POI互調測試規范和標準探討

范叔亮

(中郵科通信技術股份有限公司 福建 福州 350000)

?

POI互調測試規范和標準探討

范叔亮

(中郵科通信技術股份有限公司 福建 福州 350000)

隨著中國鐵塔公司多系統合路平臺(Point of Interface，簡稱POI，以下同)的廣泛使用，多個公眾移動通信系統射頻信號合路之后，產生的互調信號對基站接收機的干擾越來越嚴重，原有的只測試端口互調的方式已經不滿足實際網絡應用要求。本文首先梳理出傳統測試方法存在的問題，然后重點分析POI產生互調信號的頻譜分布，接著給出了更優的測試方法，最后提出了對POI產品質量進行有效管控的措施。

POI；互調

一、POI建設過程中干擾問題及現有常規互調儀測試問題

隨著鐵塔POI的廣泛使用，無源互調干擾的影響非常嚴重。如：電信CDMA對移動GSM上行頻段干擾、移動TD E與聯通WCDMA對電信LTE FDD2.1G及聯通WCDMA的干擾等。

傳統的互調信號測試儀往往只有一個輸出口一個輸入口，測試POI存在以下兩方面問題：

問題1：無法驗證系統間的組合互調，如移動TD E系統與聯通WCDMA系統組合的三階互調落在電信LTE FDD2.1G及聯通WCDMA上行頻段等；

問題2：無法驗證我們所需的互調干擾值，如凱雷斯互調儀iQA-0850C的Tx范圍為869-894MHz、RX范圍為824-849MHz存在以下兩個問題：

(1)電信CDMA800下行頻率為870-880MHz，互調儀掃頻頻率已超出電信CDMA800的下行工作頻率，測試時會出現駐波告警導致無法測試并容易損壞儀表；

(2)電信CDMA800所產生的三階互調干擾落在移動GSM頻段為889-890MHz，儀表測試出來的Rx范圍為824-849MHz并不落在GSM上行頻段上，測試出來的值也就無法顯示出真實的互調干擾值。

傳統的測量通用互調儀僅能測試單個系統或者寬頻的互調，無法驗證窄頻如POI各個端口所產生的真實互調值及組合互調值，這時候需要我們針對現有的運營商的POI產品進行互調分析出相應的干擾頻段并制定出測試規范和標準。

二、POI所產生的互調信號分析

(一)互調的概念

POI無源互調是指當兩個或多個發射頻率信號經過POI設備時，由于非線性而引起的新的頻率分量。POI的互調干擾主要由三方面組成：單系統互調干擾、二階互調干擾及組合互調干擾。由于7階及7階以后的互調值衰弱更大，一般情況下不做測試。

(二)鐵塔POI頻率使用情況

按照QZTT 3001-2016無源分布系統多系統接入平臺(POI)技術要求，POI主流工作頻率劃分為如下表1所示：

表1 POI頻率范圍

6聯通GSM1800/LTEFDD1.8G1735-1765/1830-18607聯通WCDMA1940-1980/2130-21708聯通TD-LTE2.3G2300-23209移動GSM18001710-1735/1805-183010移動TDF1885-191511移動TDA2010-202512移動TDE2320-2370

(三)單系統互調干擾分析

單系統互調分析的是自身端口所產生的互調值落在自身上行頻段或者其它系統上行頻段，具體分析出來的受擾系統如表2所示：

表2 單系統互調干擾分析

注：互調落在三階后，由于五階及五階之后的互調衰落更大可以不做測試。

(四)二階互調干擾分析

表3 二階互調干擾分析

(五)組合互調干擾分析

組合互調主要分析的是兩個端口之間組合而成的互調值所落在自身上行或者其它系統上行的干擾，具體分析出來的受擾系統如表4所示：

表4 組合互調干擾分析

注：互調干擾落在三階后，由于五階及五階之后的互調衰落更大可以不做測試。

三、互調測試步驟

(一)單系統互調測試

單系統互調分為互調儀測試及組合模塊測試兩種，測試方式也分為兩種：互調儀測試及組合模塊測試。

1.互調儀測試

a.使用相應頻段互調測試儀進行測試；

b.按照圖1所示連接測試系統，ANT輸出端口接低互調負載，POI對應的輸入端口接互調儀輸出端口，按規定力矩(N頭：3～5N·m；DIN頭：10～15N·m)擰緊，測試完畢前不得再次接觸測試電纜和被測件；

c.設置互調測試儀載波頻率和無源互調階數，頻率設置為端口的工作頻率；

d.設置互調測試儀輸出功率，兩載波均為43dBm；

e.設置互調測試儀測試模式，要求為反向模式；

f.設置互調測試儀掃描方式，要求為掃頻方式；

g.執行測試，讀取儀表所顯示的電平值，取最大電平值即為該次測試的互調值；

h.第一次測試中發現器件互調指標測試不合格時，重新連接所有接頭(連接要求與步驟b中一致)，再進行一次測試。單個POI的單個端口最多允許測試3次，在3次測試結果中取最優值記為該端口的反射互調結果。

