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贵州LTE干扰排查路面扫频阶段总结及GSM900二次谐波问题定位分析

贵州LTE干扰排查路面扫频阶段总结及GSM900二次谐波
问题定位分析
一、概述及背景
贵州移动分公司按照集团对LTE干扰排查的工作要求,持续开展了F频段
(1880M~1900MHz)干扰排查,通过各地州的扫频测试发现,全省各地市F频段干扰情况都比较严重,为了验证路面干扰的真正来源,贵州公司完成全省TD-SCDMA网络F频段(1880M~1900MHz)频谱资源的清退工作,并针对重点发现的二次谐波问题进行更换天线、使用频谱仪和扫频仪测试对比、添加F频段带通滤波器多种方法进行了验证。

按照集团要求,我省在全省范围内使用创远扫频仪进行了LTE干扰扫频的工作,通过扫频结果分析来看,全省各地市F频段干扰情况都比较严重,干扰占比如下:
按照各个电平值取值范围对贵州省全网的扫频电平值进行统计分析,发现整个F频段中-90dBm~-70dBm占所有扫频采样点的39.78%,同时-
70dBm~-50dBm的采用点占12.64%。

在所有采样点中低于-100dBm的采样点占26.68%,其中低于-110dBm的仅有9.98%,从测试结果来看,贵州全省各地市F频段干扰占比比较高。

图贵阳F频段道路扫频RSSI分布图
二、干扰原因分析
1、TD-SCDMA网络F频段1880M~1900MHz频谱清退
为了排查TD-S信号对扫频结果的影响,我司在6月中旬启动全省的TD-SCDMA网络F频段1880M~1900MHz占用频谱资源的清退,并于7月5日全部完成9地市的频率清清退工作,但清退后的复测中,1880M~1900MHz的干扰状况并无明显改善,TD-SCDMA网络的F频点对底噪的影响十分有限。

下图是小河区域TD-SCDMA网络F频段低20M频率占用清退前后的对比。

图小河区域TDSF频段清退前测试结果图小河区域
TDSF
频段清退后测试结果2、分别闭塞GSM900/DCS1800和TD-SCDMA网络测试对比,确认GSM900
二次谐波的重要影响
按照全省的扫频结果,通过排除的方法进行了干扰源的定位,在全省各分公司都选取GSM900/DCS1800和TD-S站点相对密集的市区分别对这些站点进行了开/关站的对比,发现当GSM900的站点关闭后干扰状况得到了明显的改善,下图是贵阳小河区域闭塞GSM900小区前后的扫频结果对比。

红色框为相同测试区域
图非闭塞GSM900网络场景测试结果图闭塞GSM900小区后的测试结果从以上干扰源验证的结果来看,DCS1800和TD-SCDMA对F频段(1880-1900MHz)的干扰基本无影响,但GSM900信号对F频段(1880-1900MHz)的干扰比较严重,从干扰特性可分析,GSM900对1880-1900MHz的干扰源主要来自900MHz的二次谐波干扰,为此,再次使用频谱仪进行验证,谐波信号的时域特征波形为0.57ms左右是,典型的GSM信号。

图1880M~1900MHz频带内的谐波信号图谐波的时域波形图
3、更换天线和对基站进行谐波测试分析
针对发现的GSM900二次谐波问题,展开GSM900信源和天线的排查,排查GSM900信源模块和天线问题。

1)更换天线测试
针对发现的GSM900二次谐波问题,展开GSM900信源和天线的排查。

以1HX_轻骑集团站点为试点进行天线更换,2次分布更换京信和TKB等满足二阶反射互调指标的天线,GSM900谐波仍然存在,排查天线问题,对比如下图。

图更换京信天线GSM900谐波信号图更换KTB天线GSM900谐波信号
2)GSM900信源端增加GSM900M的二次谐波滤波器测试
在GSM900信源端增加GSM900谐波/杂散滤波器进行测试,谐波信号仍然存在,排查GSM900信源问题。

