TD-LTE现网电磁兼容EMC测试装置的研发及应用*

林巧新，黄海晖，陆南昌（中国移动通信集团广东有限公司，广州 510623）



TD-LTE现网电磁兼容EMC测试装置的研发及应用*

林巧新，黄海晖，陆南昌
（中国移动通信集团广东有限公司，广州 510623）

TD-LTE多频应用已成为一种趋势，但同时也带来了多种干扰问题，本文就EMC电磁兼容问题展开研究和分析，对干扰的规避提出了相关的建议。

TD-LTE；干扰；电磁兼容

从技术原理来看，TD-LTE网络性能受限于干扰，干扰控制得越好，SINR值越高，速率感知就越好。但是，从现网实际情况看，TD-LTE现网干扰情况确实不容乐观，尤其是F频段，杂散、互调、谐波、阻塞等，非常困扰我们。所以，我们必须找到行之有效的工具和方法来发现和定位干扰。

1 TD-LTE常见干扰及规避措施

广东公司TD-LTE常见的上行干扰有17种，分别是F频9种、D频4种、E频4种，如表1所示。

2 TD-LTE常见干扰源和干扰检测仪的动态范围

（1）DCS1800或FDD LTE的主设备杂散干扰：机架输出信号杂散辐射噪声分量约等于88～133 dBc。

（2）DCS1800或FDD LTE的主设备互调干扰：机架输出信号互调辐射噪声分量约等于85～130 dBc。

（3）DCS1800或FDD LTE天馈系统互调干扰：输出信号反射噪声分量约等于90～150 dBc。

（4）GSM900天线二次谐波干扰：辐出GSM900基波信号落在F频的谐波噪声分量约等于130～140 dBc。

上述每种场景干扰源的动态范围都超过80dBc，也就是说，需要在有用信号里面分拣出亿分之一甚至万亿分之一的干扰噪声功率，才能准确定位干扰源。而市场最好的便携式干扰检测仪S/N的动态（线性）范围不大于60 dBc，只能检测比有用信号低百万分之一之内的干扰噪声，开发出一套电磁兼容器件与之匹配显得非常迫切。

3 现网EMC干扰检测装置的研发及应用

通过TD-LTE OMC后台发现小区的NI上行干扰，通过对频谱特征的分析，初步预判干扰的类型，然后带上本文研发的设备，上站定位干扰源，结合现场情况制定干扰规避的方案。3.1 干扰源的定向如上所述，干扰检测仪S/N的动态（线性）范围不足，用八木天线直接连接干扰检测仪常常会引起误判，特别是在基站天面，所以，在空中定位干扰源的来向要在仪器跟八木天线之间加上带通滤波器，好处是可以压缩干扰源的动态范围压，使仪器准工作在线性范围内，准确判定干扰源的方向，还可以保护仪器的低噪放LNA免受烧毁，本文研发的带通滤波器的性能是-70 dBc@7 MHz。

表1　TD-LTE常见的干扰及规避措施

3.2 带话务检测干扰的原理

当确定干扰源来向之后，还要现场测试干扰源的EMC性能，如空中定位到干扰源来自DCS系统，还需进一步定位是DCS系统主设备出问题，还是天馈系统不达标，针对问题制定整改措施。原理如图1所示。图1左边是测试连接原理图，DCS EMI TEST无源器件接入被测BTS跟天馈系统之间，再接上带通滤波器和普通频谱仪即可测试DCS主设备的杂散和天馈系统的互调干扰。右边是DCS EMI TEST腔体干扰分量检测流程图，利用腔体的谐振原理分量DCS有用信号和带外杂散和互调干扰，对图1中标识1～10说明如下。标识1：待测DCS基站主设备，本装置连接基站的射频口RX/TX。标识2：DCS基站主设备发射机的输出信号，每载波的信号功率大约40 dBm，经DCS谐振腔腔体，利用谐振原理（见标识9的说明），能量低损耗地传递到天馈系统（见标识6），DCS发射信号的传递路径如图1实线箭头所示。标识3：DCS主设备发射机输出的杂散干扰信号，经TD-LTE F频谐振腔体，利用谐振原理（见标识10的说明），微弱的杂散干扰低损耗地传递到检测端口（见标识4），传递路径如图1左侧虚线所示。如果干扰信号过强，会影响共址TD-LTE F频的接收灵敏度，之前业内无法现场检测。

