林巧新，黃海暉，陸南昌（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣州 510623）

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TD-LTE現(xiàn)網(wǎng)電磁兼容EMC測(cè)試裝置的研發(fā)及應(yīng)用*

林巧新，黃海暉，陸南昌
（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣州 510623）

TD-LTE多頻應(yīng)用已成為一種趨勢(shì)，但同時(shí)也帶來(lái)了多種干擾問(wèn)題，本文就EMC電磁兼容問(wèn)題展開(kāi)研究和分析，對(duì)干擾的規(guī)避提出了相關(guān)的建議。

TD-LTE；干擾；電磁兼容

從技術(shù)原理來(lái)看，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能受限于干擾，干擾控制得越好，SINR值越高，速率感知就越好。但是，從現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際情況看，TD-LTE現(xiàn)網(wǎng)干擾情況確實(shí)不容樂(lè)觀，尤其是F頻段，雜散、互調(diào)、諧波、阻塞等，非常困擾我們。所以，我們必須找到行之有效的工具和方法來(lái)發(fā)現(xiàn)和定位干擾。

1 TD-LTE常見(jiàn)干擾及規(guī)避措施

廣東公司TD-LTE常見(jiàn)的上行干擾有17種，分別是F頻9種、D頻4種、E頻4種，如表1所示。

2 TD-LTE常見(jiàn)干擾源和干擾檢測(cè)儀的動(dòng)態(tài)范圍

（1）DCS1800或FDD LTE的主設(shè)備雜散干擾：機(jī)架輸出信號(hào)雜散輻射噪聲分量約等于88～133 dBc。

（2）DCS1800或FDD LTE的主設(shè)備互調(diào)干擾：機(jī)架輸出信號(hào)互調(diào)輻射噪聲分量約等于85～130 dBc。

（3）DCS1800或FDD LTE天饋系統(tǒng)互調(diào)干擾：輸出信號(hào)反射噪聲分量約等于90～150 dBc。

（4）GSM900天線二次諧波干擾：輻出GSM900基波信號(hào)落在F頻的諧波噪聲分量約等于130～140 dBc。

上述每種場(chǎng)景干擾源的動(dòng)態(tài)范圍都超過(guò)80dBc，也就是說(shuō)，需要在有用信號(hào)里面分揀出億分之一甚至萬(wàn)億分之一的干擾噪聲功率，才能準(zhǔn)確定位干擾源。而市場(chǎng)最好的便攜式干擾檢測(cè)儀S/N的動(dòng)態(tài)（線性）范圍不大于60 dBc，只能檢測(cè)比有用信號(hào)低百萬(wàn)分之一之內(nèi)的干擾噪聲，開(kāi)發(fā)出一套電磁兼容器件與之匹配顯得非常迫切。

3 現(xiàn)網(wǎng)EMC干擾檢測(cè)裝置的研發(fā)及應(yīng)用

通過(guò)TD-LTE OMC后臺(tái)發(fā)現(xiàn)小區(qū)的NI上行干擾，通過(guò)對(duì)頻譜特征的分析，初步預(yù)判干擾的類型，然后帶上本文研發(fā)的設(shè)備，上站定位干擾源，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況制定干擾規(guī)避的方案。3.1 干擾源的定向如上所述，干擾檢測(cè)儀S/N的動(dòng)態(tài)（線性）范圍不足，用八木天線直接連接干擾檢測(cè)儀常常會(huì)引起誤判，特別是在基站天面，所以，在空中定位干擾源的來(lái)向要在儀器跟八木天線之間加上帶通濾波器，好處是可以壓縮干擾源的動(dòng)態(tài)范圍壓，使儀器準(zhǔn)工作在線性范圍內(nèi)，準(zhǔn)確判定干擾源的方向，還可以保護(hù)儀器的低噪放LNA免受燒毀，本文研發(fā)的帶通濾波器的性能是-70 dBc@7 MHz。