图GSM系统加滤波器创远扫频仪扫频结果图GSM系统加滤波器安捷伦N9340B扫频结果3)GSM信源模块实验室镜像验证
为了排查GSM900基站本身可能产生的谐波干扰,我们对GSM900站点进行了谐波的测试验证,选取1XH_沱江巷1小区(该站点扫频也存在干扰问题)为实验室,完全镜像环境对MRFU V1 900M模块(编码:02317093)在TD LTE频段二次谐波\互调的测试,1小区配置3
载波基带跳频,3个载波对应频点分别为9、25和70,每载波配置功率25W(44dBm),从下图的测试结果可以看出,其二次谐波信号大小大约在-82Bm/100KHz,模块对二次谐波的抑制度大约为44 - (-82+3)=123dBc;互调信号大小大约为-73dBm/100KHz,模块对互调信号的抑制度为44 -(-73+3)=114dBc。

模块在1880~1900频段的发射杂散水平完全满足GSM 协议要求,由此可判断,华为GSM900基站本身谐波干扰对路测的基本无影响。

4、测试扫频仪和频谱仪饱和导致失真测试
通过以上各种测试,还是没有彻底定位出扫频仪和频谱仪出现的谐波干扰具体的干扰源,在此,我们考虑到扫频仪和频谱仪测试设备自身的问题,为了测试验证扫频仪和频谱仪
上谐波的真正来源,在测试频谱仪前端增加了1880-1900MHz的20M带通滤波器进行测试。

当频谱仪和扫频仪端增加1880-1900MHz带通滤波器后,1880M~1900MHz的频带内,GSM900的强谐波干扰信号消失,确认前期扫频测试F频段的干扰来源,很可能是由GSM900强信号强度下导致扫频测试设备/频谱仪接收饱和,设备自身在生非线性情况下产生了谐波信号。

5、扫频仪/频谱仪饱和门限测试
根据以上的测试和推测,我司对创远扫频仪/RS频谱仪/安捷伦频谱仪进行了饱和门限测试。

1)测试方法
第一步,给频谱仪灌入强GSM900信号,使其非线性失真,在1880~1900MHz产生二次谐波。

第二步,逐步降低GSM900信号的强度,直至1800~1900MHz的二次谐波信号消失,此时的GSM900信号强度即为该频谱仪的饱和门限。

2)测试结果
基站发射GSM900信号功率31W(45dBm),经衰减器衰减后,输入频谱仪,使频谱仪饱和产生非线性二次谐波;此时对基站发射功率等级进行调整,使二次谐波消失,记录此时基站发射功率大小,计算或者扫描出扫频仪/频谱仪的GSM900电平值即为扫频仪/频谱仪的饱和失真门限,下图为安捷伦N9340B的测试示意图。

饱和失真产生二次谐波1880-1900频谱图饱二次谐波产生时的GSM900频谱图
调整功率等级至二次谐波消失1880-1900频谱图调整功率等级至二次谐波消失GSM900信号强度各型号的频谱仪/扫频仪测试结果汇总如下表,频谱仪或者扫频仪接收的GSM900信号强度超过饱和门限将导致仪表非线性失真产生GSM900二次谐波产物。

型号饱和门限(dBm)
安捷伦N9340B -50
罗德施瓦茨FSH3 -47
创远扫频仪-50
三、结论
经过持续的分析和定位,针对目前贵州全省的道路扫频分析有以下结论:
⏹创远扫频仪、罗德施瓦茨FSH3及安捷伦安捷伦N9340B频谱仪在GSM900信号大于
-50dBm的场景下存在饱和非线性失真产生谐波问题;
⏹贵州全省进行的道路扫频设备为厂家为创远,由于扫频设备存在的GSM900强信号
下饱和失真导致GSM900谐波出现问题,贵州前期输出的扫频数据干扰情况不客
观,不能真实的表征空口F频段的干扰情况;
⏹为规避扫频仪的饱和失真问题,F频段的扫频时在扫频仪前端增加
1880MHz~1900MHz的带通滤波器可以有效解决;
⏹TD-SCDMA网络的在F频段1880M~1900MHz的使用比例有限,并且F载波以H载波
为主,TD-SCDMA网络对F频段的底噪影响有限。

四、下一步工作
针对扫频仪的饱和失真问题,重新启动全省的F频段扫频,分析和梳理干扰问题点。

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