無(wú)源互調(diào)鏈路插損對(duì)室內(nèi)分布覆蓋范圍影響分析

王慧，何占兒，張需溥

無(wú)源互調(diào)鏈路插損對(duì)室內(nèi)分布覆蓋范圍影響分析

王慧1，何占兒1，張需溥2

（1.諾基亞通信系統(tǒng)技術(shù)（北京）有限公司，浙江 杭州 310052；2.杭州紫光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310052）

無(wú)源互調(diào)干擾已經(jīng)成為影響移動(dòng)通信性能指標(biāo)及客戶感知的重要因素，為了定量分析無(wú)源互調(diào)電平對(duì)移動(dòng)通信的影響程度，通過(guò)合理假設(shè)，計(jì)算在不同鏈路插損條件下的無(wú)源互調(diào)電平值。運(yùn)用干擾信號(hào)疊加理論和接收靈敏度方程，計(jì)算電磁波傳播路徑損耗，并利用室內(nèi)信號(hào)傳播模型分析覆蓋范圍受鏈路插損的影響程度。

非線性 無(wú)源互調(diào) 鏈路插損 干擾 室內(nèi)分布系統(tǒng)

1 研究背景

DAS（Distributed Antenna System，室內(nèi)分布系統(tǒng)）是用于改善建筑物內(nèi)移動(dòng)通信環(huán)境、提升客戶感知的一種成功的手段和方案[1]。隨著DAS系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，干擾也越來(lái)越嚴(yán)重，室分系統(tǒng)干擾主要包括無(wú)源互調(diào)干擾、系統(tǒng)間雜散干擾及外部干擾。其中，系統(tǒng)間雜散干擾主要是由于系統(tǒng)間隔離度不足導(dǎo)致，譬如C網(wǎng)對(duì)G網(wǎng)的干擾；外部干擾是由于非法或者不規(guī)范的信號(hào)使用導(dǎo)致，譬如“黑直放”導(dǎo)致的干擾。相對(duì)而言，無(wú)源互調(diào)干擾引發(fā)的問(wèn)題難以發(fā)現(xiàn)和整治[2-3]。

PIM（Passive Intermodulation，無(wú)源互調(diào)）是指當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的頻率信號(hào)同時(shí)通過(guò)無(wú)源器件時(shí)，由于無(wú)源器件的非線性因素，導(dǎo)致兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)相互混頻，從而產(chǎn)生除輸入信號(hào)頻率之外的其他頻率信號(hào)，這些非線性產(chǎn)物即為無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物[4]。無(wú)源互調(diào)干擾出現(xiàn)在收發(fā)一體的多載波通信環(huán)境中，無(wú)源互調(diào)電平隨輸入載波功率而變化，輸入載波功率越大，無(wú)源互調(diào)電平也越高，干擾就越嚴(yán)重[5]。

等等。你確信是我發(fā)的？沒(méi)搞錯(cuò)吧？沒(méi)陷害好人？丁小強(qiáng)話一出口就意識(shí)到說(shuō)錯(cuò)了，忙扭頭看了一朵，一朵的臉色果然一改剛才的飛揚(yáng)暗淡下來(lái)，于是忙不迭地說(shuō)，我說(shuō)得不對(duì)，我的意思是我記得給你的短信內(nèi)容不是這樣寫(xiě)的。

室內(nèi)分布覆蓋原理上是一種典型“分枝”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無(wú)源器件（如合路器、功放器、耦合器等）是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過(guò)射頻電纜進(jìn)行連接，不同節(jié)點(diǎn)由于鏈路插損不同導(dǎo)致載波功率不同，同樣性能的無(wú)源器件所產(chǎn)生的無(wú)源互調(diào)電平也不同。基于此原理，為了兼顧“性能”和“成本”，可以在室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮不同節(jié)點(diǎn)使用性能不同的無(wú)源器件。

