F频段干扰排查引导

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F频段干扰排查引导  1  中国频谱分配及F频段干扰来源1.1  中国频谱分配                                                                               图1 中国区主要无线系统频谱分配示意图 表1  中国区主要无线系统频谱分配     名称      频段(MHz)               UL      DL        CDMA 800      825-840      870-885        GSM 900      890-915      935-960        DSC 1800      1710-1755      1805-1850        临时申请*      1755-1780      1850-1875        TDL(F)/TDS(F)**      1880-1900      1880-1900        PHS      1900-1915      1900-1915        TD-SCDMA(F)      1900-1920      1900-1920        CDMA 2000      1920-1935      2110-2125        WCDMA      1940-1955      2130-2145        TD-SCDMA(A)      2010-2025      2010-2025        TDL(E)      2320-2370      2320-2370        WLAN      2410-2483.5      2410-2483.5        TDL(D)      2575-2615      2575-2615   * 目前临时申请频段，存在部分DCS1800** 1880-1900MHz规划用于TD-LTE，但部分地方已经在此频段开通了TDS 1.2  F频段干扰来源                                                                                                   图2 F频段干扰来源 干扰来源主要包括：GSM900、DCS1800、临时频段DCS1800（高频DCS1800）、PHS、TDS(F)。可能的干扰类型如下：表2  F频段干扰类型            带外  杂散      带外  阻塞      带  杂散      带  阻塞      互调      谐波      同频  干扰        GSM900                                  ●      ●               DCS1800      ●                                                  高频段DCS1800      ●      ●                    ●                      PHS                    ●      ●                             TDS(F)*                                                ●   * 说明：部分地区在1880-1900MHz频段开通了TDS，扫频干扰值会比较高。  l     GSM900谐波/互调干扰满足特定频率关系的多个GSM900信号产生二次谐波或者二阶互调产物落入F频段，若GSM900天线的互调指标较差，则对F频段形成干扰。                                                                                            图3 GSM900谐波/互调干扰l     DCS1800带外杂散                                                                                                 图4 DCS1800带外杂散由于DCS1800基站发射滤波器的非理想性，在工作频段发射有用信号的同时，在F频段产生一定程度的带外辐射。现网中主要原因是部分DCS1800双工器带宽为75MHz（1805-1880MHz）而导致。l     高频段DCS1800带外杂散带外杂散原理同上，在此之外，部分地区将DCS1800部署在1850-1880MHz频段，将进一步加大对F频段的杂散干扰。 