【正文】 雙極化的天線輸出，前者相當(dāng)于在空間自由合路，后者由不同的極化振子合路，本 質(zhì)上也是空間合路。 3dB 電橋在室分系統(tǒng)中的安裝方式如下圖所示： 3 d B 電 橋主 設(shè) 備CTU1 CTU2 CTU3CTU4CTU5 CTU6負(fù) 載接 分 布 圖 ： 3dB 電橋用于同頻合路 如上圖所示，當(dāng)微蜂窩配置較大時，內(nèi)部合路不夠用，載頻分為兩組合路，分別經(jīng)由兩個架頂雙工器輸出。如圖中所示，上述電橋設(shè)備有四個端口，分別為兩入兩出。 常用無源器件簡介 電橋 圖 ： 3dB 電橋（圖片實(shí)物生產(chǎn)商：國人通信） 上圖為目前在室分系統(tǒng)中廣泛使用的 3dB 電橋的實(shí)物照片。本 文檔 對無源器件進(jìn)行了詳盡的測試，在測試的基礎(chǔ)上對故障現(xiàn)象進(jìn)行 了理論分析，解釋了無源器件關(guān)鍵性指標(biāo)不達(dá)標(biāo) 對網(wǎng)絡(luò)的影響， 以期為今后室分優(yōu)化與維護(hù)工作提供可靠依據(jù) 。無源器件性能測試及對現(xiàn)網(wǎng)影響分析 隨著微蜂窩規(guī)模的日益龐大，室分系統(tǒng) 的復(fù)雜程度也越來越高 ，現(xiàn)網(wǎng)中存在大量干擾伴隨話務(wù)量變化的站點(diǎn)， 極大 的影響了網(wǎng)絡(luò)性能，導(dǎo)致用戶 通話感知下降。根據(jù)以往排查故障的經(jīng)驗(yàn)來看，伴隨話務(wù)變化的干擾通常與無源器件相關(guān)。 一、 常用無源器件 及 關(guān)鍵性指標(biāo) 室分系統(tǒng)中常用的無源器件有電橋，耦合器等，主要介紹電橋、耦合器、功分器 、負(fù)載這四類最常見的 無源器件 結(jié)構(gòu)及在室分中系統(tǒng)中的作用 。 3dB 電橋的主要用途為室分系統(tǒng)中的同頻段合路，以取代早期的體積比較龐大的同頻段合路器件。每個端口之間的功率關(guān)系如下： OUT1=OUT2=*(IN1+IN2) (式 ) 從上式可知，每個端口的輸出功率皆等于輸入功率之和的一半，即輸入信號衰減 3dB 以后分別從兩個端口等功率的輸出，就是 3dB 電橋名稱的由來。對于宏站而言，可以用兩種方法解決主設(shè)備兩路輸出問題。但是在分布系統(tǒng)中，不具備上述條件。因此要將一個 CI 的頻點(diǎn) 完整的 通過分布系統(tǒng)發(fā)射出去，只能通過電橋?qū)山M載頻事先合路后再接入分布。 耦合器 室分中使用的耦合器又稱定向耦合器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電橋類似通過微帶線或腔體的耦合程度不通，可以制成各種規(guī)格的耦合器，常見的耦合器有 5dB， 15dB，30dB 等規(guī)格。 C 口只能正常耦合由 A 至 B 的信號（稱為正向信號） ，由 B 至 A 方向 的 信號 （稱為反向信號） ， 將會衰減一個較大的功率等級（通常為 20dB，這個衰減量稱為耦合器的隔離度）后再按照標(biāo)稱耦合度耦合至 C 口， 。 負(fù)載 負(fù)載是室分系統(tǒng)中最簡單的器件，只有一個入口，主要是用于室分系統(tǒng)中 吸收其他器件空置口上多余的能量， 達(dá)到阻抗匹配的目的。 功分器 功分器作用類似于耦合器，在室分系統(tǒng)中起到功率分配的 作用 ，但是功分器是 將輸入功率等額分配各輸出端口，按照輸出口的個數(shù)，分為二功分，三功分等各型號。