移动通信系统中互调的产生机制与干扰排查

表1. 预测结果与实测结果的比较（dBm）

2.4互调的影响因素
文献[1]指出：PIM是由器件的非线性引起的。非线性有3种可能的主要模式，一类为接触非线性，另一类为材料非线性，还有一类就是工艺非线性。接触非线性表示任何具有非线性电流与电压行为的接触，如弯折不匀的同轴电缆、不尽平整的波导法兰盘、松动的调谐螺丝、松动的铆接、氧化和腐蚀的接触等；材料非线性指具有固有非线性电特性的材料，如铁磁材料和碳纤维等；后者指因加工工艺引起的电传输非线性。

通过对天线的互调干扰的测试过程和测试结果的分析，文献[5]认为减小天线在大功率下呈现的非线性以降低互调干扰，在天线及馈电的电缆上应该不使用非线性材料，如铁、镍等；天线的金属与金属的连接应防止松滑，尽量少使用螺纹连接，如果条件允许，最好焊接；由于所测试的天线为同轴电缆馈电，同轴电缆的弯曲程度应该尽量低，以免在电缆的连接处造成较大的应力，形成互调干扰产生的隐患。

3 互调的测试方法
目前，国际上制造三阶互调整套测试设备的厂家主要有英国Summitek和德国罗森博格（Rosenberger）等，国内厂家有杭州紫光、镇江澳华和南京纳特等。

3.1互调的两种测试方法
互调指标的严格测试一般在专业的微波暗室进行，这是因为周边环境尤其是铁磁材料会对结果产生较大影响。具体又分为正向互调（Forward IM）和反向互调（Reverse IM）两种方式。其中正向互调又称为传输互调（Transfer IM），反向互调又称为反射互调（Reflection IM）。这两者的差异主要体现在其射频前端模块的不同，它们的系统框图如图 1所示[6]。


图1. 反向互调（上）和正向互调（下）测量原理
双工器、滤波器、定向耦合器等器件一般采用正向互调测量方式，天线和负载等器件一般采用反向互调测量方式。对于同一器件的两种不同测试方式，反射方式的互调产物通常比传输方式乐观。
IEC推荐利用两个连续波（CW）信号源对每一个样本的三阶互调产物的功率电平进行测量，在测试端每一个信号源为43dBm(20w)。显然，这是针对早期的基站而言，直到现在，这个功率等级依然适用于大多数器件的测量。随着新的数字蜂窝通信标准的不断诞生，出现了更大幅度和更大范围的功率等级。因此，除了43 dBm以外，还出现了小至26 dBm和大到5l dBm条件下的测量要求[7]。

3.2常见器件的指标要求
互调指标有绝对值和相对值两种表达方式。绝对值表达方式是指以dBm为单位的互调的绝对值大小；相对值表达方式是指互调值与其中一个载频的比值（这是因为无源器件的互调失真与载频功率的大小有关），用dBc来表示。典型的无源互调指标是在两个43dBm的载频功率同时作用到被测器件DUT时，DUT产生-110dBm（绝对值）的无源互调失真，其相对值为-153dBc。
按照背景噪声为-107dBm的标准估算，参照文献[8]提供的材料，PIM3:<-120dBc@2*43dBm的无源器件适用于2W/每载波以下（含2W/每载波）的小功率场景，PIM3:<-150dBc@2*43dBm的无源器件适用于于2W/每载波至20W/每载波（含20W/每载波）场景，PIM3:<-160dBc@2*43dBm的无源器件适合于20W/每载波以上的超大功率环境。

实践中，天线的三阶互调产物一般要求不超过-107dBm，也即-150dBc。定向耦合器、功率分配器、双工器、连接器和电缆组件等无源器件的其互调产物通常在-120～-100dBm，也即-163～-143dBc；而某些器件的互调产物更大，如铁氧体器件的互调产物可达-60 dBc甚至更大。对于前一类器件，不要求测量系统的测量范围太大。目前同类产品的互调测量上限是-65 dBm，也即-108 dBc。对于后一类器件，可以采用通用的频谱分析仪测量，其测量范围至少可以达到-150～30 dBm。
干放和直放站等有源设备或器件的互调指标要求分别如表 2和表 3所示。

4互调在移动通信系统中的实际应用
4.1应当注意的系统内与系统间互调干扰
表 4和表5列出了常见移动通信系统的互调干扰情况。可以看出，中国移GSM900M系统的五阶互调和七阶互调产物会对本系统形成干扰，同时也会影响到中国联通GSM900M系统；中国移动DCS1800系统的七阶互调产物会对本系统形成干扰；中国电信CDMA800M系统的五阶互调和七阶互调产物会对中国移动和中国联通的GSM900M系统形成干扰。

个别情况下，二阶互调产物(F1+F2)也会对其他系统造成影响，比如CDMA800系统的二阶互调产物也会对联通的GSM1800系统产生影响。 在多系统合路的通信系统中，三个（含三个）以上频点经过合路器时也可能产生F1+F2-F3形式的三阶互调干扰。这使得POI等多系统合路室内分布系统的设计变得困难[8]。

4.1实际工作中天馈线互调干扰的