圖1 互調儀測試連接圖

2.組合模塊測試

a.選取相應的信號源、功率放大器及合路器進行測試，下面所描述的以電信LTE FDD1.8G端口所產生的移動TD F互調干擾進行描述測試步驟，其余端口測試方式也應與本端口測試方式相同；

b.按照圖2所示連接測試系統，ANT輸出端口接低互調負載，POI對應的輸入端口接合路器輸出端口，移動TD F輸出口接頻譜儀組件，按規定力矩(N頭：3～5N·m；DIN頭：10～15N·m)擰緊，測試完畢前不得再次接觸測試電纜和被測件；

c.設置信號源1的工作頻率為電信LTE FDD1.8G下行的起始頻率；

d.設置信號源2的工作頻率為電信LTE FDD1.8G下行的截止頻率；

e.調整信號源1的輸出功率，保證對應頻段在合路器OUT口的功率為43dBm；

f.調整信號源2的輸出功率，保證對應頻段在合路器OUT口的功率為43dBm；

g.設置頻譜儀的頻率為移動TD F的工作頻率，并設置頻譜儀的測試模式為最大保持；

h.保持信號源2的頻率不變，信號源1進行掃頻設置，所設置的頻率為合路器端口IN1的頻率；

i.執行測試，讀取頻譜儀表所顯示的電平值，取最大電平并計算出最終的互調值即為該次測試的互調值；

j.保持信號源1的頻率不變，信號源2進行掃頻設置，所設置的頻率為合路器端口IN2的頻率并重復步驟i；

k.第一次測試中發現器件互調指標測試不合格時，重新連接所有接頭(連接要求與步驟b中一致)，再進行一次測試。單個POI的單個端口最多允許測試3次，在3次測試結果中取最優值記為該端口的反射互調結果。

圖2 單系統互調測試圖

(二)二階互調測試

二階互調分為互調儀測試及組合模塊測試兩種，測試方式也分為兩種：互調儀測試及組合模塊測試。

1.互調儀測試

a.使用相應頻段互調測試儀或者進行測試；

b.按照圖3所示連接測試系統，ANT輸出端口接低互調負載，POI的800M輸入端口接互調儀輸出端口，按規定力矩(N頭：3～5N·m；DIN頭：10～15N·m)擰緊，測試完畢前不得再次接觸測試電纜和被測件；

c.設置互調測試儀載波頻率和無源互調階數為二階，頻率設置為端口的工作頻率；

d.設置互調測試儀輸出功率，兩載波均為43dBm；

e.設置互調測試儀測試模式，要求為傳輸模式；

f.設置互調測試儀掃描方式，要求為掃頻方式；

g.執行測試，讀取儀表所顯示的電平值，取最大電平值即為該次測試的互調值；

h.第一次測試中發現器件互調指標測試不合格時，重新連接所有接頭(連接要求與步驟b中一致)，再進行一次測試。單個POI的單個端口最多允許測試3次，在3次測試結果中取最優值記為該端口的反射互調結果。

2.組合模塊測試

a.選取相應的信號源、功率放大器及合路器進行測試；

b.按照圖3所示連接測試系統，ANT輸出端口接低互調負載，POI對應的聯通GSM1800/LTE FDD1.8G端口接頻譜儀1、移動GSM1800端口接頻譜儀2，按規定力矩(N頭：3～5N·m；DIN頭：10～15N·m)擰緊，測試完畢前不得再次接觸測試電纜和被測件；

c.設置信號源1的工作頻率為電信CDMA800下行的起始頻率；

d.設置信號源2的工作頻率為電信CDMA800下行的截止頻率；

e.調整信號源1的輸出功率，保證對應頻段在合路器OUT口的功率為43dBm；

f.調整信號源2的輸出功率，保證對應頻段在合路器OUT口的功率為43dBm；

g.設置頻譜儀1的頻率為聯通GSM1800/LTE FDD1.8G的工作頻率，并設置頻譜儀的測試模式為最大保持；

h.設置頻譜儀2的頻率為移動GSM1800的工作頻率，并設置頻譜儀的測試模式為最大保持；

i.保持信號源2的頻率不變，信號源1進行掃頻設置，所設置的頻率為合路器端口IN1的頻率；

j.執行測試，讀取頻譜儀表所顯示的電平值，取最大電平并計算出最終的互調值即為該次測試的互調值；

k.保持信號源1的頻率不變，信號源2進行掃頻設置，所設置的頻率為合路器端口IN2的頻率并重復步驟j；

l.第一次測試中發現器件互調指標測試不合格時，重新連接所有接頭(連接要求與步驟b中一致)，再進行一次測試。單個POI的單個端口最多允許測試3次，在3次測試結果中取最優值記為該端口的反射互調結果。

