強(qiáng)功率無源互調(diào)RSSI異常處理周期降低方法.doc

A01-強(qiáng)功率無源互調(diào)RSSI異常處理周期降低方法【摘要】CDMA網(wǎng)絡(luò)中金屬接觸非線性或引起的無源互調(diào)可對系統(tǒng)性能造成嚴(yán)重影響。本文討論了CDMA頻段金屬接觸導(dǎo)致的非線性主要原理，推導(dǎo)了雙正弦輸入時(shí)（即雙載波）任意奇數(shù)階無源互調(diào)幅度的多項(xiàng)式表示式和矩陣表示式，并給出了三階和五階無源互調(diào)功率的表示式。并且結(jié)合實(shí)際優(yōu)化過程中所處理的RSSI異常問題，掌握RSSI異常處理的關(guān)鍵點(diǎn)，通過后臺日常觀察分析方式，把強(qiáng)功率無源互調(diào)問題日常化，以工單形式下發(fā)代維處理，降低了RSSI指標(biāo)處理周期。【關(guān)鍵詞】強(qiáng)功率無源互調(diào) RSSI CDMA 金屬接觸導(dǎo)致的非線性主要原理1、概述在大功率CDMA通信網(wǎng)絡(luò)中，多載波在無源器件中將會產(chǎn)生基本信號頻率的線性組合產(chǎn)物（即強(qiáng)功率互調(diào)）落入接收頻帶內(nèi)形成的干擾信號。這么強(qiáng)功率通過無源器件，產(chǎn)生新的頻率的方式，就是強(qiáng)功率無源互調(diào)。無源器件包括室內(nèi)分布系統(tǒng)中功率分配器件，如耦合器、功分器、合路器等；也包括把電信號傳換電磁信號的天線；以及其他無源器件如下避雷器、TRX等。由于早期中興通訊廠家CDMA的HIRS基站的功率相對較低，如HPA功率為10W、20W居多，所以RSSI問題相對較少。隨著EVDO的載波開通，BS8800新站（HPA可達(dá)80W）型的應(yīng)用，無源互調(diào)引發(fā)了較多的RSSI異常問題，而基站的接收機(jī)的靈敏度越來越高，對于CDMA這樣的自干系統(tǒng)來說，即使非常微弱反向噪聲信號，都能引發(fā)諸位呼叫失敗、終端發(fā)射功率不足引起的掉話等問題，從而使得通信網(wǎng)絡(luò)中基站中的RSSI異常小區(qū)無法正常工作。近期出現(xiàn)十天全天掉話高小區(qū)，如下表。其中RSSI異常導(dǎo)致占有3席，且已處理2席。CELL10天掉話次數(shù)求和原因備注10_439_1_沿河曉景（老中界）159射頻閃斷板件故障已處理00_325_0_松桃孟溪+妙隘156功率擁塞站、話務(wù)高已處理，待觀察10_217_1_石阡伍德鎮(zhèn)148RSSI過高處理中00_85_0_德江桶井138旁邊德江桶井場壩GPS故障GPS板件備品不足00_116_0_德江1站（電信局）115高話務(wù)、縣城大規(guī)模建設(shè)中已規(guī)劃新增基站10_63_1_銅仁地區(qū)醫(yī)院107RSSI過高已處理，正常10_494_1_印江3站106高山站RF調(diào)整00_154_0_江口凱德鄉(xiāng)102前向功率不足導(dǎo)致已處理，待觀察10_107_1_德江復(fù)興梅子村101GPS故障GPS板件備品不足10_79_1_銅仁供電局98RSSI異常已處理，正常表1-全網(wǎng)全天高掉話小區(qū)所以，我們需要對RSSI異常導(dǎo)致全天掉話次數(shù)高，所以本文從RSSI異常處理為基礎(chǔ)，形成一種簡單而有效的處理方法與實(shí)用流程，從而減少故障處理周期時(shí)間，保障網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)的穩(wěn)定性。2、強(qiáng)功率無源互調(diào)產(chǎn)生原因由無源器件產(chǎn)生的互調(diào)現(xiàn)象通常被稱為無源互調(diào) (簡稱 PIM)。無源互調(diào)主要由無源器件非線性產(chǎn)生的，而無源非線性通常有兩種類型，一類是金屬接觸引起的非線性，另一類是材料本身的就固有非線性原因。例如，通常同軸電纜和連接器通常被認(rèn)為是線性的，但是在大功率情況下，施工工藝原因?qū)е缕浞蔷€性效應(yīng)就顯現(xiàn)出來了。長期工作中的天線、避雷器等無源器件的材料進(jìn)水駐波或被氧化，形成的薄絕緣層，導(dǎo)致接觸性非線性，這種接觸非線性也會產(chǎn)生無源互調(diào)干擾，這些干擾都能導(dǎo)致接收機(jī)的靈敏度大幅降低。我們從無源互調(diào)的基本理論、微波頻段（0.3-300GHz）傳導(dǎo)性接觸引起的無源互調(diào)的非線性原理以及產(chǎn)生非線信號的幅度和功率電平的分析。由于無源互調(diào)功率電平較低，要想測量相當(dāng)困難，測試儀表價(jià)格是相當(dāng)昂貴，所以我們采用理論與實(shí)際結(jié)合的方式來分析。