編者按：6月19日起，“郵電設(shè)計(jì)技術(shù)”公眾號將陸續(xù)發(fā)布“中國聯(lián)通2019年網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、規(guī)劃優(yōu)化征文活動”中由各省推薦的實(shí)用創(chuàng)新論文。7月上中旬，將在“郵電設(shè)計(jì)技術(shù)”公眾號上發(fā)布大眾投票鏈接，對這30余篇論文進(jìn)行公開評選，得票數(shù)最多的10篇論文將獲得本屆征文活動的“實(shí)用創(chuàng)新獎”，敬請關(guān)注。

重慶：降低軌道場景多系統(tǒng)合路互調(diào)干擾的研究

摘要

本文主要通過降低POI合路分布場景干擾，來提升軌道交通5號線用戶感知，分別從合路平臺優(yōu)化、關(guān)鍵器件性能改善、施工流程及工藝、設(shè)備功率模型、外部因素等多方面分析優(yōu)化，將成果應(yīng)用在軌道交通5號線后，多系統(tǒng)合路的互調(diào)干擾得到大幅降低，相關(guān)的成果在后續(xù)的軌道環(huán)線建設(shè)中得到實(shí)踐證明，在縮短工程建設(shè)周期和完善網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的同時(shí)，有效提升了用戶感知，進(jìn)一步鞏固聯(lián)通優(yōu)質(zhì)的品牌形象。

關(guān)鍵字

軌道交通 POI合路 干擾 施工流程

概述

重慶軌道交通5號線一期北段工程是重慶市軌道交通第二輪建設(shè)規(guī)劃的線路，運(yùn)營里程為16.42千米，均為地下站，共10座車站，全天客流量高達(dá)4萬人次。中國聯(lián)通重慶分公司通過對軌道場景網(wǎng)絡(luò)及過會感知現(xiàn)狀分析，提出通過優(yōu)化合路平臺、改善關(guān)鍵器件性能、施工流程及工藝標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)定設(shè)備功率模型、外部因素精準(zhǔn)識別等方式來降低系統(tǒng)內(nèi)干擾，從而提升用戶感知。

軌道場景專網(wǎng)干擾現(xiàn)狀分析

2.1 軌道場景的電聯(lián)共享方式

軌道內(nèi)民用通信采用雙路覆蓋，需求頻段為移動GSM900、移動TD-LTE(E)、聯(lián)通WCDMA、聯(lián)通FDD-LTE (1.8G)、聯(lián)通FDD-LTE (2.1G)、電信800M、電信FDD-LTE (1.8G)，同時(shí)為移動DCS 1800、移動TDD-LTE (F)、移動TDD-LTE (A)、移動TDD-LTE (D)、電信FDD-LTE (2.1G)預(yù)留端口。因此，本次項(xiàng)目采用10頻POI進(jìn)行合路，其組網(wǎng)圖如下：

2.2 軌道場景多系統(tǒng)合路的互調(diào)干擾現(xiàn)狀

軌道5號線運(yùn)營開通以來，互調(diào)干擾嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量及用戶感知，4G干擾比例30.33%， 3G干擾比例13.11%。

2.3 軌道場景多系統(tǒng)合路的互調(diào)干擾源分析

從上表可見：

1)聯(lián)通FDD 1.8G 受到移動DCS與電信1.8G的三階互調(diào)干擾和電信C網(wǎng)的二次諧波干擾

2)聯(lián)通WCDMA受到移動DCS、電信1.8G、移動E頻段的三階互調(diào)干擾。

2.4 互調(diào)干擾對用戶感知的多維度分析

2.4.1 基于典型場景的現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試分析

在覆蓋、質(zhì)量和容量相當(dāng)?shù)那闆r下，RSSI越高，上行速率越低，流媒體播放時(shí)延越長。

4G上行干擾對上行速率影響最為明顯，在覆蓋、質(zhì)量和容量相當(dāng)?shù)那闆r下，隨著RSSI的提升，上行平均速率呈明顯下降趨勢，且隨著負(fù)荷的抬升，上行平均速率對RSSI更為敏感。

