探討基站的無(wú)源互調(diào)問(wèn)題及其故障定位

探討基站的無(wú)源互調(diào)問(wèn)題及其故障定位無(wú)源互調(diào)(PassiveIntermodulation，

PIM)是一種發(fā)生在無(wú)源器件上的互調(diào)失真，比如濾波器，合路器，浪涌保護(hù)器，線纜，連接頭，天線等。這些器件通常被認(rèn)為是線性的，但是他們受到高功率信號(hào)激勵(lì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生雜散信號(hào)?；镜臒o(wú)源互調(diào)問(wèn)題已經(jīng)成為干擾網(wǎng)絡(luò)性能的最前沿問(wèn)題，近年來(lái)越來(lái)越受到關(guān)注，怎樣定位與排查基站的無(wú)源互調(diào)故障也是令基站維護(hù)者困擾倍增。本文從無(wú)源互調(diào)的基本概念入手，解釋為什么無(wú)源互調(diào)干擾越來(lái)越受到重視，然后具體闡述基站現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)源互調(diào)測(cè)試與定位解決方案，最后分享用安立公司PIMMaster在基站現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中的一些典型案例與結(jié)果分析。一、什么是無(wú)源互調(diào)(PassiveIntermodulation，PIM)？無(wú)源互調(diào)(PIM)是一種發(fā)生在無(wú)源器件上的互調(diào)失真，比如濾波器，合路器，浪涌保護(hù)器，線纜，連接頭，天線等。這些器件通常被認(rèn)為是線性的，但是他們受到高功率信號(hào)激勵(lì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生雜散信號(hào)。無(wú)源互調(diào)(PIM)顯示一系列由兩個(gè)或多個(gè)強(qiáng)射頻信號(hào)在非線性器件(比如松散或腐蝕的連接頭，或附近生銹物)中混頻產(chǎn)生的不需要的信號(hào)，無(wú)源互調(diào)(PIM)現(xiàn)象又稱為“環(huán)境二極管效應(yīng)”或“銹門栓效應(yīng)”。下面這組方程可以精確描述兩個(gè)載波F1，F(xiàn)2的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物頻率：

IMn+m=nF1–mF2

IMn+m=nF2–mF1F1和F2是發(fā)射載波頻率，常數(shù)n和m是正整數(shù)。當(dāng)提到無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物時(shí)，n+m的和稱為互調(diào)階數(shù)。如果m等于2，n等于1，則它們的和(2+1=3)稱為3階交調(diào)即IM3。典型的，3階互調(diào)產(chǎn)物是最強(qiáng)的可能落在接收頻段內(nèi)對(duì)接收信號(hào)造成危害的互調(diào)產(chǎn)物，因?yàn)闊o(wú)源互調(diào)產(chǎn)物的幅度隨著階數(shù)的增高而變低，高階的互調(diào)產(chǎn)物一般情況下不會(huì)強(qiáng)道直接導(dǎo)致頻率問(wèn)題，但是他們通常會(huì)是導(dǎo)致近鄰的頻段噪底電平上升的原因。一旦這些上升的噪底電平落入接收頻段，他們便進(jìn)入到基站接收信號(hào)范圍內(nèi)（有時(shí)候通過(guò)低噪放），會(huì)對(duì)基站信號(hào)接收造成影響。要認(rèn)識(shí)到，從調(diào)制信號(hào)引起的互調(diào)信號(hào)比從基波信號(hào)引起的互調(diào)信號(hào)的帶寬要寬。因此，互調(diào)產(chǎn)物可以有非常寬的頻帶，占用好幾個(gè)通頻帶。二、為什么無(wú)源互調(diào)問(wèn)題越來(lái)越受關(guān)注？移動(dòng)通信高速數(shù)據(jù)通信的發(fā)展增加了蜂窩系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量，也在一定程度上影響了網(wǎng)絡(luò)性能。隨著額外新增的的移動(dòng)通信發(fā)射機(jī)和調(diào)制信號(hào)添加到既有的或新的基站，統(tǒng)計(jì)到的基站性能可能大幅變化，這可能會(huì)導(dǎo)致基站性能變差、扇區(qū)性能惡化或者覆蓋率降低等等。無(wú)源互調(diào)問(wèn)題近來(lái)已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)性能的最前沿問(wèn)題，基于以下一系列原因或幾個(gè)原因的組合：?

越來(lái)越高的射頻功率

?

相同的天線陣上多個(gè)頻段的系統(tǒng)

?

滿負(fù)荷的多載波系統(tǒng)

?

高負(fù)荷的高密度/業(yè)務(wù)量基站

?

寬帶接收濾波器

?

復(fù)用天線陣

?

越來(lái)越寬的信號(hào)帶寬5MHz，10MHz，20MHz等

?

體系架構(gòu)老化–主要是腐蝕的或松的連接頭

?

由周圍環(huán)境導(dǎo)致的環(huán)境二極管效應(yīng)

?

由干濕天氣條件造成的間歇、時(shí)斷時(shí)續(xù)的環(huán)境二極管效應(yīng)

?

鄰基站產(chǎn)生無(wú)源交通天線的腐蝕銹濁可能導(dǎo)致無(wú)源互調(diào)現(xiàn)象天饋線系統(tǒng)的各個(gè)組