l     高频段DCS1800带外阻塞由于TD-LTE基站接收滤波器的非理想性，在接收有用信号的同时，还将接收来自邻频1850-1880MHz频段DCS1800基站的发射信号，若TD-LTE基站的抗阻塞能力不足时，对TD-LTE基站形成阻塞干扰。                                                                                          图5 高频段DCS1800带外阻塞 l     高频段DCS1800互调干扰当DCS1800使用高端频率1850-1880MHz、且部分DCS1800天线的互调指标差（差于-133dBc）时，将对F频段产生三阶互调干扰。                                                                                          图6 高频段DCS1800互调干扰 l     PHS带阻塞/杂散干扰PHS在1900-1915MHz频段，其杂散指标比较差，对F频段形成带杂散、阻塞干扰。l     TDS同频干扰在扫频过程中，某些局点的F频段依然被TDS所占用，扫频结果会相对更高。根据中移动计划，F频段TDS要让给TDL，所以建议在清频之后重新扫频以获取F频段的真实干扰情况。2  F频段扫频方法2.1  TDS后台统计此方法适用于待测区域已开通F频段、或RRU支撑F频段的小区。对于已开启F频段的小区，根据网络实际配置情况，采用调整1个现有F频段载波用于F频段测试，将测试载波在F频段（1880-1900MHz）进行轮询配置的方式，提取配置的F频段TD-SCDMA载波的ISCP指标进行F频段全频段扫描，通过分析ISCP水平评估F频段干扰。对于RRU支撑F频段，但尚未配置F频段载波的小区，建议采用新增1个F频段载波的方式，利用后台ISCP数据进行F频段的全频段扫描，评估F频段干扰。2.1.1  全频段扫频的测试频点及测试时间为保证采集数据的完整性以及反映问题的全面性，建议对1880-1900MHz频段的全部12个频点进行轮询及数据采集，每个频点的统计时间至少为忙时的3个小时。采集频点号：9405、9413、9421、9429、9437、9445、9455、9463、9471、9479、9487、9495（请按编号顺序依次进行频点轮询）备注：若该城市进行了载波压缩，或各别厂家的频点号存在差异，请按照自身的频点号进行配置，保证覆盖1880-1900MHz频段即可。使用不同频点号进行测试时，需重新提供测试频点号。2.1.2  全频点扫频的载波配置要求待测频点调整要求：将全部待测小区的1个F频段的测试载波配置为H载波，同时设置该载波的优先级，不允许用户接入。2.1.3  操作引导各城市根据自身F频点使用情况选择调整一个已有的F频段频点或新开启一个F频段频点的方式，进行频点配置与数据提取。l     将评估区域全部小区的1个F频段的频点调整为待测频点，将待测F频段载波配置为H载波；l     设置当前测试频点的优先级或屏蔽，该频点测试期间不允许用户接入；l     配置完成后，在规定时间统计TS1和TS2的平均ISCP和最大ISCP；l     修改频点，按照顺序对F频段的所有待测频点进行遍历；l     根据F频段载频的ISCP指标，初步筛选存在干扰的小区。2.1.4  注意事项1、为减小对用户的影响，将待测F频段载波配置为H载波；2、设置当前测试频点的优先级或屏蔽，该频点测试期间不允许用户接入；3、F频段改频轮询操作时，可能中断小区业务，对TDS业务有影响，因此建议晚上进行操作；4、利用TD-SCDMA天面进行干扰排查时，需关闭测试小区，并确保测试过程中测试区域（包括测试小区）未开启F频段的载波；2.1.5  干扰评估准则对每个测试载波，将其全部测试时间的TS1和TS2的ISCP平均值进行统计平均后，对全部待测载波的ISCP统计平均值取最大值，若最大值高于-100dBm/1.6MHz，认为本小区受到干扰；备注：以TD-LTE底噪高于-120dBm/15KHz为评估准则，等效于-100dBm/1.6MHz。2.2  频谱仪道路扫频2.2.1  准备工作l     F频段开通了TDS站点的，需要将低20M的F载波迁移到高15M频段，或者关闭低20M的F载波，然后进行扫频l     F频段有TDL实验网的局点，需要关闭TDL站点后进行扫频 2.2.2  仪器要求l     工作电脑安装路测App，并全程连接扫频仪，扫频仪外接全向天线与GPS天线吸附于车顶上 l     确认所使用扫频仪天线支撑待扫描频段，并记录全向天线增益 l     扫频仪设备的灵敏度需优于-112dBm/200KHzl     扫频时应确认可正确接收到GPS信号，扫频仪正常工作  2.2.3  搭建测试环境Step1：获取频谱仪底噪。通过频谱仪或者Scanner进行电磁背景干扰测试，如何判断外界是否存在干扰，基本原则是与频谱仪或者scanner的底噪进行对比，如果高于频谱仪或者scanner的底噪，则认为存在外界干扰。