一种室分无源互调干扰快速定位的方法_高亮.pdf

无线通信422023.020 引言在网的室内分布系统所用的无源器件，包括功分器、合路器、电桥、耦合器、衰减器、天线等，生产厂家繁多，质量参差不齐。在使用过程中，由于老化、安装不当、功率冲击等原因，造成一些无源器件损坏，从而形成无源互调干扰，严重影响客户体验。无源互调干扰是指两个或更多的频率在非线性器件中混合在一起便产生了杂散信号。虽然通过更换备件，很快就能修复故障。但是一个室分系统中存在数十个，甚至上百个无源器件，且分布范围广，安装隐蔽，要定位故障器件，不仅需要耗费大量的时间和人力，还需要断开运行正常的链路来进行排查，造成更大范围的通信盲区，影响更多的客户。随着 5G 室分大规模建设，南京室分系统约10000 个点，重点室分约1000个以上，最早建设的室分系统为1999年建设开通，器件老化严重，2007 年无源器件集采之后价格下降明显，器件质量明显下降，包括三阶互调、驻波比、隔离度、带内抑制等指标下降较多，尤其是近几年来 4/5G 室分量合路，对多系统合路的器件要求更高，这一降一升导致室分系统面临很多问题。室分问题的整治难度很大，其中由于室分器件分布广、隐蔽性强，问题的查找和定位十分困难，相比较有源设备，无源器件由接头接触不良、器件本身互调指标不达标引起的上行干扰更为普遍。如何有效监控无源器件是提升室分健康度的关键。1 无源器件高干扰小区判别方法相关性算法是用来分析上行干扰和话务量相关程度的算法，经过计算得到的小区相关性指数越低表示无源器件引起干扰的可能性越大。统计提取：提取 3 天 72 小时小区级高干扰占比和话务统计。话务量 20%，优先对有源设备进行排查。排名和名次差计算（24 小时）：计算每小时干扰和话务量在全天排名和计算每小时干扰和话务量名次差绝对值。小区相关性指数：小区相关性指数计算：各小时干扰与话务量名次差在 3 以内取 0，否则取 1。高相关性小区筛选（72 小时）干扰为 0 的次数不大于24，小区相关性指数总和不大于 36，72 小时干扰最大值大于30%。话务量大于 3Erl。验证工作：对筛选出来的小区利用话务和干扰曲线进行相关性验证。通过“无源器件高干扰小区判别方法”找到无源器件互调值不达标导致的高干扰小区，再借助无源互调故障定位仪现场快速定位室分互调故障点，最后用满足高性能器件挑选标准的高性能器件进行故障点替换。2 高性能器件挑选标准一种室分无源互调干扰快速定位的方法高 亮中国移动通信集团江苏有限公司南京分公司摘要：通过“无源器件高干扰小区判别方法”找到无源器件互调值不达标导致的高干扰小区，再借助无源互调故障定位仪现场快速定位室分互调故障点，用满足高性能器件挑选标准的高性能器件进行故障点替换。创新性地实现了对室分无源器件的监控，有效提高室分网元监控的深度和广度，进一步提升室分设备故障发现能力。通过无源器件监控系统，实现了室分无源器件自动的、实时的告警上报，实现了室分无源器件的远程监控。通过经济效益分析，具有较大盈利空间，能为企业带来较好的经济效益。关键词：无源器件；互调干扰；高干扰；快速定位432023.02无线通信由于室内分布系统有源设备都会作功率预留，无源器件插损指标对下行覆盖影响程度有限，互调指标为影响网络质量的关键指标。无源器件（二功分、电桥、耦合器、合路器、衰减器、室分天线）、有源设备（干放）均会对室内分布系统上行干扰、通话质量产生影响。以上高性能标准只针对现网主干器件，非主干器件仍参照集团标准。