表1　TD-LTE常見(jiàn)的干擾及規(guī)避措施

3.2 帶話務(wù)檢測(cè)干擾的原理

當(dāng)確定干擾源來(lái)向之后，還要現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試干擾源的EMC性能，如空中定位到干擾源來(lái)自DCS系統(tǒng)，還需進(jìn)一步定位是DCS系統(tǒng)主設(shè)備出問(wèn)題，還是天饋系統(tǒng)不達(dá)標(biāo)，針對(duì)問(wèn)題制定整改措施。原理如圖1所示。圖1左邊是測(cè)試連接原理圖，DCS EMI TEST無(wú)源器件接入被測(cè)BTS跟天饋系統(tǒng)之間，再接上帶通濾波器和普通頻譜儀即可測(cè)試DCS主設(shè)備的雜散和天饋系統(tǒng)的互調(diào)干擾。右邊是DCS EMI TEST腔體干擾分量檢測(cè)流程圖，利用腔體的諧振原理分量DCS有用信號(hào)和帶外雜散和互調(diào)干擾，對(duì)圖1中標(biāo)識(shí)1～10說(shuō)明如下。標(biāo)識(shí)1：待測(cè)DCS基站主設(shè)備，本裝置連接基站的射頻口RX/TX。標(biāo)識(shí)2：DCS基站主設(shè)備發(fā)射機(jī)的輸出信號(hào)，每載波的信號(hào)功率大約40 dBm，經(jīng)DCS諧振腔腔體，利用諧振原理（見(jiàn)標(biāo)識(shí)9的說(shuō)明），能量低損耗地傳遞到天饋系統(tǒng)（見(jiàn)標(biāo)識(shí)6），DCS發(fā)射信號(hào)的傳遞路徑如圖1實(shí)線箭頭所示。標(biāo)識(shí)3：DCS主設(shè)備發(fā)射機(jī)輸出的雜散干擾信號(hào)，經(jīng)TD-LTE F頻諧振腔體，利用諧振原理（見(jiàn)標(biāo)識(shí)10的說(shuō)明），微弱的雜散干擾低損耗地傳遞到檢測(cè)端口（見(jiàn)標(biāo)識(shí)4），傳遞路徑如圖1左側(cè)虛線所示。如果干擾信號(hào)過(guò)強(qiáng)，會(huì)影響共址TD-LTE F頻的接收靈敏度，之前業(yè)內(nèi)無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

標(biāo)識(shí)4：主設(shè)備雜散干擾信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)端口，使用本裝置后，用普通頻譜儀即可現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，正常強(qiáng)度應(yīng)小于-75 dBm。

標(biāo)識(shí)5：DCS發(fā)射機(jī)信號(hào)輸出，經(jīng)本裝置連接天饋系統(tǒng)，由于本裝置插損小（小于0.5 dB），在測(cè)試期間，對(duì)基站覆蓋能力影響很小。

標(biāo)識(shí)6：DCS基站天饋系統(tǒng)。

圖1　現(xiàn)網(wǎng)帶話務(wù)檢測(cè)DCS電磁兼容EMC原理

標(biāo)識(shí)7：DCS基站天饋系統(tǒng)互調(diào)反射回來(lái)的分量，經(jīng)TD-LTE F頻1 880～1 920 MHz諧振腔體，利用諧振原理（見(jiàn)標(biāo)識(shí)10說(shuō)明），微弱的互調(diào)干擾從天饋線系統(tǒng)（見(jiàn)標(biāo)識(shí)6）低損耗的傳遞到檢測(cè)端口（見(jiàn)標(biāo)識(shí)8），傳遞路徑如圖1右側(cè)虛線所示，之前業(yè)內(nèi)無(wú)法帶話務(wù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

標(biāo)識(shí)8：天饋系統(tǒng)互調(diào)干擾的檢測(cè)端口，使用本裝置后，用普通頻譜儀即可帶話務(wù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，正常強(qiáng)度應(yīng)小于-107 dBm。

標(biāo)識(shí)9：DCS諧振腔體，諧振頻段在1 710～1 850 MHz之間，用于直通DCS收發(fā)信號(hào)，阻斷TDLTE F頻1 880～1920 MHz的能量。

標(biāo)識(shí)10：TDD LTE F頻諧振腔體，諧振頻段在1 880～1 920 MHz之間，用于阻斷DCS1710～1 850 MHz信號(hào)，暢通DCS發(fā)射機(jī)或天饋系統(tǒng)互調(diào)落在TD-LTE F1880～1920 MHz的干擾能量，實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)。