可以通过下面几种方法：l     在频谱仪或者Scanner外接50欧姆的匹配负载，获取频谱仪或者scanner的测量最大值作为频谱仪或者scanner的底噪，如下图：                                                                                     图7 外加匹配负载获取频谱仪底噪l     如果没有50欧姆的匹配负载，可在确认无干扰的地方，直接断开天线与带通滤波器的连接，保持开路，获取频谱仪或者scanner的测量最大值作为频谱仪或者scanner的底噪；l     如果已知频谱仪或者scanner的噪声系数（NF），则可以直接计算频谱仪或者scanner的底噪= -174dBm/Hz + 10log(RBW) + NF  Step2：搭建仪器测试环境。一种推荐的方法如下。                                                                                               图8 搭建仪器测试环境在扫频仪和天线之间，需要加一带通滤波器，否则其它频段载波信号将抬高仪器的底噪，测试值虚高。扫频仪的F频段设置为1880-1920MHz，分辨率带宽设置为200KHz；在9点-21之间按照预定测试路线进行扫频，并保存扫频数据。2.2.4  仪器操作参考操作指南。《扫频仪操作指南》。2.3  干扰判断准则建议的干扰判决准则如下：1.对于扫频仪测试（下行）数据：l     有干扰的判断门限：-105dBm/200kHz，对应底噪抬升9dB，吞吐率基本无损失l     严重干扰判断门限：-89dBm/200kHz，对应底噪抬升25dB，吞吐率损失约5%表3  干扰判断准则（扫频仪）        底噪抬升量      热噪      抬升9dB      抬升25dB        对应干扰值 dBm/200kHz      -114      -105      -89        吞吐率损失      0%      1.4%      5%     2.对于TDS后台统计（上行）数据：l     有干扰的判断门限：-100dBm/1.6MHz，对应底噪抬升8dB，吞吐率损失小于5%l     严重干扰判断门限：-96dBm/1.6MHz， 对应底噪抬升12dB，吞吐率损失约10%表4  干扰判断门限（TDS后台统计）        底噪抬升量      热噪      抬升8dB      抬升12dB        对应干扰值 dBm/1.6MHz       -108      -100      -96        吞吐率损失      0%      5%      10%     3  干扰排查与解决识别干扰类型、来源并采取相应措施解决或者规避。流程与步骤如下。表5  干扰排查与解决流程            步骤      目的      措施        干扰排查      前置处理      清理占用F频段的TDS站点      清理占用F频段的TDS站点  搬移到其他频段        频率使用情况调研      通过频率使用情况，初步判断可能干扰F频段的系统      调查当地相关系统的频率占用情况，包括：  GSM900/DCS1800/PHS        F频段道路扫频      评估F频段占用情况      设定道路扫频路线  利用扫频仪开展F频段扫频测试        TDS/TDL上行底噪统计      大规模快速干扰筛查，评估所在区域站点  1.是否存在干扰  2.受干扰站点比例  3.初步判断干扰类型      1.开启TDS/TDL上行底噪后台统计功能进行统计；  2.分析频谱特征，初步判断所受干扰类型（DCS1800阻塞干扰/三阶互调/杂散干扰、GSM900二次谐波/互调干扰、PHS系统干扰、其它干扰等）         上站扫频      精确定位干扰类型来源      1.天面扫频频谱特征分析  2.阻塞干扰分析  3.互调/谐波干扰分析  4.杂散干扰分析  5.PHS干扰分析  6.其他干扰分析        干扰解决      干扰解决与规避      根据以上排查结果，制定相应的最优干扰解决方案      1.调整DCS1800频点  2.天面隔离度调整  3.加装滤波器（杂散/阻塞滤波器）  4.更换天线（DCS1800三阶互调/GSM900二次谐波特性不达标的）  5.App升级AGC抗阻塞特性  6.更换RRU        干扰报告      排查报告      给出干扰排查结果汇总      1.本区域受干扰站点/小区比例  2.各站点/小区干扰类型  3.各类型干扰所占比例  4.各种措施所占比例  5.干扰处理效果    3.1  前置处理（可选）一些区域已经在F频段开通了TDS站点，在干扰排查之前，需将TDS站点关闭，或者搬到其它频段（如1900MHz以上）。没有开通的区域不用关注。