圖3 二階互調測試圖

(三)組合互調測試

a.選取相應的信號源、功率放大器及合路器進行測試，下面所描述的以電信LTE FDD1.8G+聯通GSM1800/LTE FDD1.8G組合所產生的電信LTE FDD1.8G+移動TD F互調干擾進行描述測試步驟，其余端口測試方式也應與本端口測試方式相同；

b.按照圖4所示連接測試系統，ANT輸出端口接低互調負載，POI對應的輸入端口接合路器輸出端口，移動TD F輸出口接頻譜儀，按規定力矩(N頭：3～5N·m；DIN頭：10～15N·m)擰緊，測試完畢前不得再次接觸測試電纜和被測件；

c.設置信號源1的工作頻率為電信LTE FDD1.8G下行的起始頻率；

d.設置信號源2的工作頻率為聯通GSM1800/LTE FDD1.8G下行的截止頻率；

e.調整信號源1的輸出功率，保證對應頻段在雙工器輸出口的功率為43dBm；

f.調整信號源2的輸出功率，保證對應頻段的功率為43dBm；

g.設置頻譜儀1的頻率為電信LTE FDD1.8G的工作頻率、頻譜儀2的頻率為聯通GSM1800/LTE FDD1.8G的工作頻率，并設置頻譜儀的測試模式為最大保持；

h.保持信號源2的頻率不變，信號源1進行掃頻設置，所設置的頻率為信號源對應端口的工作頻率；

i.執行測試，讀取頻譜儀1及頻譜儀2表所顯示的電平值，取最大電平并計算出最終的互調值即為該次測試的互調值；

j.保持信號源1的頻率不變，信號源2進行掃頻設置，所設置的頻率為信號源所對應端口的工作頻率并重復步驟i；

k.第一次測試中發現器件互調指標測試不合格時，重新連接所有接頭(連接要求與步驟b中一致)，再進行一次測試。單個POI的單個端口最多允許測試3次，在3次測試結果中取最優值記為該端口的反射互調結果。

圖4 組合互調測試圖

四、POI互調測試質量管理

(一)測試工作前期準備

為了能夠更加真實的測試出POI互調值，在測試產品前應對所有的輔助測試組件進行驗證，主要注意點如下：

1.測試前應對互調儀、信號源、功率放大器及頻譜儀進行開機預熱，預熱時間≥30分鐘；

2.對需使用的所有測試組件進行校驗，保證測試配套組件需滿足再不接被測件時系統殘余互調≤-160dBc@43*2dBm，如不接被測件時系統殘余互調不滿足要求需逐段測試整套測試組件，測試互調滿足-160dBc@43*2dBm標準才能對POI產品進行測試；

3.由于雙工器、合路器一般1.0dB左右的插損值，需保證該組件及配套的測試線的互調值≤-160dBc@44*2dBm，對該測試組件除在測試前需進行上一點的校驗外，需定時對該組件進行驗證殘余互調以保證測試值的準確性；

4.盡量選取低損耗低互調的連接測試電纜，當電纜損耗過高時對雙工器及合路器的互調要求會更高并且互調測量誤差顯著增大；

5.互調測試前應確認好POI產品的駐波是否符合≤1.3的標準，不允許駐波>1.3的POI進行互調測試，避免反射功率過大導致功率放大器及信號源損壞；

6.測試前應對輸入功率進行檢測，保證兩路信號到POI輸入端口的功率滿足43±0.2dBm以保證測量的準確性，采用信號源及功率放大器測試互調的可在被測POI前接入功率計探頭及功率計，實時顯示測試功率；

7.正式測試產品前可以選擇一臺產品做樣機，每天測試前先用樣機測量系統是否合格(比較樣機測量值，測試誤差在±3dB之內說明系統良好，可以進行產品測試，否者需對測試系統進行重新檢驗，更換不合格的測試組件)。

(二)檢測過程

1.按規定力矩(N頭：3～5N·m；DIN頭：10～15N·m)擰緊，測試完畢前不得再次接觸測試電纜和被測件；

2.注意斷開測試開關后才能拆卸接頭；

3.電纜要直，盡量避免損壞電纜；

4.注意設置好信號源的掃頻頻率，不能超出合路器/雙工器及對用POI端口的工作頻率；

5.注意互調儀/頻譜儀的測試曲線情況，如果曲線突變要多測試幾次，每一步驟盡量測試3-5次以保證測試的準確性；

6.需嚴格按照作業指導書選擇相應的測試組件進行搭配測試，根據作業指導書設置好信號源的掃描頻點并設置好頻譜分析儀的起始頻率、截止頻率及測試模式等參數；

7.測試過程發現互調測試不穩定(低噪飛的很高)，需對測試組件逐一檢查是否出現問題，主要檢查測試電纜是否發燙、再次檢查合路器及雙工器是否發燙；

8.測試時應對主要的發熱體：功率放大器及吸收負載進行散熱，如測試時間過長，功率放大器及低互調負載溫度過高需休息至少10分鐘以保證功率放大器及低互調負載的指標滿足測試要求；

9.對產品良率進行統計，及時反饋產品良率問題，做好數據統計分析(定期分析合格率的CPK)；產品合格率超出規定范圍，需及時召集相關人員進行分析處理。

[1]中國鐵塔集團股份有限公司.Q/ZTT 3001-2016無源分布系統多系統接入平臺(POI)技術要求(V2.0).2016

[2]中郵科通信技術股份有限公司.POI產品檢驗測試規范.2015