755-1775MHz
UMTS2100:
2130-2145/1940-1955MHz
Case2:
GSM1800:
1830-1840/1735-1745MHz
LTE1800:
1840-1860/1745-1765MHz
UMTS2100:
2130-2145/1940-1955MHz
Case3:
GSM1800:
1830-1835/1735-1740MHz
LTE1800:
1835-1855/1740-1760MHz
UMTS2100:
2130-2145/1940-1955MHz
由于三阶互调产物不会干扰GL1800和U2100的上行,所以这里的分析省略对三阶互调产物IM3的频率分析,只分析5阶互调产物IM5。
由于GSM信号带宽比较窄,分析互调产物时可以用单音信号(CW)代替。
Case1:
GSM20M/LTE20M
分析结果参见下图:
从上述的分析结果可以看到:
(1)GSM1800的上行1750-1755MHz共5MHz的频率会受到5阶互调产物的干扰;
(2)LTE1800的上行1755-1775MHz整个20MHz的频率会受到5阶互调产物的干扰;
(3)UMTS2100的上行1940-1950MHz共10MHz的频率会受到5阶互调产物的干扰。
(4)如果GSM只使用1835-1850
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