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重慶：降低軌道場景多系統合路互調干擾的研究

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，分別從合路平臺優化、關鍵器件性能改善、施工流程及工藝、設備功率模型、外部因素等多方面分析優化，將成果應用在軌道交通5號線后，多系統合路的互調干擾得到大幅降低，相關的成果在后續的軌道環線建設中得到實踐證明，在縮短工程建設周期和完善網絡質量的同時，有效提升了用戶感知，進一步鞏固聯通優質的品牌形象。

關鍵字

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規劃的線路，運營里程為16.42千米，均為地下站，共10座車站，全天客流量高達4萬人次。中國聯通重慶分公司通過對軌道場景網絡及過會感知現狀分析，提出通過優化合路平臺、改善關鍵器件性能、施工流程及工藝標準化、設定設備功率模型、外部因素精準識別等方式來降低系統內干擾，從而提升用戶感知。

軌道場景專網干擾現狀分析

2.1 軌道場景的電聯共享方式

軌道內民用通信采用雙路覆蓋，需求頻段為移動GSM900、移動TD-LTE(E)、聯通WCDMA、聯通FDD-LTE (1.8G)、聯通FDD-LTE (2.1G)、電信800M、電信FDD-LTE (1.8G)，同時為移動DCS 1800、移動TDD-LTE (F)、移動TDD-LTE (A)、移動TDD-LTE (D)、電信FDD-LTE (2.1G)預留端口。因此，本次項目采用10頻POI進行合路，其組網圖如下：

2.2 軌道場景多系統合路的互調干擾現狀

軌道5號線運營開通以來，互調干擾嚴重，嚴重影響了網絡質量及用戶感知，4G干擾比例30.33%， 3G干擾比例13.11%。

2.3 軌道場景多系統合路的互調干擾源分析

從上表可見：

1)聯通FDD 1.8G 受到移動DCS與電信1.8G的三階互調干擾和電信C網的二次諧波干擾

2)聯通WCDMA受到移動DCS、電信1.8G、移動E頻段的三階互調干擾。

2.4 互調干擾對用戶感知的多維度分析

2.4.1 基于典型場景的現場數據測試分析

在覆蓋、質量和容量相當的情況下，RSSI越高，上行速率越低，流媒體播放時延越長。

4G上行干擾對上行速率影響最為明顯，在覆蓋、質量和容量相當的情況下，隨著RSSI的提升，上行平均速率呈明顯下降趨勢，且隨著負荷的抬升，上行平均速率對RSSI更為敏感。

2.4.2 基于大數據工具的用戶感知關鍵KPI分析

• 底噪與端到端感知數據分析

u當RSSI>-90dBm時，頁面響應時長和視頻初始緩沖時長均明顯惡化。

u隨著RTWP的抬升， 3G端到端接通時延會變長。

• RSSI與系統指標分析

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。

軌道場景多系統合路干擾降低的方案與實施

3.1 多系統合路中干擾的關鍵因素

3.2 多系統合路干擾降低的方案實施過程

3.2.1 共建共享模式的多系統合路平臺優化

1)調查分析

互調干擾是由多個頻段在同一系統中相互作用產生的，若通過組網方式的優化頻段組合，使得干擾源和被干擾頻段相互分離，可以消除互調干擾的影響。

5號線聯通3G干擾源分析：

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

2)實施方案

WCDMA RRU通過后臺配置一發一收，將上下行進行分纜，使上下行物理隔離，則移動E頻段和聯通W下行產生的互調干擾無法通過上行通道被RRU接收，從根本上消除互調干擾。

3)實施效果

重慶聯通組織將軌道5號線共計122個WCDMA RRU進行上下行分纜，分纜前7個高于-100dBm的3G干擾RRU，分纜實施后全部低于-100dBm，3G干擾完全消除。如下：

3.2.2 基于多系統合路平臺的關鍵器件性能改善

1)調查分析

uPOI互調抑制性能分析：

不同運營商的通信系統通過POI實現信號合路和功分；

POI與信源設備距離最近，互調抑制性能要求最高；

POI的二階和三階互調抑制性能必須達到-150dBc@2×43dBm，才能避免系統間網絡干擾,但考慮到軌道場景環境因素，應增加5dB，建議調整為-155dBc@2×43dBm