表 1 无源器件标准器件名称三阶互调现有标准高性能标准功分器-120dBc（-77dBm）系统主干线路器件三阶互调要求低于-140dBc支路上要求低于-120dBc耦合器电桥衰减器室分天线合路器低于-140dBc3 无源互调故障定位仪现场快速定位3.1 定位原理首先由 PIM（Passive Intermodulation，无源互调）测试仪表产生两个不同频率的 20 到 40W 的信号，模拟基站的两个发射载波，然后在仪表内通过一个高性能的耦合器耦合后，从仪表的 RF OUT 接口输出，通过电缆连接后接入到无源互调干扰系统（天馈线或室分系统）。如果被测无源系统（天馈线或室分系统）存在不完善的位置，信号在系统中传播时就会产生无源交调，当交调信号落在移动通信的上行频段时就会对移动通信的质量产生影响。PIM 测试仪波峰所在位置就是问题点，之后再根据设计图纸查找到问题器件在系统中的位置。无源互调（PIM）测试仪表一方面可以测试无源互调指标的大小，作为是否影响通信质量的一个判据；另一方面，它也可以将通过扫频测试得到的频域互调参数，通过傅里叶反变换转换到时域，从而直接显示出引起无源互调指标增大的器件或电缆的位置，即通常所说的故障定位。3.2 定位流程步骤一：对照室分设计图进行站点勘察，以确定站点实际施工情况和设计图纸是否一致，是否具有施工条件；步骤二：在天馈线的输入口使用互调仪判断总体互调值；步骤三：逐层测试其 PIM 值，确定问题楼层和问题点；步骤四：问题点接头检查、器件替换，评估楼层调整效果，如干扰未消除则重复进行第三步操作。3.3 无源器件监控系统通过采集室分系统末梢天馈系统的电磁波信号强度，分析得到室分系统内无源器件的工作状态，并自动触发相应的告警信息，从而实现对室分无源器件的性能监测效果。采用时间同步的方式进行无线电信号感知器的状态转换高效控制，从而触发无线电感知芯片的开启与关闭，最大限度地降低无线感知器的功率消耗。该监控系统采用可自组织组网技术以及信号中继器有效补充进行无线感知器监测信号的回传，并利用自动构造自适应动态数据库，动态选择信号质量优、干扰最小的无线频段进行数据传输。无源器件监控系统的监控步骤是通过在室内分布系统覆盖区域里部署无线感知单元，进行室内分布系统末梢天线电磁波信号强度的采集，并进行解调解码，判断当前信号是否为有效的移动基站信号，确定其信号强度等级，而后将监测的相关信息通过无线传输方式传送给无线感知控制器，无线感知控制器将收集到的本室分小区所有无线感知器监测信号进行汇总，通过 4G 方式反馈至室分无源器件监控服务器内，最后通过分析每个天线末端的信号强度与室内分布系统规划值的差值，得到室内分布系统无源器件的工作状态，从而实现对室内分布系统无源器件的监测，并通过监控平台进行室内分布系统无源器件的告警信息呈现。3.4 定位案例分析南京某酒店站点共有 12 层，结合互调故障定位仪和室分设计图纸进行定位（互调值高的楼层优先进行排查）：8 楼三阶互调达到-50.2dBm，22.14 米处的影响最大，该处是一个 10dB 的耦合器。11 楼三阶互调达到-38.1dBm，15.49 米处的影响最大，该处是一个 10dB 的耦合器。10 楼三阶互调达到-36.9dBm，14.62 米处的影响最大，该处是一个 7dB 的耦合器。6 楼三阶互调达到-36dBm，38.18 米处的影响最大，该处是一个远端天线。1 楼三阶互调达到-35.5dBm，36.76 米处的影响最大，该处是一个二功分器。4 楼三阶互调达到-30dBm，24 米处的影响最大，该处是一个 7dB 的耦合器。在现网针对监控平台和该实验点进行了 4 次验证测试，接通率、干扰普遍可以提升 22%28%，LTE 下载速率提高一倍以上，故障定位精确率 75%（4 次有 3 次），故障定位时间比人工排查提高 4 个小时以上，充分证明了无源器件监控的有效性。3.5 经济效益室分无源器件监控系统的应用有效地监测了室分系统，（下转第 48 页）482023.02核心网与网络技术网。