2.4.2 基于大數(shù)據(jù)工具的用戶感知關(guān)鍵KPI分析

• 底噪與端到端感知數(shù)據(jù)分析

u當(dāng)RSSI>-90dBm時(shí)，頁面響應(yīng)時(shí)長和視頻初始緩沖時(shí)長均明顯惡化。

u隨著RTWP的抬升， 3G端到端接通時(shí)延會變長。

• RSSI與系統(tǒng)指標(biāo)分析

u隨著RSSI的抬升，上行感知速率呈明顯下降趨勢，且對邊緣用戶影響更大。

uRSSI>-95dBm，接入成功率和切換成功率開始下降。RSSI>-90dBm，指標(biāo)惡化明顯。

u隨著PRB資源利用率的抬升，RSSI會有6~8dB的抬升。

軌道場景多系統(tǒng)合路干擾降低的方案與實(shí)施

3.1 多系統(tǒng)合路中干擾的關(guān)鍵因素

3.2 多系統(tǒng)合路干擾降低的方案實(shí)施過程

3.2.1 共建共享模式的多系統(tǒng)合路平臺優(yōu)化

1)調(diào)查分析

互調(diào)干擾是由多個(gè)頻段在同一系統(tǒng)中相互作用產(chǎn)生的，若通過組網(wǎng)方式的優(yōu)化頻段組合，使得干擾源和被干擾頻段相互分離，可以消除互調(diào)干擾的影響。

5號線聯(lián)通3G干擾源分析：

針對影響聯(lián)通3G的頻率組合，將影響聯(lián)通3G的干擾頻段通過分纜方式分離，從而消除互調(diào)干擾影響。

2)實(shí)施方案

WCDMA RRU通過后臺配置一發(fā)一收，將上下行進(jìn)行分纜，使上下行物理隔離，則移動E頻段和聯(lián)通W下行產(chǎn)生的互調(diào)干擾無法通過上行通道被RRU接收，從根本上消除互調(diào)干擾。

3)實(shí)施效果

重慶聯(lián)通組織將軌道5號線共計(jì)122個(gè)WCDMA RRU進(jìn)行上下行分纜，分纜前7個(gè)高于-100dBm的3G干擾RRU，分纜實(shí)施后全部低于-100dBm，3G干擾完全消除。如下：

3.2.2 基于多系統(tǒng)合路平臺的關(guān)鍵器件性能改善

1)調(diào)查分析

uPOI互調(diào)抑制性能分析：

不同運(yùn)營商的通信系統(tǒng)通過POI實(shí)現(xiàn)信號合路和功分；

POI與信源設(shè)備距離最近，互調(diào)抑制性能要求最高；

POI的二階和三階互調(diào)抑制性能必須達(dá)到-150dBc@2×43dBm，才能避免系統(tǒng)間網(wǎng)絡(luò)干擾,但考慮到軌道場景環(huán)境因素，應(yīng)增加5dB，建議調(diào)整為-155dBc@2×43dBm

u漏纜互調(diào)抑制度分析：

上行底噪高因兩個(gè)或多個(gè)不同下行頻率，當(dāng)信號輸入到非線性電路時(shí)，由于非線性器件的作用，會產(chǎn)生很多諧波和組合頻率分量，引起網(wǎng)絡(luò)上行干擾。

POI的損耗一般為5dB左右，不同廠家差異不大。

當(dāng)POI的二階和三階互調(diào)抑制性能必須達(dá)到-150dBc@2×43dBm，則漏纜的二階和三階互調(diào)抑制性能必須達(dá)到-150dBc@2×43dBm。

2)制定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)軌道場景多系統(tǒng)合路的現(xiàn)狀及分析結(jié)果，就主要器件POI及漏纜提出了性能指標(biāo)要求：