标识4：主设备杂散干扰信号强度检测端口，使用本装置后，用普通频谱仪即可现场检测，正常强度应小于-75 dBm。

标识5：DCS发射机信号输出，经本装置连接天馈系统，由于本装置插损小（小于0.5 dB），在测试期间，对基站覆盖能力影响很小。

标识6：DCS基站天馈系统。

图1　现网带话务检测DCS电磁兼容EMC原理

标识7：DCS基站天馈系统互调反射回来的分量，经TD-LTE F频1 880～1 920 MHz谐振腔体，利用谐振原理（见标识10说明），微弱的互调干扰从天馈线系统（见标识6）低损耗的传递到检测端口（见标识8），传递路径如图1右侧虚线所示，之前业内无法带话务现场检测。

标识8：天馈系统互调干扰的检测端口，使用本装置后，用普通频谱仪即可带话务现场检测，正常强度应小于-107 dBm。

标识9：DCS谐振腔体，谐振频段在1 710～1 850 MHz之间，用于直通DCS收发信号，阻断TDLTE F频1 880～1920 MHz的能量。

标识10：TDD LTE F频谐振腔体，谐振频段在1 880～1 920 MHz之间，用于阻断DCS1710～1 850 MHz信号，畅通DCS发射机或天馈系统互调落在TD-LTE F1880～1920 MHz的干扰能量，实现无损检测。

本原理适用于其它场景下的干扰检测，只要改变谐振腔的设计频率即可，例如：

（1）FDD-LTE 1 850～1 875 MHz对TD-LTE F频1 880～1 900 MHz的干扰。

（2）TD-LTE E频 2 300～ 2 320 MHz对 TDLTE E频2 320～2 370 MHz的干扰。

（3）TD-LTE E频2 370～2 390 MHz对TD-LTE E频2 320～2 370 MHz的干扰。

（4）TD-LTE D频2 555 ～2 575 MHz对TD-LTE D频2 575～2 635 MHz的干扰。

（5）TD-LTE D频2 635 ～2 655 MHz对TD-LTE D频2 575～2 635 MHz的干扰。

（6）TD-LTE E频2 320 ～2 370 MHz对TD-LTE E频2 300～2 320 MHz的干扰。

（7）TD-LTE E频2 320～2 370 MHz对TDLTE E频2 370～2 390 MHz的干扰。

（8）TD-LTE D频2 575～2 635 MHz对TDLTE D频2 555～2 575 MHz的干扰。

（9）TD-LTE D频2 575～2 635 MHz对TDLTE D频2 635～2 655 MH的干扰。

（10）TD-LTE F频 1 880～ 1 900 MHz对WCDMA1 920～1 980 MHz的干扰。

（11） WALN A频2 400～2 483.5 MHz对TDLTE E频2 320～2 370 MHz的干扰。

（12）TD-LTE E频 2 320～ 2 370 MHz对WALN A频2 400～2 483.5 MHz的干扰。

3.3 现网应用案例

珠海公司从网管导出TD-LTE的NI上行干扰数据，某小区有-87 dBm/PRB的强干扰，根据现场测试，空中定位干扰源来自DCS系统，按图1连接好测试装置，测得DCS主设备输出杂散噪声为-57 dBm，且叠加了-42 dBm的互调噪声，又测得DCS与TD-LTE天线隔离度只有45 dB，对TD-LTE最大干扰= -42-（45）= -87 dBm，跟后台NI统计相符，如图2所示。

在基站天面可以发现，DCS与TD-LTE天线共用美化罩，系统间天线间隔为0.3 m，如图3左边所示。

图2　现网带话务检测DCS电磁兼容EMC应用案例

图3　DCS跟TDL共用美化罩天线的干扰规避方案

业主不允许整改天线隔离度降低干扰，怎么办呢？我们希望通过技术创新解决这一问题。

将爱立信DCS的RUS拿到实验室用矢量分析仪检测TXBP的回损、带通和带外抑制等S参数，发现TXBP的带通从1 805～1 880 MHz，有压缩的余量，通过调整RUS面板上的螺丝（调谐杆、耦合杆），如图3右边所示，将TXBP的带通压缩到1 805 ～1 870 MHz之后，对DCS信号无损耗，且对F频段1 880 MHz的频段有-48 dBc的抑制。理论上，DCS 对TD-LTE的干扰强度应该在原有-87 dBm的基础上下降48 dB，达到-135 dBm的水平，重新安装RUS，后台NI数据下降到-117 dBm/ PRB的正常水平，疑难干扰问题得到规避。