3、無源互調(diào)的基本理論當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的載波信號在具有非線性特性的無源器件（如雙工器、隔離器、天線或各類型接頭以及各種施工工藝的金屬接觸）中混合傳導(dǎo)時(shí)，將產(chǎn)生無源互調(diào)產(chǎn)物，特別是強(qiáng)功率的多載波信號，引發(fā)的非線性更嚴(yán)重，所以引發(fā)的無源互調(diào)信號更強(qiáng)。為了理解無源互調(diào)產(chǎn)物的基本理論，不失一般性，這里一種簡單情形，設(shè)非線性器件由兩個(gè)頻率分別為f1和f2的非調(diào)制信號激勵Vi(t)=A1cos(2Pi*f1*t)+A2cos(2Pi*f2*t) (1)式中Vi是合成信號，A1和A2是兩個(gè)激勵信號的幅度。非線性器件的傳輸函數(shù)可用一個(gè)n階冪級數(shù)表示Vo=C1Vi+ C2Vi+ C3Vi+ (2)式中，Vo是輸出信號，C1，C2，C3，是依賴于非線性器件特性的系數(shù)。將式（1）代入式（2）并整理，就可得到Vo的頻譜,由兩個(gè)激勵信號、許多新產(chǎn)生的諧波信號以及互調(diào)信號組成。互調(diào)產(chǎn)物在下列方程所描述的頻率處產(chǎn)生 fIM=mf1+nf2 (3) （fIM為互調(diào)產(chǎn)生的頻率）式中m，n均為整數(shù)，可為零、正整數(shù)和負(fù)整數(shù)。（m+n）定義為互調(diào)產(chǎn)物的階數(shù)。另外值得一提的是，線性器件不產(chǎn)生這樣的外加互調(diào)信號。圖1-無源互調(diào)產(chǎn)物的基本理論由于互調(diào)產(chǎn)物的幅度隨階數(shù)的增加而減小，所以較低階互調(diào)產(chǎn)物引起干擾的潛在危險(xiǎn)更大,更能引起大家的在研發(fā)一些無源器件的重視，而高階產(chǎn)物的幅度就被大家所忽略。然而，由在強(qiáng)信號也會產(chǎn)生的一些高階產(chǎn)物的幅度也可很大，同樣可以引起嚴(yán)重干擾。大功率功放和低噪聲接收機(jī)位于同一有限空間如天線主、分集子天線距離特別近，且CDMA系統(tǒng)中接收帶寬與發(fā)射帶寬都相對來說較寬，因而嚴(yán)重的干擾往往由高階互調(diào)引起，所以需要必須考慮高階高功率無源互調(diào)產(chǎn)物的影響。4、無源互調(diào)的調(diào)幅預(yù)測根據(jù)假設(shè)無源器件的輸入信號是頻率分別為f1和f2的兩個(gè)等幅正弦信號其相位由下式給出將（8）式代入（9）式，并考慮到（6）式，可得頻率為(m+1)f1-mf2和(m+1)f2-mf1處的互調(diào)產(chǎn)物的幅度由下式表示在基本頻率f1和f2處輸出信號的幅度為D1(m=0)，即互調(diào)幅度的矩陣表示（5）式表明，互調(diào)幅度和非線性的多項(xiàng)式表示的系數(shù)之間具有線性關(guān)系，將這種關(guān)系表示成矩陣形式更具指導(dǎo)性。定義列向量D為互調(diào)幅度向量，其元素表示各階互調(diào)的幅度值。 由（14）、（15）兩式可得，兩個(gè)等幅非調(diào)制載波通過非線性器件后輸出載波的幅度為該項(xiàng)為非互調(diào)項(xiàng)，它是輸出信號在基頻f1和f2處的幅度。 從第二個(gè)向量開始是各奇數(shù)階互調(diào)的幅度。比如，3階和5階互調(diào)的幅度為進(jìn)一步可得3階和5階互調(diào)的功率電平式為 由以上兩式可以看出，如果能根據(jù)3階測量值由（19）式計(jì)算出非線性系數(shù)C3，C5，C7，等，就可以由（20）式預(yù)測5階互調(diào)的功率電平。同樣也可以預(yù)測出7、9、11階的功率電平。對3階、5階的預(yù)測，我們是可以發(fā)現(xiàn)存在這樣的高階互調(diào)功率電平的，特別是在高功率下會影響到RSSI的。5、無源互調(diào)的處理針對無源互調(diào)中預(yù)測，我們著重在RSSI指標(biāo)異常處理時(shí)，關(guān)注各接頭存在的問題關(guān)鍵點(diǎn)，如下圖2所示：圖2-無源互調(diào)的各關(guān)鍵點(diǎn)位在處理此類RSSI指標(biāo)中，我們注意強(qiáng)功率對各接頭的影響。所以，通常采用的方法互換各關(guān)鍵接點(diǎn)器件或接頭，用以查證判定是否正確。