移動通信系統中互調的產生機制與干擾排查

3.1互調的兩種測試方法

互調指標的嚴格測試一般在專業的微波暗室進行，這是因為周邊環境尤其是鐵磁材料會對結果產生較大影響。具體又分為正向互調（Forward IM）和反向互調（Reverse IM）兩種方式。其中正向互調又稱為傳輸互調（Transfer IM），反向互調又稱為反射互調（Reflection IM）。這兩者的差異主要體現在其射頻前端模塊的不同，它們的系統框圖如圖 1所示[6]。

圖1. 反向互調（上）和正向互調（下）測量原理

雙工器、濾波器、定向耦合器等器件一般采用正向互調測量方式，天線和負載等器件一般采用反向互調測量方式。對于同一器件的兩種不同測試方式，反射方式的互調產物通常比傳輸方式樂觀。

IEC推薦利用兩個連續波（CW）信號源對每一個樣本的三階互調產物的功率電平進行測量，在測試端每一個信號源為43dBm(20w)。顯然，這是針對早期的基站而言，直到現在，這個功率等級依然適用于大多數器件的測量。隨著新的數字蜂窩通信標準的不斷誕生，出現了更大幅度和更大范圍的功率等級。因此，除了43 dBm以外，還出現了小至26 dBm和大到5l dBm條件下的測量要求[7]。

3.2常見器件的指標要求

互調指標有絕對值和相對值兩種表達方式。絕對值表達方式是指以dBm為單位的互調的絕對值大小；相對值表達方式是指互調值與其中一個載頻的比值（這是因為無源器件的互調失真與載頻功率的大小有關），用dBc來表示。典型的無源互調指標是在兩個43dBm的載頻功率同時作用到被測器件DUT時，DUT產生-110dBm（絕對值）的無源互調失真，其相對值為-153dBc。

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

實踐中，天線的三階互調產物一般要求不超過-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源器件的其互調產物通常在-120～-100dBm，也即-163～-143dBc；而某些器件的互調產物更大，如鐵氧體器件的互調產物可達-60 dBc甚至更大。對于前一類器件，不要求測量系統的測量范圍太大。目前同類產品的互調測量上限是-65 dBm，也即-108 dBc。對于后一類器件，可以采用通用的頻譜分析儀測量，其測量范圍至少可以達到-150～30 dBm。

干放和直放站等有源設備或器件的互調指標要求分別如表 2和表 3所示。

4互調在移動通信系統中的實際應用

4.1應當注意的系統內與系統間互調干擾

表 4和表5列出了常見移動通信系統的互調干擾情況。可以看出，中國移GSM900M系統的五階互調和七階互調產物會對本系統形成干擾，同時也會影響到中國聯通GSM900M系統；中國移動DCS1800系統的七階互調產物會對本系統形成干擾；中國電信CDMA800M系統的五階互調和七階互調產物會對中國移動和中國聯通的GSM900M系統形成干擾。

個別情況下，二階互調產物(F1+F2)也會對其他系統造成影響，比如CDMA800系統的二階互調產物也會對聯通的GSM1800系統產生影響。 在多系統合路的通信系統中，三個（含三個）以上頻點經過合路器時也可能產生F1+F2-F3形式的三階互調干擾。這使得POI等多系統合路室內分布系統的設計變得困難[8]。

4.1實際工作中天饋線互調干擾的排查方法

從實際經驗來看，移動通信系統中需要重點關注互調指標的器件主要有：天線、饋線、直放站、干放、電橋、負載、耦合器等。當前尤以天饋系統互調產物對網絡性能的影響最大。

互調指標的嚴格測試一般在專業的微波暗室進行，但實際工作中在定位網內干擾時也會借助便攜式互調分析儀（多采用反射模式），圖 2給出了使用便攜式互調儀現場排查互調干擾的檢測點示意。

圖2. 使用便攜式互調儀現場排查互調干擾的檢測點示意

根據實際操作的難易程度，通常按照“1-2-3-4-5”的順序開展斷站現場測試。也有經驗表明饋線的問題（如接頭制作粗糙或松動、饋線過度彎折等）往往是造成整個天饋系統的常見原因，因此“1-2-3-4-5”的順序也便于首先排除饋線問題。現場排查時，一般按執行比微波按時測試原為寬松的標準，比如要求測試點1的三階互調產物小于-80dBm。現場測試時為保證測試精度，需要注意下列事項：

保證可靠的連接（包括足夠的接觸壓力，接頭處清潔等）。

測量互調盡量排除外部干擾的影響 (先掃描外部干擾）。

互調儀輸出信號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。

個別系統設備廠家還開發出互調干擾自動檢測功能，可以粗略判斷干擾惡化是否為網內互調干擾所致。