3.2  频率使用情况调研了解频率使用情况，包括各系统的最高使用频点，初步判断可能对F频段形成干扰的系统。表6  F频段干扰类型            带外  杂散      带外  阻塞      带  杂散      带  阻塞      互调      谐波      同频  干扰        GSM900                                  ●      ●               DCS1800(1850以下)      ●                                                  高频段DCS1800      ●      ●                    ●                      PHS                    ●      ●                         3.3  F频段道路扫频（可选）主要目的是了解F频段被占用的情况。具体方法参考3.2节，干扰判断准则参考3.3节。本地区明确没有其他系统占用F频段，则直接跳过此步。 注：根据道路扫频结果，不能判断F频段一定存在干扰，或者一定无干扰。l     扫频值超过3.3节“严重干扰”门限的，不一定是“真干扰”1.某些地方认为已关闭F频段TDS站点，实际上未关闭，仍有用户可以接入，导致扫频值偏高。2.有TDS占用1900-1920MHz的，扫频值有可能偏高，但这是“假干扰”。这是由于：TDS RRU双工带宽为30/35M（1880-1910/1915MHz） ，TDS对1880-1900MHz频段的杂散值参考ACLR计算（45dB）大约为-20dBm/200kHz，近站点位置的测量值就可能偏高（比如路损60dB时，测量值达到-80dBm/200kHz）。但这并不会干扰TDL系统，因为F频段的TDS与TDL同步同时隙。 l     扫频值低于3.3节“有干扰”门限的，并不意味着F频段“很干净”。主要是干扰排查手段不同所引起。比如：DCS1800对TDL的阻塞干扰，是通过TDL天馈系统进入中射频通道时产生影响干扰影响的，而利用扫频仪扫频时却没有。  3.4  TDS/TDL上行底噪统计通过TDD基站上行底噪后台统计功能，进行大规模快速干扰筛查，评估所在区域是否存在干扰、干扰站点比例以及初步判断可能的干扰类型。具体方法，TDS请参考3.1节，TDL直接开启此功能。3.4.1  判断有无干扰参考3.3节。对于TDS后台统计，无干扰时的底噪为-100dBm/1.6MHz；对于TDL后台统计，无干扰时的底噪为-120dBm/15kHz。当统计结果大于门限时认为存在干扰。3.4.2  判断干扰类型以下给出几组例子。 【例1】：TDL后台统计                                                                                图9 根据上行底噪判断干扰类型（例1）类似曲线2：可能受到阻塞、互调干扰。类似曲线3：可能为F频段射频拉远单元硬件故障类似曲线4或5：可能受到杂散、互调干扰。类似曲线6：可能受到互调干扰。说明：上图仅用作示意说明，现网情况有可能是集中干扰类型的叠加，导致各干扰类型特征不是很明显。下同。 【例2】：TDL后台统计 l     无干扰： l     杂散干扰（来自1850-1873MHz） l     互调或阻塞干扰 l     互调或者阻塞干扰、杂散干扰（来自1900MHz以上） l     近端杂散，中间互调，远端互调或阻塞（疑似有阻塞，抑制度不够） l     互调、杂散干扰  【例3】：TDS后台统计l     杂散干扰（来自DCS1800高频段） l     杂散干扰（轻微DCS1800，PHS）  l     杂散干扰（DCS1800，PHS） l     阻塞、互调干扰 l     阻塞干扰 l     互调或阻塞干扰3.4.3  干扰排查根据干扰类型，结合现网频率使用、设备/天线情况判断干扰来源。详细参考4.2.5.3节。3.5  上站扫频经过TDS/TDL后台统计，针对所筛查的受干扰重点站点，采取进一步的上站扫频措施，以更精确分析其干扰情况。适用场景有：l     对于通过TDS/TDL后台扫描统计确定存在干扰的站点，需进行逐站的上站排查，确定干扰源，制定干扰排查方案。l     对于无法采用后台全频段扫描方式进行底噪排查且属于LTE规划区域的站点，需采用上站排查的方式确定干扰。3.5.1  仪器、测试方法排查设备包括：l     扫频仪/便携频谱仪l     F频段带通滤波器（通带围：1880-1900MHz，在1870MHz的最小抑制度35dB）l     连接器l     馈线若干l     工作电脑l     TDS/TDL阻塞滤波器（可选）l     DCS1800杂散滤波器（可选） 仪器的使用参考《扫频仪操作指南》。 