功分器功率承受能力較差，一般不用于干線的上使用，而是作為耦合器的下級功率分配器件直接連接天線點(diǎn)作為室分系統(tǒng)的最終發(fā)射。對于非線性系統(tǒng)，將會產(chǎn)生一系列新的頻率分量，被稱作 f1， f2 的互調(diào)產(chǎn)物。M*f1 (式 ) 其中， N 與 M 皆為正整數(shù)，則 fn 稱為 f1， f2 的（ N＋ M）階產(chǎn)物。 圖 ：互調(diào)示意圖 理論和實(shí)踐都證明，理想的線性系統(tǒng)是不存在的，任何一個器件都會有一定功率的互調(diào)產(chǎn)物。影響互調(diào)的因素很多，如器件材料，加工工藝，裝配精密度，輸入功率，甚至大氣壓力都會對 互調(diào)指標(biāo)產(chǎn)生影響。 隔離度 室分系統(tǒng)中的器件均存在出口和入口，器件的設(shè)計(jì)制造意圖都是希望信號能量能夠從輸入口進(jìn)入，無損失的通過器件從輸出口輸出。下圖是電橋內(nèi)部能量傳播示意圖： 圖 ：電橋隔離度示意圖 電橋的兩個 IN 口之間的信號也存在一定程度的互相耦合，這種耦合是非常有害 的，必須加以控制。無源器件電橋的集采標(biāo)準(zhǔn)為同向端口間隔離度不低于 20dB，但是根據(jù) 3GPP 0505的規(guī)范要求 [2]，結(jié)合北京現(xiàn)網(wǎng)使用狀況， 建議 此標(biāo)準(zhǔn)有所提高： 3GPP TS 協(xié)議規(guī)定了 GSM 接收機(jī)和發(fā)信機(jī)的各項(xiàng)性能。 PCS 1 900 band other MS small MS BTS MS BTS dB181。V dBm dB181。V dBm dB181。 駐波 駐波，全稱為電壓駐波比，評價了主設(shè)備有 效發(fā)射功率和 反射 功率之間的比例，反映了一個射頻系統(tǒng)阻抗匹配程度。從理論上來講，駐波和互調(diào)是獨(dú)立的指標(biāo)，沒有任何依據(jù)可以證明兩者之間的聯(lián)系，但是在工程上，往往駐波較高的點(diǎn)，也是接觸不良可能導(dǎo)致互調(diào)的點(diǎn)，可以用來做干擾故障點(diǎn)的輔助排查。 功率容限 功率容限規(guī)定了室分 器件能承載的最大功率，目前室分器件一般 標(biāo)稱均為200W。 二 、 現(xiàn)網(wǎng) 微蜂窩 問題綜述 在室內(nèi)分布系統(tǒng)中，伴隨話務(wù)量變化的干擾是極為常見的一類故障現(xiàn)象， 下圖是 某站點(diǎn)連續(xù) 5 天干擾變化統(tǒng)計(jì) 圖： 圖 ：人民大會堂干擾話務(wù)分布圖 從上圖可以看出，藍(lán)色線所表示的平 均干擾功率與話務(wù)量具有很強(qiáng)的正相關(guān)性。 三 、 下行 功控實(shí)驗(yàn)及結(jié)論 為了進(jìn)一步確定目前微蜂窩中的干擾來源 ， 專項(xiàng)組于 12 月對西南區(qū)域微蜂窩做開啟下行功控實(shí)驗(yàn)，在上行功控參數(shù)不變的情況下， 下行參數(shù)做如下設(shè)置： 表 ：下行功控參數(shù)調(diào)整明細(xì) 圖 ：功控前后平均干擾功率對比 圖 ：功控前后話務(wù)量及掉話率對比 圖 ： 功控前后 上下行發(fā)射功率對比 圖 ：功控前后語音質(zhì)量 對比 從 上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 可以看出，下行功控開啟后 ， 在話務(wù)量增加、 MS 平均發(fā)射功率也增加的情況下，上行平均干擾從 降低至 ， 因此，可以認(rèn)為，目前導(dǎo)致現(xiàn)網(wǎng)微蜂窩中的上行干擾 是和 主設(shè)備的下行發(fā)射功率 相關(guān)的 ，上行 MS的發(fā)射功率為非主要原因，同時，話務(wù)量的高低也不是影響干擾功率的直接原因。 