打造一张云化节能的网络是未来演进的趋势，本研究结合运营商现网特征分析了融合组网的方案，并给出了演进策略建议，为后续实现业务的敏捷迭代，提升用户体验和感知提供了有力支撑。参考文献：1 梁雪梅，方晓农.R16 版本中 5G 核心网的新概念 J.移动通信，2020（9）：11-18.2 冯征.面向应用的 5G 核心网组网关键技术研究 J.移动通信，2019，43（6）：2-9.3 吴英娜，余永聪.5G 核心网组网方案分析及演进路线研究 J.移动通信，2019（7）：1-3.4 杨旭，肖子玉，邵永平，宋小明.面向 5G 的核心网演进规划 J.移动通信，2018（7）：1-9.作者简介：陈钏（1982），男，江苏宿迁人，工程师，学士；研究方向：网络干扰与优化。（收稿日期：2022-08-10；责任编辑：赵明亮）节约了人力成本，提高了室分无源器件故障排查的工作效率，人力成本得到明显降低。原室分无源器件故障定位时间约为2-3小时，按照目前我省代维费用计算方法，单人单次室分故障处理平均费用 123 元。使用该系统后，平均故障定位时长降低近 60%，提升故障处理效率，原来 1 人次处理的故障现可以处理 2-3 起故障。同时故障定位准确率提升 20%，减少了由于误派工单引起的故障处理“白跑”现象。以此估算每次故障可节约费用12320%60%=14.76 元。月均室分系统故障 2000 次计算，预计每月可节省费用 2.952 万元。4 结束语通过一套内部逻辑算法，对功率、信噪比、驻波比衰减测量、电压驻波等指标进行级联计算，快速定位无源器件故障位置。支持单支路节点监控，支持单支路多节点和单支路单节点的灵活部署方式，在不影响功能的基础上减少改造成本，同时增加方案可执行性。引入无源互调故障定位仪，为器件引起的长期无法解决的疑难室分高干扰小区整改提供了新手段。该仪表定位问题器件的准确率为100%，可探测距离为500米，直接显示问题器件到探测点的距离，明确指示问题期间位置，减少摸排量。通过理论计算和实践验证总结出室内分布有源设备后 5 级期间的故障点替换为高性能器件，系统互调改善最明显。创新性地实现了对室分无源器件的监控，有效提高室分网元监控的深度和广度，进一步提升室分设备故障发现能力。通过采用无源器件监控系统，实现了室分无源器件自动的、实时的告警上报，实现了室分无源器件的远程监控。结合室分系统有源设备监控针对整个室分小区实现了全方位有效监控，对于有源器件和无源器件均能够实现故障问题的发现，并及时制定无线维护和优化方案，提高了室内小区无线维护和优化的工作效率，对于提升室内网络感知起到了前期预警的作用。参考文献：1 杨宗林，戚文敏，杨子峰.室分合路互调干扰解决方案 J.山东通信技术.2015（01）.2 张平.LTE 室内分布系统干扰类问题优化分析与方法研究 J.信息通信，2019，0（7）：125-127.3 林祥德.互调干扰在移动通信中的危害及处理 J.电信快报：网络与通信，2017，0（9）：34-36.4张臻.关于室内分布系统布线施工的探讨J.电信快报：网络与通信，2019，0（7）：13-15.5 潘文苹.浅析 5G 时代室内分布系统发展趋势研究 J.中国新通信，2019，0（12）：107-107.6 刘兆，倪新军，倪文波，徐亮.室内分布系统无源互调干扰问题排查与整治措施J.电子技术与软件工程.2018（01）7 杨会杰，王烟青，杨昭，陈旭锋.甚高频无线通信系统发射机互调干扰研究 J.通信技术.2014（08）作者简介：高亮（1989），男，江苏泰州人，工程师，硕士；研究方向：无线网络优化，通信原理算法。（收稿日期：2022-10-20；责任编辑：赵明亮）（上接第 43 页）