4 时域频谱仪的研发

TD-LTE上下行同频，如果用普通频谱仪排查基站的上行干扰，现场测试到的数据是TD-LTE的发射信号，往往要长时间、大面积关闭周边的TD-LTE基站，才能定位干扰源的来向，对现网业务造成重大影响。通过跟德国R&S公司合作，研发出时域频谱仪，可以在指定的时隙进行扫频，仪表内置高精度的原子钟，不用外接GPS都可跟TD-LTE进行严格的同步，非常适应于室分系统的上行干扰排查。

4.1 新疆疑难干扰的现场支撑

广东公司到乌鲁木齐开展现场技术支撑，应用本文套件，很快地发现了清真寺TD-SCDMA基站的GPS间歇性跑偏（无告警）的隐性故障，突破了交叉时隙干扰无法现场定位的技术难题，如图4所示。

4.2 云南疑难干扰的现场支撑

图4　新疆疑难干扰的现场支撑

广东公司到昆明开展现场技术支撑，应用本文成果套件，很快地定位了干扰源是卫星接收机的高频头，如图5所示。

图5　云南疑难干扰的现场支撑

图5左边可见，用普通频谱仪无论从幅度还是包络特征都跟网管NI数据相距甚远，用时域频谱仪则非常接近，经现场定位，发现卫星高频头虽然是接收机，但它也有放大电路，能把热噪声进一步放大，当隔离度不足的时候，带外泄漏也会对TD-LTE造成干扰：热噪声被放大到-121（热燥）+85（增益）+3（噪声系数）=-33 dBm/RB，隔离度大约有60 dBc，最强干扰大概是-93 dBm。

5 结论及未来工作

随着无线通信的不断发展，各系统干扰间的干扰也日益复杂，我们也要与时俱进，不断通过技术创新，解决新的干扰问题。

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激发梦想，中国移动和你一起“创起来”

6月3日，中国移动李跃总裁在杭州发布《中国移动推进“大众创业、万众创新”行动计划（2016～2020年）》。国家发改委、工信部、浙江省委省政府相关领导以及相关行业、企业嘉宾出席发布仪式。浙江省委常委、常务副省长袁家军发表致辞，中国移动尚冰董事长通过全息影像技术发来寄语，李正茂副总裁发布“双创”第一期召集令，嘉宾们还为“研发云”及“和创空间”揭幕。自此，中国移动“双创”再次踏上新征途。

“双创”虽然是近年来流行起来的名词，但中国移动推进创新创业却早就开始了：MM移动应用商城，打造全球首个运营商主导的创新创业平台，创新商业模式，开启草根创业大门，聚拢10万开发者，汇聚177万应用。百万青年创业就业计划，与共青团中央合作带动高校创新创业，覆盖2 000多所院校，建立104个实体孵化基地。咪咕“众创”平台，帮助音乐、阅读、视频、游戏、动漫等领域的千百万“草根”创业者圆梦，数字新媒体领域合作伙伴达6 000家。“OneNet”物联网能力开放平台，打造开放的物联网服务生态，连接设备云超过320万，接入合作伙伴超过2 600家。“中移创新产业基金”，加快科技成果的产业化和商业化，扶持产业链合作伙伴创新创业。自主开发大赛，激发全员创新活力，营造创新氛围，涌现近400个创新创意产品，为企业转型升级奠定人才基础。

如果说以前的“双创”是前菜，试试口感，开开胃，那么这次的“双创”就是大餐，一道道美食和惊喜，让你全方位立体式地感受“创新创业”的快感和乐趣。 （陈淼）

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

* 中国移动集团级一类科技创新成果，原成果名称为《TD-LTE现网电磁兼容EMC测试装置的研发及应用》。