室內(nèi)分布覆蓋原理圖如圖1所示：

圖1 室內(nèi)分布覆蓋原理圖

在實(shí)際室內(nèi)分布設(shè)計(jì)時(shí)，如何兼顧“性能”和成本？具體來(lái)說(shuō)，就是哪些節(jié)點(diǎn)必須選用“高性能”無(wú)源器件，哪些節(jié)點(diǎn)可以使用“普通性能”無(wú)源器件，要有理論依據(jù)。本文運(yùn)用干擾疊加原理[6-7]，分析由于無(wú)源互調(diào)點(diǎn)源在鏈路中位置不同，鏈路插損也不同，導(dǎo)致在同樣信源輸出功率前提下所產(chǎn)生的無(wú)源互調(diào)干擾電平不同，從而對(duì)室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)覆蓋范圍的影響程度不同；反之，根據(jù)覆蓋范圍的影響程度，可以推算臨界節(jié)點(diǎn)的鏈路插損，小于此插損的節(jié)點(diǎn)必須使用“高性能”無(wú)源器件。

2 分析前提和假設(shè)

整個(gè)分析過(guò)程會(huì)應(yīng)用到無(wú)源互調(diào)電平預(yù)測(cè)、接收靈敏度計(jì)算、室內(nèi)覆蓋傳播模型等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，需要設(shè)定一系列前提并做合理假設(shè)。

分析在同樣覆蓋范圍（覆蓋半徑為25.8m，比理想情況下減少15%）情況下非線性點(diǎn)源互調(diào)值與鏈路插損的關(guān)系，具體如表2所示：

（6）覆蓋范圍計(jì)算采用路徑損耗因子模型進(jìn)行計(jì)算，一個(gè)典型的GSM頻段室內(nèi)分布系統(tǒng)公式如下：

假設(shè)非線性點(diǎn)源（無(wú)源器件）無(wú)源互調(diào)指標(biāo)為-140dBc@2×43dBm，非線性點(diǎn)源距離信源端鏈路插損為0dB，通過(guò)計(jì)算可得到覆蓋半徑為7.5m，理想分布系統(tǒng)（不產(chǎn)生無(wú)源互調(diào)，非線性點(diǎn)源無(wú)源互調(diào)指標(biāo)為-∞ dBc）GSM基站覆蓋半徑為35.7m，覆蓋范圍減少比例為79%。由此可見(jiàn)，無(wú)源互調(diào)對(duì)通信系統(tǒng)有明顯影響，無(wú)源互調(diào)干擾的產(chǎn)生導(dǎo)致覆蓋范圍明顯縮小。

（3）非線性點(diǎn)源（無(wú)源器件）的互調(diào)指標(biāo)為-140dBc@ 2×43dBm或-120dBc@2×43dBm，這兩種指標(biāo)在室內(nèi)分布系統(tǒng)中最為常見(jiàn)。

（4）非線性點(diǎn)源的位置在信源和末端天線之間，用鏈路插損來(lái)表征其位置，設(shè)定范圍為0dB至-33dB。其中，0dB表示非線性點(diǎn)源靠近信源；-33dB表示靠近末端室分天線。

從圖2可以看出，在無(wú)源互調(diào)指標(biāo)為-140dBc@2× 43dBm的情況下，覆蓋范圍與鏈路插損有直接關(guān)系，尤其是在非線性點(diǎn)源距離信源端較近的情況下（鏈路插損小于5dB），覆蓋范圍減少比例變化趨勢(shì)明顯（從79.1%減少到16%），當(dāng)鏈路插損大于9dB后，覆蓋范圍基本上不再變化（小于5%）。該現(xiàn)象是因?yàn)闊o(wú)源互調(diào)電平值隨輸入功率變化，當(dāng)鏈路插損增大時(shí)，一方面，到達(dá)非線性點(diǎn)源的輸入功率減少，無(wú)源互調(diào)電平隨之降低；另一方面，隨著鏈路插損增大，在非線性點(diǎn)源處產(chǎn)生的無(wú)源互調(diào)產(chǎn)物到達(dá)信源端的電平也隨之降低。無(wú)源互調(diào)電平越低，對(duì)覆蓋范圍的影響就越小。

