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时间:2019-01-09
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1、基于无源互调干扰分析的地铁室内分布设备选型 【摘要】为了解决地铁的民用通信覆盖干扰导致的设备选型问题,采用各节点三阶无源互调干扰综合方法,分析了互调干扰产生原理以及不同设备对系统性能的影响,研究了不同型号设备对灵敏度的恶化值,并提出了设备选型方法。经过参数代入验证了器件选型的有效性和合理性,从而提升整体干扰抑制性能。 【关键词】室内分布系统无源互调干扰灵敏度恶化设备选型 doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2016.20.003中图分类号:TN929.5文献标志码:A文章编号:1
2、006-1010(2016)20-0018-04 1引言 近年来,我国城市轨道交通发展迅猛,地铁成为城市交通的重要组成部分,也是民众出行的重要工具。各电信企业对地铁的移动信号覆盖非常重视,但是由于屏蔽的影响,地铁隧道、站厅、站台和列车内将成为移动通信的盲区,因此需要专门针对地铁进行移动通信网络的覆盖。移动通信多系统、多制式使得地铁室内分布系统变得复杂,多种系统合路造成的干扰也比较严重[1-3],尤其是PIM(PassiveInterModulation,无源互调)干扰,所以需对室内分布系统中的干扰进行研
3、究分析,确认是否符合要求。 2地铁室内分布干扰分析6 PIM是由天线发射系统中各种无源器件的非线性特性引起的。在大功率、多信道系统中,由于其大功率特性,使传统的无源线性器件产生较强的非线性效应,这些无源器件的非线性会产生相对于工作频率的更高次谐波,而这些谐波与工作频率混合会产生一组新的频率,其最终结果就是在空中产生一组无用的频谱(如三阶互调干扰PIM3、五阶互调干扰PIM5、七阶互调干扰PIM7等),若这些互调产物落在发射或接收波段区间,且这些互调产物的功率超过系统中有用信号的最小幅度,则会影响正常的通
4、信。 同时,多器件互调产物叠加的影响不可忽视,需提高前级器件如POI(PointofInterface,多系统合路平台)指标以保证系统互调要求[4-6]。在地铁站台、站厅天线安装环境通常存在铁管、日光灯、消防喷头、烟感探头等,这些物体对天线互调指标有着一定的影响,形成的干扰对系统的接收灵敏度有一定恶化。通信系统对干扰的容忍度为干扰容限,即对系统接收灵敏度的恶化量。而接收灵敏度恶化是由干扰电平引起,干扰电平对底噪的影响为: 其中,N为系统总噪声,单位为dBm;N0为系统底噪,单位为dBm;I0为干扰电平,
5、单位为dBm。 由于互调产生的噪声电平增量为: 其中,ΔN为噪声增量,单位为dB;S为协议灵敏度,单位为dBm;T为信噪比解调门限,单位为dB;D为系统接收灵敏度恶化量,单位为dB。 3应用案例 3.1隧道内室分路径损耗分析 地铁隧道室内分布系统采用泄露电缆方式,若多家电信企业共用两根泄露电缆[7-8],则采用POI合路的方式,其示意图如图1所示[9-10]。 其中,M、M’为泄露电缆中点,在工程设计中有以下两种方式:6 方式一:M点不断开,两端POI共用一根泄露电缆,泄露电缆长度一般为地铁隧
6、道两个洞室间距; 方式二:泄露电缆在M点断开,两端POI各单用一根泄露电缆,其泄露电缆长度为方式一的一半。 单根泄露电缆的路径损耗为: 其中,l1(x)为百米损耗函数;l为单根泄露电缆长度。 若GSM、WCDMA、LTE采用13/8泄露电缆,则百米损耗分别为: 3.2站台、站厅室分路径损耗分析 对于地铁的站台、站厅多系统移动通信网络覆盖采用POI合路的方式。如图2所示,通过耦合器和功分器等器件进行分路覆盖,由于多器件的引入,会带来系统内部的互调干扰。 站台、站厅室内分布系统采用的馈缆、器件等引
7、起的路径损耗为: 其中,ci为耦合器连接路径损耗,若连接主干则为主干损耗,若连接旁路则为耦合损耗;si为连接的功分器损耗。 若GSM、WCDMA、LTE采用7/8馈线,则百米损耗分别为: 其中,l2(x)为馈缆百米损耗函数;k为分布系统馈缆根数。 3.3三阶干扰互调及接收灵敏度恶化 地铁隧道和站台、站厅相应分布系统的三阶互调干扰值公式如下: 其中,PIMi为各器件的PIM值;Pi为系统输入信号功率;Li为相对于参考点的路径损耗;M3为三阶互调指数。 图1中的跳线1-1、跳线2-1、跳线1-2、
8、跳线2-2、泄露电缆1、泄露电缆2干扰抑制参数取-150@2×43dBm,POI取-150@2×643dBm或者-153@2×43dBm。图2中的站台、站厅分布系统采用的POI取-150@2×43dBm或者-153@2×43dBm,馈缆、C1至C14干扰抑制参数取-150@2×43dBm,A1至A16取-140@2×33dBm。由于考虑天线安装到天花板后会受日光灯、水管、空调等的影响,因此互调值会有所下降,这里取
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