(1)??POI

(2)?? 漏纜

3.2.3 共建共享模式下的施工流程及工藝標(biāo)準(zhǔn)化

1)調(diào)查分析

從5號線幸福廣場站某斷點(diǎn)漏纜測試結(jié)果，可以看出同樣的材料，測試結(jié)果差別很大。

針對測試指標(biāo)只有-111.4dBc的漏纜，通過逐級摸排發(fā)現(xiàn)，POI到漏纜的跳線接頭存在毛刺。

確定問題點(diǎn)后，將跳線接頭重新制作后，互調(diào)值達(dá)到-148.7dBc。

后臺查詢干擾RSSI從-86dB降低至-95dBm

通過現(xiàn)場大量測試可以看出，施工工藝對分布系統(tǒng)整體抗干擾能力有直接影響。

2)固化流程

經(jīng)過多次排查處理，總結(jié)施工工藝排查流程如下：

3)實(shí)施效果

經(jīng)過5個(gè)月對5號線的干擾處理，累計(jì)完成153個(gè)干擾通道處理，處理后互調(diào)干擾均達(dá)到指標(biāo)。

3.2.4 多系統(tǒng)合路平臺下設(shè)備功率模型的設(shè)定

1)調(diào)查分析

一般認(rèn)為互調(diào)干擾產(chǎn)物隨信號源功率增大而明顯增加,一般信號功率增加1dB,互調(diào)產(chǎn)物往往增加3dB。

現(xiàn)網(wǎng)多系統(tǒng)合路站點(diǎn)小區(qū)發(fā)射功率主要集中在22mw~98mw之間(22mw、33mw、44mw、45mw、49mw、66mw、87mw、98mw)，每個(gè)功率值隨機(jī)選取10個(gè)無告警、狀態(tài)正常小區(qū)，共80組數(shù)據(jù)制作散點(diǎn)圖。

隨功率增大，天線口RSSI呈現(xiàn)離散趨勢，功率大小與干擾強(qiáng)度為正相關(guān)。

選取一多系統(tǒng)合路站點(diǎn)FZBCX1713軌5線兩江幸福廣場站-54，其平均干擾噪聲功率為-105dB左右，通過對其功率進(jìn)行調(diào)整驗(yàn)證功率對干擾的影響：

當(dāng)功率提升時(shí)，干擾噪聲隨之增大

2)實(shí)施方案

互調(diào)干擾產(chǎn)物隨信號源功率增大而明顯增加,一般信號功率增加1dB,互調(diào)產(chǎn)物往往增加3dB，同時(shí)考慮到POI及漏纜的互調(diào)制度通常是在43dBm時(shí)才能達(dá)到相應(yīng)的-155dBc互調(diào)抑制能力，因此建議將5號線所有運(yùn)營商設(shè)備功率控制到43dBm，即20W以內(nèi)。

3)方案應(yīng)用

為了控制軌道5號線的互調(diào)干擾，三家運(yùn)營商協(xié)商一致，將5號線三家運(yùn)營商共計(jì)427臺RRU設(shè)備功率調(diào)整至20W，最終達(dá)成一致完成功率修改，同時(shí)對2018年后開通的軌道線路RRU功率控制在20W以內(nèi)。

3.2.5 針對軌道場景外部因素的精準(zhǔn)識別及實(shí)施

1)調(diào)查分析

通過理論分析，無線信號通過天線等發(fā)射出來，在天線發(fā)射口若存在金屬物直接阻擋，天線口功率較大的無線信號無法得到有效擴(kuò)散，隨即金屬物反射后被天線接收，會導(dǎo)致RSSI抬升引起干擾，故搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，驗(yàn)證不同金屬物靠近天線前后，互調(diào)值的變化。

u? 單天線測試

u?鋁板平放于天線旁

u?鋁板垂直放于天線旁

u?鐵塊接近天線0.5m

u?鐵塊緊挨天線

通過金屬物體靠近天線前后的互調(diào)值變化情況得出，當(dāng)天線發(fā)射方向存在金屬物阻擋時(shí)，互調(diào)干擾電平會有不同程度的抬升，可判斷信號阻擋會影響互調(diào)干擾大小。

