地铁4号线三阶互调干扰对LTE深层覆盖影响分析及整改措施

地铁4号线三阶互调干扰对LTE深层覆盖影响分析及整改措施中国电信上海分公司移动互联网部1、概述地铁作为室内覆盖特殊场景，具有人流密集、语音及数据话务量大、突发话务量集中的特点，地铁列车车体、站台两侧安全屏蔽门会对无线信号产生较强的屏蔽，因此对LTE网络深层覆盖有较高要求。本案例针对上海地铁4号线地下分布系统特征，分析了各种无线电系统相互作用可能产生的三阶互调产物，及其对电信1.8G LTE和 2.1G LTE网络深度覆盖的影响，结合现有分布系统的状况和实际检测结果，对问题器件和线缆进行整改，实现了提升地铁4号线内电信LTE深度覆盖的目的。2、地铁分布系统介绍在地铁中，多路无线电系统是由各运营商的信源设备、POI、站厅和隧道分布系统组成，地铁分布系统示意图如下：图2.1由图可见，在多系统接入时，为降低收发系统（特别是异网）之间的干扰，增加隔离度，地铁采用了上行信号和下行信号相互独立的POI设备来传送信号。POI的下行（TX）部分将各运营商（含DTV）不同频段的无线电载波信号合路，经由漏缆和吸顶天线组成的分布系统，实现隧道内部、站厅和站台的覆盖；POI的上行（RX）经由漏缆和吸顶天线组成的分布系统收集来至隧道内部、站厅和站台用户信号分路后送往相应运营商的基站接收机，从而实现通信链路的搭建。POI内部原理图如下：图2.2图2.33、多系统互调对LTE干扰分析多路无线电系统的有源设备发射有用信号的同时，在它的工作频带外还会产生杂散辐射、谐波、互调等无用信号，这些信号落到其他系统的工作频带内超过一定幅度，就会对其他系统形成干扰。常见的有杂散、互调和阻塞干扰。系统间干扰类型：图3.1互调干扰：在各系统信号合路时通常会形成互调产物，主要表现为三阶互调干扰。如果互调产物落在其中某一个系统的上行接收频段内，将会对该系统基站的接收灵敏度造成一定的影响。接收机的互调杂散响应衰减用于衡量在有两个干扰连续波（CW）存在的情况下、接收机接收其指定信道输入调制RF信号的能力。这些干扰信号的频率与有用输入信号的频率不同，可能是接收机非线性元件产生的两个干扰信号的n阶混频信号，最终在有用信号的频带内产生第三个信号。实际的互调干扰中，主要考察二阶互调和三阶互调的干扰情况，因为更高阶的互调干扰能量较弱，一般都可以忽略不计。图3.23.1可能对电信LTE2.1G(上行频段范围1920MHz-1935MHz)造成影响的系统3.1.1移动GSM900谐波及二次互调干扰:图3.3可见，移动GSM 900高端载频发射信号产生的2次谐波正好落在电信LTE2.1G上行频带低端边缘。3.1.2电信LTE 2.1G与移动TD-SCDMA（B频段）的互调产物图3.43.1.3联通FDD-LTE与移动TD-SCDMA（A频段）的互调产物图3.53.1.4联通TD-LTE与电信LTE 2.1G的互调产物图3.631.5移动DCS1800与移动TD-SCDMA（A频段）的互调产物图3.73.1.6移动TD-SCDMA（A频段）的互调产物图3.83.2可能对电信LTE1.8G(上行频段范围1765MHz-1780MHz)造成影响的系统3.2.1移动TD-SCDMA（B）与移动TD-LTE(F频段)的互调产物图3.93.2.2联通FDD-LTE与移动移动DCS1800的互调产物图3.103.2.3移动(F频段)TD-LTE与移动DCS1800的互调产物图3.113.2.4移动(F频段)TD-LTE与联通FDD-LTE的互调产物图3.123.2.5移动(F频段)TD-LTE与联通DCS1800的互调产物图3.133.2.6移动TD-SCDMA(A)与联通DCS1800的互调产物图3.143.2.7移动TD-SCDMA(A)与联通FDD-LTE的互调产物图3.153.2.8移动TD-SCDMA(A)与移动DCS1800的互调产物图3.164、无源三阶互调产生的原因地铁4号线海伦路站，原有无源器件互调抑制度要求仅为-120dBc，经多年运行使用使得器件产生老化锈蚀问题，以及多家运营商LTE系统的加入，使得进入POI及其相关线缆的信源功率加大，从而导致互调抑制度不能满足要求。4.1.1线缆接头锈蚀图4.14.1.2器件三阶互调值不达标4.1.2.1耦合器图4.24.1.2.2功分器图4.34.1.2.3电桥图4.45、整改方法及覆盖效果比较5.1将所有无源器件更换为高品质器件常用高品质器件主要技术指标名称三阶互调dBc(+43dBm×2)隔离度dB插损dB驻波比带内波动dB平均功率容量（W）耦合器-140250.31.250.2300二功分器-1403.31.250.3300三功分器-1405.21.250.4300四功分器-1406.41.250.5300电桥-140250.31.250.2300合路器-140800.31.250.2300表5.15.2整改前后指标比较平均RSRPPDCP平均下行速率RRC连接成功率切换成功率整改前-87.1234.554M93.94%96.97%整改后-85.5236.867M98.65%98.96%6、结论综上所述，三阶互调指标关系到多系统合路后移动通信网络的质量优劣。通过分析和计算，总结出各系统三阶互调产物对电信LTE1.8G(用表示)和LTE2.1G（用表示）的影响汇总如下表：运营商运营商联通电信移动系统名DCS1800FDD-LTELTE 2.1GGSM900DCS1800TD-SCDMA（A）联通GSM900DCS1800FDD-LTEWCDMATD-LTE电信CDMA800LTE 1.8GLTE 2.1G移动GSM900DCS1800TD-SCDMA（A）TD-SCDMA（B）TD-LTE（F）TD-LTE（E）地铁电视集群表6.1上海地铁4号线整改使得LTE网络性能指标得到改善，也为其它地铁线路的整改提供了可借鉴的经验。