测试环境及方法如下：对于TDS占用F频段的站点，为防止扫到本小区TDS信号，测试前需关闭测试小区，将TD天线的任意一个端口在RRU侧断开后，与F频段滤波器连接；若测试持续的时间较长，在非测试时间，为保证TD-SCDMA系统正常工作，应在断开RRU的端口接入衰减器与匹配负载后，开启测试小区；确保测试区域（包括测试小区）未开启F频段的载波；利用已有TD天线进行扫频，将TD天线的任意一个端口在RRU侧断开后，与F频段滤波器连接；将F频段滤波器与扫频仪连接，扫频仪与安装了相关App的工作电脑连接，通过工作电脑提取扫频仪数据。设备连接示意图如下；                                                                                             图10 上站扫频测试环境对于铁塔站等无法在天线周边实行近距离扫频测试的站点，可通过馈线将F频段滤波器与TD天线连接；测试时需记录由于馈线和连接器等带来的损耗值；扫频仪的扫频频段设置为1880-1900MHz，分辨率带宽设置为200KHz； 注：1.未建站点的区域，只能采用扫频仪和定向天线进行测试，由于不同位置测量结果差异较大，故只做定性参考。2.已建了F频段TDS的站点，可以利用其天面资源得到较为准确的结果。3.扫频仪无法与TD-LTE基站同步，不能保证只在上行时隙测量，因此通常情况下所显示的主要为上行和下行中功率较强的干扰信号。 3.5.2  判断干扰类型首先通过频域观察F频段是否存在干扰，然后在时域分析干扰信号特征。表7  信号时频特征     信号类型      带宽（频域）      时隙（时域）        GSM/DCS      200kHz      0.577ms        PHS      300kHz      0.625ms    【例1】：DCS1800干扰信号识别从频域上发现，1902.6MHz频点（M3）存在干扰，电平值约-62dBm。                                                                        图11 上站扫频干扰类型识别，频域（DCS1800） 在时域上扫描发现M2-M1=3.22-1.5=1.722ms，除以3得到0.57ms；M4-M3=4.96-3.83=1.13ms，除以2得到0.57ms这与DCS1800的时隙吻合，可断定此干扰为DCS1800。                                                                            图12 上站扫频类型识别，时域（DCS1800） 【例2】：PHS干扰信号识别在1906MHz处发现干扰信号，电平值约-2dBm。                                                                            图13 上站扫频干扰类型识别，频域（PHS） 时域上扫描发现，此信号周期为5ms，时隙约0.62ms，判断为PHS信号。                                                                            图14 上站扫频干扰类型识别，时域（PHS） 3.5.3  干扰排查根据所判断的干扰类型，进一步排查干扰来源。 l     DCS1800阻塞干扰与TDS/TDL共站的DCS1800站点，满足以下条件时有可能对TDD站点形成干扰：（1）DCS1800占用1850-1873MHz间的频点（2）DCS1800与TDS/TDL站点间隔离距离过小（比如垂直距离小于1m，水平小于10m） 另外，条件允许时可在TDS/TDL站加装阻塞滤波器，按照以下流程进一步确定干扰来源。                                                                                      图15 DCS1800阻塞干扰排查流程 l     DCS1800三阶互调干扰排查了DCS1800阻塞之后，下来排查是否受到三阶互调干扰。与TDS/TDL共站的DCS1800站点，满足以下条件时有可能对TDD站点形成干扰：（1）DCS1800占用1850-1873MHz间的频点（2）DCS1800与TDS/TDL站点间隔离距离过小（比如垂直距离小于1m，水平小于10m） 另外，条件允许时可通过改变DCS1800功率来进一步证实。这里利用了三阶互调功率与发射功率的变化成3倍的关系。                                                                                      图16 DCS1800互调干扰排查流程 l     GSM900二次谐波干扰与TDS/TDL共站的GSM900站点，满足以下条件时有可能对TDD站点形成干扰：（1）GSM900使用了940-950MHz间频点（2）GSM900与TDS/TDL站点间隔离距离过小（比如垂直距离小于0.5m，水平小于0.5m） 另外，条件允许时可通过改变GSM900功率来进一步证实。