以GSM系統(tǒng)作為分析對(duì)象，假設(shè)工作于兩載波模式下，每載波功率為20W（43dBm）。盡管GSM系統(tǒng)工作于多個(gè)載波模式下，在此情況下每載波功率會(huì)回退，不會(huì)保持不變，總功率還是接近46dBm。

“奶娘踩罡”在整個(gè)舞蹈過(guò)程中，且歌且舞，舞曲曲譜中反復(fù)出現(xiàn)13|16|653|5……和35|15|51|3……這樣的旋律，與畬歌常用襯音“哈嚕嚕”極為相似，因而富有畬歌韻味。[4]這些畬族民歌（歌言）與舞蹈配樂(lè)伴奏都大量出現(xiàn)并且重復(fù)的旋律與節(jié)奏，可以加入到音樂(lè)專業(yè)必修課視唱練耳、鋼琴基礎(chǔ)與即興伴奏的教學(xué)中。

其中，PL表示傳播損耗（單位為dB）；d表示覆蓋半徑。

3 覆蓋范圍計(jì)算

根據(jù)以上假設(shè)，分析GSM室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋范圍受PIM鏈路插損的影響程度[10]，具體計(jì)算過(guò)程如表1所示。

（2）在信號(hào)傳輸過(guò)程中，假設(shè)只有一處非線性點(diǎn)源（可以理解只有一個(gè)無(wú)源器件出現(xiàn)問(wèn)題）產(chǎn)生互調(diào)干擾，除此之外其他地方均不產(chǎn)生互調(diào)，在實(shí)際應(yīng)用中雖然可能存在多個(gè)非線性無(wú)源互調(diào)點(diǎn)源，但是起主要作用的往往只有一個(gè)[8]。

運(yùn)用以上方法，計(jì)算在鏈路插損變化時(shí)對(duì)基站覆蓋范圍的影響，具體如圖2所示。

表1 室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋范圍計(jì)算

（5）假設(shè)非線性點(diǎn)源（無(wú)源器件）無(wú)源互調(diào)值隨輸入功率變化系數(shù)為2，即輸入功率變化1dB，無(wú)源互調(diào)值變化2dB。國(guó)外專家Hartmut Gohdes對(duì)此系數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[9]，結(jié)果表明無(wú)源互調(diào)隨功率變化的線性系數(shù)（斜率）并不是固定不變的，但是大量研究表明無(wú)源互調(diào)線性系數(shù)集中在2左右，接下去計(jì)算將無(wú)源互調(diào)電平變化時(shí)斜率設(shè)定為2，也是符合實(shí)際的。

PL=41.5+28lgd (1)

（1）信源發(fā)射功率為40W（46dBm）

表2 無(wú)源互調(diào)非線性點(diǎn)源互調(diào)值與鏈路插損的關(guān)系（覆蓋半徑為25.8m）

要想使-120dBc@2×43dBm的非線性點(diǎn)源對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋不產(chǎn)生影響，無(wú)源互調(diào)非線性點(diǎn)源距離信源端的鏈路插損就要大于13.8dB，也就是-120dBc@2×43dBm的“普通性能”無(wú)源器件如果要在室內(nèi)系統(tǒng)中使用，只能在鏈路插損大于13.8dB的節(jié)點(diǎn)使用。當(dāng)無(wú)源互調(diào)非線性點(diǎn)源的互調(diào)指標(biāo)改為-150dBc@2×43dBm時(shí)，此種情況下鏈路插損為3.8dB。這是由于非線性點(diǎn)源互調(diào)指標(biāo)變差，在同樣輸入功率情況下無(wú)源互調(diào)電平會(huì)變大，鏈路插損需要增大來(lái)對(duì)消這種變化。