本原理適用于其它場(chǎng)景下的干擾檢測(cè)，只要改變諧振腔的設(shè)計(jì)頻率即可，例如：

（1）FDD-LTE 1 850～1 875 MHz對(duì)TD-LTE F頻1 880～1 900 MHz的干擾。

（2）TD-LTE E頻 2 300～ 2 320 MHz對(duì) TDLTE E頻2 320～2 370 MHz的干擾。

（3）TD-LTE E頻2 370～2 390 MHz對(duì)TD-LTE E頻2 320～2 370 MHz的干擾。

（4）TD-LTE D頻2 555 ～2 575 MHz對(duì)TD-LTE D頻2 575～2 635 MHz的干擾。

（5）TD-LTE D頻2 635 ～2 655 MHz對(duì)TD-LTE D頻2 575～2 635 MHz的干擾。

（6）TD-LTE E頻2 320 ～2 370 MHz對(duì)TD-LTE E頻2 300～2 320 MHz的干擾。

（7）TD-LTE E頻2 320～2 370 MHz對(duì)TDLTE E頻2 370～2 390 MHz的干擾。

（8）TD-LTE D頻2 575～2 635 MHz對(duì)TDLTE D頻2 555～2 575 MHz的干擾。

（9）TD-LTE D頻2 575～2 635 MHz對(duì)TDLTE D頻2 635～2 655 MH的干擾。

（10）TD-LTE F頻 1 880～ 1 900 MHz對(duì)WCDMA1 920～1 980 MHz的干擾。

（11） WALN A頻2 400～2 483.5 MHz對(duì)TDLTE E頻2 320～2 370 MHz的干擾。

（12）TD-LTE E頻 2 320～ 2 370 MHz對(duì)WALN A頻2 400～2 483.5 MHz的干擾。

3.3 現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用案例

珠海公司從網(wǎng)管導(dǎo)出TD-LTE的NI上行干擾數(shù)據(jù)，某小區(qū)有-87 dBm/PRB的強(qiáng)干擾，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，空中定位干擾源來(lái)自DCS系統(tǒng)，按圖1連接好測(cè)試裝置，測(cè)得DCS主設(shè)備輸出雜散噪聲為-57 dBm，且疊加了-42 dBm的互調(diào)噪聲，又測(cè)得DCS與TD-LTE天線隔離度只有45 dB，對(duì)TD-LTE最大干擾= -42-（45）= -87 dBm，跟后臺(tái)NI統(tǒng)計(jì)相符，如圖2所示。

在基站天面可以發(fā)現(xiàn)，DCS與TD-LTE天線共用美化罩，系統(tǒng)間天線間隔為0.3 m，如圖3左邊所示。

圖2　現(xiàn)網(wǎng)帶話務(wù)檢測(cè)DCS電磁兼容EMC應(yīng)用案例

圖3　DCS跟TDL共用美化罩天線的干擾規(guī)避方案

業(yè)主不允許整改天線隔離度降低干擾，怎么辦呢？我們希望通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新解決這一問(wèn)題。

將愛(ài)立信DCS的RUS拿到實(shí)驗(yàn)室用矢量分析儀檢測(cè)TXBP的回?fù)p、帶通和帶外抑制等S參數(shù)，發(fā)現(xiàn)TXBP的帶通從1 805～1 880 MHz，有壓縮的余量，通過(guò)調(diào)整RUS面板上的螺絲（調(diào)諧桿、耦合桿），如圖3右邊所示，將TXBP的帶通壓縮到1 805 ～1 870 MHz之后，對(duì)DCS信號(hào)無(wú)損耗，且對(duì)F頻段1 880 MHz的頻段有-48 dBc的抑制。理論上，DCS 對(duì)TD-LTE的干擾強(qiáng)度應(yīng)該在原有-87 dBm的基礎(chǔ)上下降48 dB，達(dá)到-135 dBm的水平，重新安裝RUS，后臺(tái)NI數(shù)據(jù)下降到-117 dBm/ PRB的正常水平，疑難干擾問(wèn)題得到規(guī)避。

4 時(shí)域頻譜儀的研發(fā)

TD-LTE上下行同頻，如果用普通頻譜儀排查基站的上行干擾，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試到的數(shù)據(jù)是TD-LTE的發(fā)射信號(hào)，往往要長(zhǎng)時(shí)間、大面積關(guān)閉周邊的TD-LTE基站，才能定位干擾源的來(lái)向，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)造成重大影響。通過(guò)跟德國(guó)R&S公司合作，研發(fā)出時(shí)域頻譜儀，可以在指定的時(shí)隙進(jìn)行掃頻，儀表內(nèi)置高精度的原子鐘，不用外接GPS都可跟TD-LTE進(jìn)行嚴(yán)格的同步，非常適應(yīng)于室分系統(tǒng)的上行干擾排查。

4.1 新疆疑難干擾的現(xiàn)場(chǎng)支撐

廣東公司到烏魯木齊開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支撐，應(yīng)用本文套件，很快地發(fā)現(xiàn)了清真寺TD-SCDMA基站的GPS間歇性跑偏（無(wú)告警）的隱性故障，突破了交叉時(shí)隙干擾無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)定位的技術(shù)難題，如圖4所示。

4.2 云南疑難干擾的現(xiàn)場(chǎng)支撐

圖4　新疆疑難干擾的現(xiàn)場(chǎng)支撐

廣東公司到昆明開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支撐，應(yīng)用本文成果套件，很快地定位了干擾源是衛(wèi)星接收機(jī)的高頻頭，如圖5所示。

