移动通信系统中互调的产生机制与干扰排查

3.1互调的两种测试方法

互调指标的严格测试一般在专业的微波暗室进行，这是因为周边环境尤其是铁磁材料会对结果产生较大影响。具体又分为正向互调（Forward IM）和反向互调（Reverse IM）两种方式。其中正向互调又称为传输互调（Transfer IM），反向互调又称为反射互调（Reflection IM）。这两者的差异主要体现在其射频前端模块的不同，它们的系统框图如图 1所示[6]。

图1. 反向互调（上）和正向互调（下）测量原理

双工器、滤波器、定向耦合器等器件一般采用正向互调测量方式，天线和负载等器件一般采用反向互调测量方式。对于同一器件的两种不同测试方式，反射方式的互调产物通常比传输方式乐观。

IEC推荐利用两个连续波（CW）信号源对每一个样本的三阶互调产物的功率电平进行测量，在测试端每一个信号源为43dBm(20w)。显然，这是针对早期的基站而言，直到现在，这个功率等级依然适用于大多数器件的测量。随着新的数字蜂窝通信标准的不断诞生，出现了更大幅度和更大范围的功率等级。因此，除了43 dBm以外，还出现了小至26 dBm和大到5l dBm条件下的测量要求[7]。

3.2常见器件的指标要求

互调指标有绝对值和相对值两种表达方式。绝对值表达方式是指以dBm为单位的互调的绝对值大小；相对值表达方式是指互调值与其中一个载频的比值（这是因为无源器件的互调失真与载频功率的大小有关），用dBc来表示。典型的无源互调指标是在两个43dBm的载频功率同时作用到被测器件DUT时，DUT产生-110dBm（绝对值）的无源互调失真，其相对值为-153dBc。

按照背景噪声为-107dBm的标准估算，参照文献[8]提供的材料，PIM3:-120dBc@2*43dBm的无源器件适用于2W/每载波以下（含2W/每载波）的小功率场景，PIM3:-150dBc@2*43dBm的无源器件适用于于2W/每载波至20W/每载波（含20W/每载波）场景，PIM3:-160dBc@2*43dBm的无源器件适合于20W/每载波以上的超大功率环境。

实践中，天线的三阶互调产物一般要求不超过-107dBm，也即-150dBc。定向耦合器、功率分配器、双工器、连接器和电缆组件等无源器件的其互调产物通常在-120～-100dBm，也即-163～-143dBc；而某些器件的互调产物更大，如铁氧体器件的互调产物可达-60 dBc甚至更大。对于前一类器件，不要求测量系统的测量范围太大。目前同类产品的互调测量上限是-65 dBm，也即-108 dBc。对于后一类器件，可以采用通用的频谱分析仪测量，其测量范围至少可以达到-150～30 dBm。

干放和直放站等有源设备或器件的互调指标要求分别如表 2和表 3所示。

4互调在移动通信系统中的实际应用

4.1应当注意的系统内与系统间互调干扰

表 4和表5列出了常见移动通信系统的互调干扰情况。可以看出，中国移GSM900M系统的五阶互调和七阶互调产物会对本系统形成干扰，同时也会影响到中国联通GSM900M系统；中国移动DCS1800系统的七阶互调产物会对本系统形成干扰；中国电信CDMA800M系统的五阶互调和七阶互调产物会对中国移动和中国联通的GSM900M系统形成干扰。

个别情况下，二阶互调产物(F1+F2)也会对其他系统造成影响，比如CDMA800系统的二阶互调产物也会对联通的GSM1800系统产生影响。 在多系统合路的通信系统中，三个（含三个）以上频点经过合路器时也可能产生F1+F2-F3形式的三阶互调干扰。这使得POI等多系统合路室内分布系统的设计变得困难[8]。

4.1实际工作中天馈线互调干扰的排查方法

从实际经验来看，移动通信系统中需要重点关注互调指标的器件主要有：天线、馈线、直放站、干放、电桥、负载、耦合器等。当前尤以天馈系统互调产物对网络性能的影响最大。

互调指标的严格测试一般在专业的微波暗室进行，但实际工作中在定位网内干扰时也会借助便携式互调分析仪（多采用反射模式），图 2给出了使用便携式互调仪现场排查互调干扰的检测点示意。

图2. 使用便携式互调仪现场排查互调干扰的检测点示意

根据实际操作的难易程度，通常按照“1-2-3-4-5”的顺序开展断站现场测试。也有经验表明馈线的问题（如接头制作粗糙或松动、馈线过度弯折等）往往是造成整个天馈系统的常见原因，因此“1-2-3-4-5”的顺序也便于首先排除馈线问题。现场排查时，一般按执行比微波按时测试原为宽松的标准，比如要求测试点1的三阶互调产物小于-80dBm。现场测试时为保证测试精度，需要注意下列事项：

保证可靠的连接（包括足够的接触压力，接头处清洁等）。

测量互调尽量排除外部干扰的影响 (先扫描外部干扰）。

互调仪输出信号功率不能超过器件的额定功率。

断开有源器件。

注意天线的方向以及其覆盖前方不能有大型金属物体。

个别系统设备厂家还开发出互调干扰自动检测功能，可以粗略判断干扰恶化是否为网内互调干扰所致。