4 結(jié)論

本文通過(guò)分析非線性點(diǎn)源（-140dBc@2×43dBm）距離信源端鏈路插損對(duì)DAS系統(tǒng)覆蓋范圍的影響可知，一方面，無(wú)源互調(diào)對(duì)室內(nèi)分布系統(tǒng)覆蓋范圍有較大影響，尤其是當(dāng)天線無(wú)源互調(diào)指標(biāo)低于-120dBc@2× 43dBm的情況下；另一方面，產(chǎn)生無(wú)源互調(diào)干擾的非線性點(diǎn)源位置對(duì)覆蓋范圍亦有重要影響，尤其是在非線性點(diǎn)源靠近信源端（插損小于5dB）的情況下，無(wú)源互調(diào)對(duì)覆蓋范圍影響較大，這也從側(cè)面驗(yàn)證靠近信源端的無(wú)源器件需要有很好的無(wú)源互調(diào)指標(biāo)（建議小于-150dBc@2×43dBm）。此外，該分析得出一個(gè)有用結(jié)論：由于行業(yè)內(nèi)普通無(wú)源器件的互調(diào)指標(biāo)為-120dBc@2×43dBm，因此在室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，位置在鏈路插損大于13.8dB之后的無(wú)源器件可以不考慮無(wú)源互調(diào)特性，其對(duì)DAS系統(tǒng)覆蓋影響很小。

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[3] 韓玉清. 淺談室內(nèi)覆蓋建設(shè)與優(yōu)化[J]. 科技風(fēng), 2012(11): 10.

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王慧：工程師，碩士畢業(yè)于上海大學(xué)，現(xiàn)任諾基亞通信系統(tǒng)技術(shù)（北京）有限公司測(cè)試工程師，主要從事基站的RF性能、天線設(shè)備等無(wú)線通信測(cè)試領(lǐng)域的研究工作。

據(jù)了解，哈爾濱禾碩農(nóng)業(yè)科技有限公司成立于2004年，該公司銷售的一系列產(chǎn)品憑借技術(shù)含量高、品質(zhì)過(guò)硬、效果明顯等特點(diǎn)迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，通過(guò)技術(shù)指導(dǎo)幫助農(nóng)民解決田間實(shí)際問(wèn)題，成為農(nóng)民心中可信賴的技術(shù)指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)。此外，各類產(chǎn)品實(shí)實(shí)在在的效果以及踏踏實(shí)實(shí)的服務(wù)贏得了越來(lái)越多合作伙伴的認(rèn)可。真正踐行了以打造“東北領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)商”為使命，“讓更多合作伙伴輕松一點(diǎn)賺錢，讓更多農(nóng)民輕松一點(diǎn)種田”的追求目標(biāo)。

針對(duì)讀者眾多的信息訴求，圖書(shū)館在服務(wù)的過(guò)程中，可以舉辦不同形式的活動(dòng)，達(dá)到服務(wù)讀者的目的。例如，為了使讀者熟悉圖書(shū)館館藏的利用，舉辦“書(shū)庫(kù)尋寶”活動(dòng)，以不同的檢索標(biāo)識(shí)為標(biāo)題，參與活動(dòng)的讀者通過(guò)分析題目，找出檢索標(biāo)識(shí)，借助館藏查詢系統(tǒng)，找到最終目標(biāo)，達(dá)到掌握館藏查詢系統(tǒng)的目的；為提高讀者的文學(xué)修養(yǎng)，圖書(shū)館舉辦閱讀名著的征文活動(dòng)，讀者在閱讀名著的過(guò)程中，潛移默化的提高自身的文學(xué)修養(yǎng)。濱州醫(yī)學(xué)院圖書(shū)館還進(jìn)行了信息推送服務(wù)，根據(jù)學(xué)科、專業(yè)內(nèi)容，以專家、教授為服務(wù)主體，把專業(yè)期刊的目錄、新人藏的圖書(shū)目錄以電子郵件的形式發(fā)出，接收到這些電子郵件的讀者看到有關(guān)的內(nèi)容，可以聯(lián)系圖書(shū)館有關(guān)人員索取或到館借閱。

何占兒：工程師，碩士畢業(yè)于成都電子科技大學(xué)，現(xiàn)任諾基亞通信系統(tǒng)技術(shù)（北京）有限公司BTS一致性測(cè)試測(cè)量工程師，主要從事基站的RF性能、一致性等無(wú)線通信領(lǐng)域的研究工作。