人民 大會堂站點(diǎn)采用 NSN 的 flexi 站型，分為 M1， M2， M3 三個微蜂窩。該站 3 個微蜂窩均采用電橋合路，連接方式如下圖所示： 圖 ：人民大會堂微蜂窩連接示意圖 NSN 的 flexi 站型具備在無用戶空載條件下，載頻滿功率模擬發(fā)射下行頻率的測試功能，本次排查主要依靠上述功能，在完全斷開分布的情況下進(jìn)行了干擾定位實(shí)驗(yàn)。 圖 ：電橋＋負(fù)載測試 如上圖，電橋的兩個輸出端口斷開分布，直接接負(fù)載器件，利用 flexi 的測試功能滿功率發(fā)射下行頻率。經(jīng)后臺查詢，在載頻滿功率發(fā)射時，所有載頻的干擾基本在 4 級，只有個別載頻零星為3 級，因此重點(diǎn)懷疑電橋問題。 直接負(fù)載測試 本實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步甩開電橋，采用更為直接的連接方式： 圖 ：直接負(fù)載測試 在上述測試中，完全甩開 電橋 ，載頻同樣工作在滿 功率發(fā)射的測試模式，后臺取實(shí)時干擾數(shù)據(jù)，基本穩(wěn)定在零級。 電橋＋負(fù)載＋頻譜儀測試 實(shí)驗(yàn)方案如下，耦合器采用國人公司 5dB 定向耦合器，用于明確干擾的來向及耦合一路信號送給頻譜儀。S 的 FSH3，最大可測功率 20dBm，頻率范圍 100kHz～ 3GHz。 五 、第一次泰爾實(shí)驗(yàn)室測試 第一次送檢測泰爾實(shí)驗(yàn)室共三 件 電橋，均在人民大會堂站點(diǎn)經(jīng)測試驗(yàn)證可能導(dǎo)致主設(shè)備滿功率發(fā)射時的上行干擾 ，對該三 件 電橋進(jìn)行了常規(guī) 指檢測 試及耐功率 實(shí)驗(yàn) 。 (a)、 互 調(diào)測試數(shù)據(jù) 表 ： 廠家 1 電橋互調(diào)數(shù)據(jù) (b)、隔離度測試數(shù)據(jù) 廠家 頻段 指標(biāo)要求 單位 測試數(shù)據(jù) 輸入隔離度 輸出隔離度 京信 8002500 30dB dB 24． 59 24． 23 表 ： 廠家 1 電橋隔離度數(shù)據(jù) (c)、 互 調(diào)產(chǎn)物測試曲線 測試序號 移動制式端口發(fā)射頻段 制式端口 互調(diào)頻段 數(shù)值 交調(diào)產(chǎn)物功率（ dBm） 交調(diào)抑制深度（ dBc） 1） GSM/ GSM 935960 GSM 890915 2） DCS/ DCS 18051850 DCS 17101755 － 圖 ： 900M 互 調(diào)曲線 圖 ： 1800M 交調(diào)曲線 廠家 2 電橋 測試數(shù)據(jù) 該電橋?yàn)?廠家 2 單獨(dú)提供電橋，一般用于重要或高話務(wù)有干擾站點(diǎn)，現(xiàn)網(wǎng)用應(yīng)用很少。該電橋只支持 800M~1G 頻段帶寬，未做 DCS 頻段的測試。