这里利用了二次谐波功率与发射功率的变化成2倍的关系。                                                                                   图17 GSM900二次谐波干扰排查流程 l     DCS1800杂散干扰排查了DCS1800的阻塞和互调干扰之后，需进一步排查是否存在杂散干扰。如前所述，杂散干扰是由于DCS1800基站采用了75MHz双工器、且没有采用子频带滤波等额外措施降低其在F频段的杂散辐射造成的。与TDS/TDL共站的DCS1800若使用了1850-1880MHz频段，且站点间隔离距离过小（垂直1m，水平10m）；或者DCS1800使用了1850MHz以下频段，且站点间隔离距离过小（垂直0.5m，水平5m），则有可能对TDD站点形成杂散干扰。 另外，条件允许时可通过在DCS1800基站上加装F频段滤波器，按照以下流程进一步确认。                                                                                      图18 DCS1800杂散干扰排查流程l     PHS干扰之前步骤若还无法确定是否存在PHS干扰，可进一步通过以下步骤来确认。                                                                                              图19 PSH干扰排查流程 3.6  干扰解决与规避根据排查的干扰类型及来源，采取针对性的措施进行解决或者规避。以下给出多种可选的措施，实际中应根据当地情况选择最合适的一种或几种。3.6.1  DCS1800阻塞干扰解决方案表8  DCS1800阻塞干扰解决方案     解决方案      说明        调整DCS1800频点      关闭DCS1800高频段频点，尽量使用1830MHz以下频点；或者至少不使用1865MHz以上频点        TD-LTE动态AGC升级      根据阻塞干扰信号强度，调整中射频电路的增益，在少量降低灵敏度的条件下，大幅提升抗阻塞能力。升级AGC之后，DCS1800只要不使用1870MHz以下频点，基本可以消除对TD-LTE的阻塞干扰。        调整天面      调整TDL与DCS1800天面间的隔离距离，建议垂直隔离1m，水平隔离10m。        在TD-LTE基站加装  抗阻塞滤波器或者更换RRU      成本较高、施工复杂，在以上方案皆无法实行情况下使用。    3.6.2  DCS1800互调干扰解决方案表9  DCS1800互调干扰解决方案     解决方案      说明        调整DCS1800频点      关闭DCS1800高频段频点，尽量使用1830MHz以下频点；或者在单个扇区仅采用以下一种频率区间的频点：[1805-1830MHz]，[1850-1860MHz]，[1860-1865MHz]，[1865-1870MHz]。        更换DCS1800天线      更换性能较差的DCS1800天线（三阶反射互调差于-133dBc），使用互调指标合格的天线。        调整天面      调整TDL与DCS1800天面间的隔离距离，建议垂直隔离1m，水平隔离10m。    3.6.3  DCS1800杂散干扰解决方案表10 DCS1800杂散干扰解决方案     解决方案      说明        调整天面      调整TDL与DCS1800天面间的隔离距离，建议垂直隔离1m，水平隔离10m。        在DCS1800站点加装杂散滤波器      滤波器在DCS1800上下行频段的插损应小于0.5dB，在F频段的抑制度应大于50dB     3.6.4  GSM90二次谐波干扰解决方案表11 GSM900二次谐波干扰解决方案     解决方案      说明        调整天面      调整TDL与GSM900天面间的隔离距离，建议垂直隔离0.5m，水平隔离0.5m。        更换GSM900天线      更换性能较差（二阶反射互调差于-140dBc）的GSM900天线。    3.6.5  PHS干扰解决方案（待补充）部分地区PHS没有按照国家规定在2011年底前退频，对TD-LTE形成带干扰。建议客户与其他运营商协调并推动政府落实PHS退频来解决。3.6.6  建议的流程对于少量干扰严重的站点，在某个方案实施后仍存在干扰的，可参考下面流程采取其他方案解决。                                                                                           图20 干扰解决与规避流程