3．教師指導(dǎo)與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合。除了在課堂上指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，教師還要進(jìn)行課外指導(dǎo)，在指導(dǎo)過(guò)程中，教師根據(jù)學(xué)生的個(gè)性差異進(jìn)行有選擇的指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生偏好選擇聽(tīng)力學(xué)習(xí)還是閱讀學(xué)習(xí)。大學(xué)生自主學(xué)習(xí)是基于教師的指導(dǎo)下進(jìn)行，在此期間，教師一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)修正，大學(xué)生在自主學(xué)習(xí)英語(yǔ)聽(tīng)讀過(guò)程中，多與教師溝通、交流、分享，不斷挖掘適合自身學(xué)習(xí)的方式。在移動(dòng)學(xué)習(xí)過(guò)程中，師生之間要相互學(xué)習(xí)、分享心得。移動(dòng)工具的運(yùn)用，很大程度上實(shí)現(xiàn)了英語(yǔ)聽(tīng)讀的效果，能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，促進(jìn)師生共同學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步。

42例患者中有38例腹腔積血，其中肝挫裂傷，肝內(nèi)血腫伴包膜下血腫20例，單純肝包膜下血腫4例。肝挫裂傷CT圖像表現(xiàn)為肝內(nèi)斑片狀，裂隙狀，星芒狀低密度影，肝臟顯示邊緣梭型，新月形液性密度影。脾挫裂傷、脾包膜下及脾周血腫15例，CT圖像顯示脾密度不均，脾內(nèi)條狀及星芒狀低密度影。胰腺損傷1例，CT圖像顯示；胰腺損傷處體積增大，邊緣模糊。腸及系膜損傷2例，CT顯示損傷部位腸管壁增厚，腸管內(nèi)見(jiàn)積液，周圍腸系膜密度曾高。42例中合并腎上腺損傷，腎上腺形成血腫3例。

在飛速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，大數(shù)據(jù)對(duì)于信息的處理和管理有著非常之高的要求，因此檔案管理也需要不斷的進(jìn)行創(chuàng)新，我們要積極利用傳統(tǒng)檔案管理的不足，進(jìn)行充分的改進(jìn)，使得我們現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)檔案管理更加完善。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，管理檔案是相比較傳統(tǒng)的檔案管理更加方便了，同時(shí)也更能發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的優(yōu)勢(shì)。因此檔案管理創(chuàng)新工作是非常值得去做的。相信在未來(lái)檔案管理工作將會(huì)越做越好！

張需溥：高級(jí)工程師，工學(xué)博士畢業(yè)于上海大學(xué)，現(xiàn)任杭州紫光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司儀表事業(yè)部總經(jīng)理，主要從事天線與電磁波傳播、射頻電路技術(shù)、天饋現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等領(lǐng)域的研究工作。

Analysis on Impacts of PIM Link Loss on Indoor Distribution Coverage

WANG Hui1, HE Zhaner1, ZHANG Xupu2
(1. No k i a S o l u t i o n s a n d Ne t w o r k s S y s t e m T e c h n o l o g y (B e i j i n g) C o., L t d., H a n g z h o u 310052, C h i n a; 2. J o i n t c o m C o m m u n i c a t i o n T e c h n o l o g y C o., L t d., H a n g z h o u 310052, C h i n a)

The passive inter-modulation (PIM) interference has already been the key factor affecting mobile communication performance and customer perception. In order to quantitatively analyze the impacts of PIM level on mobile communication, the level values of PIM in the condition of different path losses were calculated based on the feasible hypothesis. By means of the interference signal superposition theory and reception sensitivity equation, the propagation path loss of electromagnetic wave was calculated. In addition, the indoor signal propagation model was used to analyze the impacts of path losses on the coverage.

non-linear passive inter-modulation link loss interference indoor distribution system

10.3969/j.i s s n.1006-1010.2017.12.003

T N929.5

A

1006-1010(2017)12-0012-04

王慧,何占兒,張需溥. 無(wú)源互調(diào)鏈路插損對(duì)室內(nèi)分布覆蓋范圍影響分析[J]. 移動(dòng)通信, 2017,41(12): 12-15.

2017-05-08

責(zé)任編輯：袁婷 y u a n t i n g@m b c o m.c n