2)實(shí)施方案

對軌道5號線全線漏纜周圍環(huán)境進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)站臺區(qū)域漏纜從廣告牌后穿過，無線信號從漏纜發(fā)射后隨即遇到金屬廣告牌阻擋，反射后從漏纜接收回RRU，導(dǎo)致干擾增大。

因此制定以下廣告牌區(qū)域無線整改方案：

u?漏纜端門處接負(fù)載

3)實(shí)施效果

針對廣告牌區(qū)域的金屬物阻擋漏纜引起的高干擾，梳理5號線共計(jì)11個(gè)干擾RRU進(jìn)行方案整改，在漏纜端門處接負(fù)載，處理完成后全部達(dá)標(biāo)。

3.3互調(diào)干擾關(guān)鍵因素判別及方案實(shí)施后效果

經(jīng)過多輪測試，識別出多系統(tǒng)合路中干擾關(guān)鍵因素的影響程度情況如下：

統(tǒng)計(jì)軌道5號線2018年全年影響用戶感知的干擾指標(biāo)情況如下：

u?4G干擾

經(jīng)過優(yōu)化，軌道5號線平均干擾下降明顯，從30.2%下降至9.8%，指標(biāo)改善明顯，用戶下載速率感知得到明顯提升。

注：統(tǒng)計(jì)比例為4G-95dBm＜RSSI干擾值

u?3G干擾

軌道5號線實(shí)施WCDMA收發(fā)分纜后，干擾得到徹底消除，用戶通話感知得到徹底改善。

4、軌道場景多系統(tǒng)合路互調(diào)干擾研究的總結(jié)

本次針對軌道場景多系統(tǒng)合路互調(diào)干擾的系統(tǒng)性研究通過對軌道場景項(xiàng)目的組網(wǎng)方式、器件性能、施工工藝、設(shè)備功率、環(huán)境因素等多方面系統(tǒng)化研究探索和實(shí)踐應(yīng)用，從根本上控制上了多系統(tǒng)合同產(chǎn)生的互調(diào)干擾，提升了用戶感知；優(yōu)選出軌道場景最合理的組網(wǎng)方式，更新了行業(yè)內(nèi)此場景的器件選型標(biāo)準(zhǔn)，并形成了一套完成的對應(yīng)施工規(guī)范，為該類項(xiàng)目建設(shè)提供了有效的、實(shí)施性強(qiáng)的、可復(fù)制的系統(tǒng)性解決方案。

課題組從規(guī)劃設(shè)計(jì)、技術(shù)管理及項(xiàng)目管理三個(gè)方面入手，確保了管理創(chuàng)新成果與實(shí)施的雙落地，避免了運(yùn)營商在軌道場景重復(fù)建設(shè)所造成的資源浪費(fèi)，并且節(jié)省了TCO成本、提升了TTM周期。

參考文獻(xiàn)

1、華為技術(shù)公司?? 《GSM無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化》? 人民郵電出版社

2、William C.Y. Lee 《移動通信工程理論與應(yīng)用》人民郵電出版社

3、何林娜《數(shù)字移動技術(shù)》? 機(jī)械工業(yè)出版社

作者簡介

劉瑩瑩，西南政法大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)工作于中國聯(lián)通重慶分公司工程建設(shè)中心；程勇，重慶大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)工作于中國聯(lián)通重慶分公司工程建設(shè)中心；王策，現(xiàn)工作于中國聯(lián)通重慶分公司，工程建設(shè)中心副總經(jīng)理、工程師。

總結(jié)

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