圖5　云南疑難干擾的現(xiàn)場(chǎng)支撐

圖5左邊可見(jiàn)，用普通頻譜儀無(wú)論從幅度還是包絡(luò)特征都跟網(wǎng)管NI數(shù)據(jù)相距甚遠(yuǎn)，用時(shí)域頻譜儀則非常接近，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)定位，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星高頻頭雖然是接收機(jī)，但它也有放大電路，能把熱噪聲進(jìn)一步放大，當(dāng)隔離度不足的時(shí)候，帶外泄漏也會(huì)對(duì)TD-LTE造成干擾：熱噪聲被放大到-121（熱燥）+85（增益）+3（噪聲系數(shù)）=-33 dBm/RB，隔離度大約有60 dBc，最強(qiáng)干擾大概是-93 dBm。

5 結(jié)論及未來(lái)工作

隨著無(wú)線通信的不斷發(fā)展，各系統(tǒng)干擾間的干擾也日益復(fù)雜，我們也要與時(shí)俱進(jìn)，不斷通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，解決新的干擾問(wèn)題。

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激發(fā)夢(mèng)想，中國(guó)移動(dòng)和你一起“創(chuàng)起來(lái)”

6月3日，中國(guó)移動(dòng)李躍總裁在杭州發(fā)布《中國(guó)移動(dòng)推進(jìn)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新”行動(dòng)計(jì)劃（2016～2020年）》。國(guó)家發(fā)改委、工信部、浙江省委省政府相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)以及相關(guān)行業(yè)、企業(yè)嘉賓出席發(fā)布儀式。浙江省委常委、常務(wù)副省長(zhǎng)袁家軍發(fā)表致辭，中國(guó)移動(dòng)尚冰董事長(zhǎng)通過(guò)全息影像技術(shù)發(fā)來(lái)寄語(yǔ)，李正茂副總裁發(fā)布“雙創(chuàng)”第一期召集令，嘉賓們還為“研發(fā)云”及“和創(chuàng)空間”揭幕。自此，中國(guó)移動(dòng)“雙創(chuàng)”再次踏上新征途。

“雙創(chuàng)”雖然是近年來(lái)流行起來(lái)的名詞，但中國(guó)移動(dòng)推進(jìn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)卻早就開(kāi)始了：MM移動(dòng)應(yīng)用商城，打造全球首個(gè)運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)，創(chuàng)新商業(yè)模式，開(kāi)啟草根創(chuàng)業(yè)大門(mén)，聚攏10萬(wàn)開(kāi)發(fā)者，匯聚177萬(wàn)應(yīng)用。百萬(wàn)青年創(chuàng)業(yè)就業(yè)計(jì)劃，與共青團(tuán)中央合作帶動(dòng)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，覆蓋2 000多所院校，建立104個(gè)實(shí)體孵化基地。咪咕“眾創(chuàng)”平臺(tái)，幫助音樂(lè)、閱讀、視頻、游戲、動(dòng)漫等領(lǐng)域的千百萬(wàn)“草根”創(chuàng)業(yè)者圓夢(mèng)，數(shù)字新媒體領(lǐng)域合作伙伴達(dá)6 000家?！癘neNet”物聯(lián)網(wǎng)能力開(kāi)放平臺(tái)，打造開(kāi)放的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)生態(tài)，連接設(shè)備云超過(guò)320萬(wàn)，接入合作伙伴超過(guò)2 600家?！爸幸苿?chuàng)新產(chǎn)業(yè)基金”，加快科技成果的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化，扶持產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。自主開(kāi)發(fā)大賽，激發(fā)全員創(chuàng)新活力，營(yíng)造創(chuàng)新氛圍，涌現(xiàn)近400個(gè)創(chuàng)新創(chuàng)意產(chǎn)品，為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)奠定人才基礎(chǔ)。

如果說(shuō)以前的“雙創(chuàng)”是前菜，試試口感，開(kāi)開(kāi)胃，那么這次的“雙創(chuàng)”就是大餐，一道道美食和驚喜，讓你全方位立體式地感受“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”的快感和樂(lè)趣。 （陳淼）

Development and application of TD-LTE electromagnetic compatibility EMC test device

LIN Qiao-xin， HUANG Hai-hui， LU Nan-chang
（China Mobile Group Guangdong Co.， Ltd.， Guangzhou 510623， China）

Multi frequency application of TD-LTE has become a trend， but at the same time， it also brings many kinds of interference problems. In this paper， the research and analysis on the problem of EMC electromagnetic compatibility， some suggestions are put forward to avoid the interference.

TD-LTE； interference； electromagnetic compatibility

TN929.5

A

1008-5599（2016）06-0016-05

2016-04-20

* 中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)級(jí)一類科技創(chuàng)新成果，原成果名稱為《TD-LTE現(xiàn)網(wǎng)電磁兼容EMC測(cè)試裝置的研發(fā)及應(yīng)用》。