測試的指標(biāo)為三階 互 調(diào)抑制及同向端口間隔離度。其他兩家電橋在 45℃條件下測試的交調(diào)抑制指標(biāo)均未超過 120dBc 的集采標(biāo)準(zhǔn)，若交調(diào)產(chǎn)物落在上行頻段內(nèi) ，將會有潛在的上行干擾，需要通過頻點(diǎn)調(diào)整避免干擾，更直接的解決辦法是提高電橋的三階抑制指標(biāo)。 在隔離度測試中， 廠家 2 電橋隔離度最高，但所有電橋均未超過泰爾出具的30dB 標(biāo)準(zhǔn)。 功率容限測試 送檢的三枚電橋標(biāo)稱功率均為 200W，在泰爾實(shí)驗(yàn)室中利用信源＋大功率低互調(diào)放大器的方 式對 送檢樣品進(jìn)行了耐功率測試。 對于功率容限的判斷原則如下： （ 1）、駐波不超過 （ 2）、上行底噪不超過 105dbm （ 1）和（ 2）中只要有一條不滿足要求，即判斷這時候功放的實(shí)際發(fā)射功率為該電橋的功率容限。 測試數(shù)據(jù)與分析 測試序號 廠家 單載波 （ EDGE） 雙載波（間隔 1M） 三載波（間隔 600K） 單載波dBm 總功率 dBm W 單載波dBm 總功率 dBm W 單載波dBm 總功率 dBm W 1 2 飛弧 飛弧 飛弧 2 1 駐波告警 飛弧 飛弧 3 3 駐波告警 駐波告警 駐波告警 備注：表中數(shù)值為電橋輸出口的輸出功率的 dBm 值，是單載波的功率值。 （ 2）、電橋的耐受功率與載波數(shù)有密切關(guān)系， 單載波時，電橋耐受的總功率高，伴隨載波數(shù)增大，電橋能夠耐受的最大功率迅速惡化，導(dǎo)致飛弧現(xiàn)象的產(chǎn)生或駐波性能下降。內(nèi)部打火現(xiàn)象不易被直接觀測，但是可以從頻譜儀觀察典型的波形特征：形成一個較寬的底部噪聲（類高斯白噪聲），并且噪聲的功率極不穩(wěn)定，隨 時間 的變 化上下大范圍波動。 測試共涉及電橋、耦合器、負(fù)載 三個類型產(chǎn)品。 電壓駐波比測試 廠家 1 2 3 4 樣品編號 樣品 A 樣品 B 樣品 A 樣品 B 樣品 A 樣品 B 樣品 A 樣 品 B 端口 1 端口 2 端口 3 端口 4 廠家 5 6 7 8 樣品編號 樣品 A 樣品 B 樣品 A 樣品 B 樣品 A 樣品 B 樣品 A 樣品 B 端口 1 端口 2 端口 3 端口 4 表 ：電壓駐波比測試 結(jié)論： 所有送檢樣品電壓駐波比均測試合格。三階互調(diào)為無源器件的重要指標(biāo)，本次送檢樣品的合格率偏低。如果按照功率標(biāo)稱值判斷樣品合格率，共有 11 個樣品達(dá)到功率標(biāo)稱值，合格率為 %。本次耦合器因?yàn)樯婕案鞣N不同規(guī)格（ 5dB、 15dB、 30dB），數(shù)據(jù)量較龐大，原始數(shù)據(jù)不在單列本報(bào)告中僅給出測試結(jié)論： 在所有送檢的 42 件樣品中，只有 廠家 1的 15dB 一件樣品， 廠家 4 公司 30dB 的一件樣 品電壓駐波比超過 合格門限，其余指標(biāo)全部合格。 耦合器耐功率測試 廠家編號 檢驗(yàn)項(xiàng)目 /標(biāo)準(zhǔn)條款 單位 標(biāo)準(zhǔn)與要求 檢驗(yàn)結(jié)果 檢驗(yàn)結(jié)論 樣品 A 樣品 B 5dB 耦合器 1 電壓駐波比 電壓駐波比 ≤ 輸入功率 43dBm 輸入功率 2 電壓駐波比 電壓駐波比 ≤ 輸入功率 43dBm 輸入功率 3 電壓駐波比 電壓駐波比 ≤ 輸入功率 4