u漏纜互調抑制度分析：

上行底噪高因兩個或多個不同下行頻率，當信號輸入到非線性電路時，由于非線性器件的作用，會產生很多諧波和組合頻率分量，引起網絡上行干擾。

POI的損耗一般為5dB左右，不同廠家差異不大。

當POI的二階和三階互調抑制性能必須達到-150dBc@2×43dBm，則漏纜的二階和三階互調抑制性能必須達到-150dBc@2×43dBm。

2)制定標準

根據軌道場景多系統合路的現狀及分析結果，就主要器件POI及漏纜提出了性能指標要求：

(1)??POI

(2)?? 漏纜

3.2.3 共建共享模式下的施工流程及工藝標準化

1)調查分析

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

針對測試指標只有-111.4dBc的漏纜，通過逐級摸排發現，POI到漏纜的跳線接頭存在毛刺。

確定問題點后，將跳線接頭重新制作后，互調值達到-148.7dBc。

后臺查詢干擾RSSI從-86dB降低至-95dBm

通過現場大量測試可以看出，施工工藝對分布系統整體抗干擾能力有直接影響。

2)固化流程

經過多次排查處理，總結施工工藝排查流程如下：

3)實施效果

經過5個月對5號線的干擾處理，累計完成153個干擾通道處理，處理后互調干擾均達到指標。

3.2.4 多系統合路平臺下設備功率模型的設定

1)調查分析

一般認為互調干擾產物隨信號源功率增大而明顯增加,一般信號功率增加1dB,互調產物往往增加3dB。

現網多系統合路站點小區發射功率主要集中在22mw~98mw之間(22mw、33mw、44mw、45mw、49mw、66mw、87mw、98mw)，每個功率值隨機選取10個無告警、狀態正常小區，共80組數據制作散點圖。

隨功率增大，天線口RSSI呈現離散趨勢，功率大小與干擾強度為正相關。

選取一多系統合路站點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，通過對其功率進行調整驗證功率對干擾的影響：

當功率提升時，干擾噪聲隨之增大

2)實施方案

互調干擾產物隨信號源功率增大而明顯增加,一般信號功率增加1dB,互調產物往往增加3dB，同時考慮到POI及漏纜的互調制度通常是在43dBm時才能達到相應的-155dBc互調抑制能力，因此建議將5號線所有運營商設備功率控制到43dBm，即20W以內。

3)方案應用

為了控制軌道5號線的互調干擾，三家運營商協商一致，將5號線三家運營商共計427臺RRU設備功率調整至20W，最終達成一致完成功率修改，同時對2018年后開通的軌道線路RRU功率控制在20W以內。

3.2.5 針對軌道場景外部因素的精準識別及實施

1)調查分析

通過理論分析，無線信號通過天線等發射出來，在天線發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散，隨即金屬物反射后被天線接收，會導致RSSI抬升引起干擾，故搭建實驗環境，驗證不同金屬物靠近天線前后，互調值的變化。

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值變化情況得出，當天線發射方向存在金屬物阻擋時，互調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干擾大小。

2)實施方案

對軌道5號線全線漏纜周圍環境進行排查，發現站臺區域漏纜從廣告牌后穿過，無線信號從漏纜發射后隨即遇到金屬廣告牌阻擋，反射后從漏纜接收回RRU，導致干擾增大。

因此制定以下廣告牌區域無線整改方案：

u?漏纜端門處接負載

3)實施效果

針對廣告牌區域的金屬物阻擋漏纜引起的高干擾，梳理5號線共計11個干擾RRU進行方案整改，在漏纜端門處接負載，處理完成后全部達標。

3.3互調干擾關鍵因素判別及方案實施后效果

經過多輪測試，識別出多系統合路中干擾關鍵因素的影響程度情況如下：

統計軌道5號線2018年全年影響用戶感知的干擾指標情況如下：

u?4G干擾

經過優化，軌道5號線平均干擾下降明顯，從30.2%下降至9.8%，指標改善明顯，用戶下載速率感知得到明顯提升。

注：統計比例為4G-95dBm＜RSSI干擾值

u?3G干擾

軌道5號線實施WCDMA收發分纜后，干擾得到徹底消除，用戶通話感知得到徹底改善。

4、軌道場景多系統合路互調干擾研究的總結

本次針對軌道場景多系統合路互調干擾的系統性研究通過對軌道場景項目的組網方式、器件性能、施工工藝、設備功率、環境因素等多方面系統化研究探索和實踐應用，從根本上控制上了多系統合同產生的互調干擾，提升了用戶感知；優選出軌道場景最合理的組網方式，更新了行業內此場景的器件選型標準，并形成了一套完成的對應施工規范，為該類項目建設提供了有效的、實施性強的、可復制的系統性解決方案。

課題組從規劃設計、技術管理及項目管理三個方面入手，確保了管理創新成果與實施的雙落地，避免了運營商在軌道場景重復建設所造成的資源浪費，并且節省了TCO成本、提升了TTM周期。

參考文獻

1、華為技術公司?? 《GSM無線網絡規劃與優化》? 人民郵電出版社

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

3、何林娜《數字移動技術》? 機械工業出版社

作者簡介

劉瑩瑩，西南政法大學畢業，現工作于中國聯通重慶分公司工程建設中心；程勇，重慶大學畢業，現工作于中國聯通重慶分公司工程建設中心；王策，現工作于中國聯通重慶分公司，工程建設中心副總經理、工程師。

總結

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