以下我們以無源互調(diào)63_銅仁地區(qū)醫(yī)院_1小區(qū)呼叫失敗次數(shù)為15次；基站實(shí)時(shí)射頻數(shù)據(jù)觀察發(fā)現(xiàn)主集RSSI異常；中興設(shè)備RSSI 正常范圍是：-115dBm-95dBm；當(dāng)主分集均在正常范圍時(shí)，主分集RSSI差值應(yīng)在10dB 以內(nèi)。超出上述范圍則認(rèn)為RSSI異常，需要進(jìn)行排查。從后臺排查異常扇區(qū)相關(guān)設(shè)備不存在告警信息。并對板件有：RFE、TRx、PA進(jìn)行了診斷無異常。歷史紀(jì)錄存在RSSI異常告警。本次排查1小區(qū)主要表現(xiàn)在：出現(xiàn)單集（主集）RSSI 異常，主集RSSI 異常但分集RSSI 正常?？梢猿醪脚懦獠扛蓴_的影響。采用置換法，對避雷器前端饋線接頭，如下圖3所示，RSSI值無改善。表明避雷器至主、分集至天線無源互調(diào)信號不明顯。置換射頻單元RSU上主、分集T型接頭，RSSI恢復(fù)正常，如下圖4： 圖3-避雷器處互換主、分集接頭 圖4-RSU處互換主、分集接頭處理前后RSSI早、晚忙時(shí)對比如下表所示：開始時(shí)間（處理前）SystemSubsystem小區(qū)號載頻號主集RSSI平均值(dBm)分集RSSI平均值(dBm)2011-7-7 10:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）610-86.7-105.472011-7-7 10:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）613-90.57-108.82011-7-7 20:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）610-88.43-105.112011-7-7 20:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）613-91.9-108.282011-7-7 21:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）610-88.11-105.872011-7-7 21:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）613-91.51-108.13開始時(shí)間（處理后）SystemSubsystem小區(qū)號載頻號主集RSSI平均值(dBm)分集RSSI平均值(dBm)2011-7-9 10:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）610-102.99-103.462011-7-9 10:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）613-106.33-105.212011-7-9 20:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）610-104.98-105.272011-7-9 20:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）613-108.79-108.432011-7-9 21:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）610-106.14-106.092011-7-9 21:0063 銅仁地區(qū)醫(yī)院華聯(lián)超市（室分）613-108.93-108.65表2-處理前后RSSI早、晚忙時(shí)對比此類問題出現(xiàn)較多的現(xiàn)象是主集RSSI異常而分集正常。同樣方法，解決了德江堰塘鄉(xiāng)_1小區(qū)、銅仁金灘信用合作社_1、銅仁公安處_2等站的無源互調(diào)問題。通過以上優(yōu)化處理結(jié)果來看，我們認(rèn)為在處理RSSI指標(biāo)異常時(shí)，需要特別關(guān)注主、分集RSSI是否同時(shí)異常。而且這種情況在我們實(shí)際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程，處理RSSI指標(biāo)異常小區(qū)的占比中居多，我們協(xié)同工程建設(shè)加強(qiáng)工程質(zhì)量管理，同時(shí)通過無線維護(hù)中心的后臺針對此類異常問題下發(fā)工單，提高了RSSI導(dǎo)致呼叫失敗及引發(fā)掉話的處理效率。故而有效處理流程如下：圖5-RSSI有效處理流程通過有效化流程后，RSSI指標(biāo)維護(hù)周期時(shí)間由4天降至1天。有效保障了網(wǎng)絡(luò)KPI指標(biāo)的穩(wěn)定性。6、總結(jié)本