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摘要：本文介绍了在移动通信多系统共建共享时，多系统组合互调的规律，研究在多网共建下的组合互调技术要求，不同阶次如2阶、3阶、4阶、5阶等互调的关系，影响大小等，有助于提升覆盖质量减少干扰。
关键词：PIM，组合互调，无源互调
1 引言
通信系统中，通信信号经过通信设备时，由于设备的交互失真，产生了各阶的互调信号，这里的信号不止是传统认知中的2路和2路以上信号，由于通信载波信号具有一定的带宽，所以一个载波信号也存在谐波分量和互调分量。由于互调的传输方向是多维的，在设备中出现前向和后向两种传输方向，其中前向传输的互调产物称之为传输互调（Forward，简化FWD），后向传输的互调产物称之为反射互调（Reverse，简化REV），天线的传输互调会随着有用信号发射出去，而反射互调则会传输回信源。
为区别有源器件产生的互调， 称其为无源互调（PIM）。这些无源互调产物如果落在接收频带内， 又足够的幅度， 则会形成对基波信号频率的干扰， 这种干扰称为无源交调干扰（PIMI） ， 或称无源互调失真（PIMD），随着移动通信的发展，各运营商同时拥有2G、3G、4G和5G网络，系统频段制式各不相同，在共建共享的大策略方针下，多系统共建在高铁、地铁、大型场馆等成为主流，但多系统间的无源组合互调干扰成了困扰共建共享的难题。
我国的制式、频段相比国外更加复杂，4G和5G的建设处于领先水平，所以我国最早关注组合互调研究，本文从组合互调的产生、扩频效应、积分叠加等方面进行组合互调的论述。
2 理论
互调的产生是综合因素的结果，包括加工工艺、材质、纯度、环境等，无法通过仿真的方法进行模拟产物的大小，只能预估其频点位置。
多系统、多制式下的无源组合互调频点将比传统意义上的互调频点更加复杂，其公式为，其中ni为零和正整数，如当只有2个信号时，
互调为 fm=mf1±nf2。
无源互调的展开符合麦克劳林展开式，其展开式的频率分量（ω）和上述公式是一致的。
f1和f2为输入的两个基波信号频率; fm为调制后产生的交调信号频率;m、n为包括1在内的正整数。通常，将m+n称为所产生无源交调信号的阶数当m+n=3时，产生的交调信号为三阶交调信号或简称为三阶交调。
当基波信号数量超过2个时，每增加1个，都会显著增加，比如设计人员与使用人员最为关心的3阶互调，每增加1个系统，便增加了一系列的排列组合，
3 组合互调干扰
干扰是基于通信设备接收灵敏度抬升的指标进行衡量，当灵敏度被抬升时，部分有用信号被淹没在噪声以下，导致数据丢包，上网速率下降，严重时话音不清，有噪音，网络卡顿，甚至导致掉话、断网。
首先明确的是，互调信号是一定存在的，就像插损等指标，是通信设备的固有特性，不会随着是否有信号而有无，有互调信号有一定会抬升底噪（或灵敏度），所以判断该互调信号是否有害，是看其抬升幅度是否在接受范围之内，互调抬升公式如下：
通过上述公式进行计算，算出两个功率，取对数相减，能够得出互调信号低于灵敏度7dB时，灵敏度抬升小于0.8dB，比如5G广域基站在SCS=30KHz时，灵敏度-95.6dBm，所以在此情况下互调信号要低于-96.5dBm-7dB=-106.5dBm才能满足覆盖要求。
由于组合互调参与系统多，互调阶次多，实际操作过程中互调程指数增加，设计人员无法兼顾所有情况，所以确定互调阶次的幅度关系，抓主要矛盾成了解决方案。
图1、图2和图3是经过大量测试后，得出的互调阶次规律，纵坐标dBm。
从测试中可以看出：
1、3阶互调幅度最大，2阶和3阶是互调的主要矛盾，解决了2阶和3阶则解决了其它所有阶次;
2、不同频段的互调幅度不同，所以低频段（800-960MHz）、中频段（1710-2700MHz）、高频段（2500-3700MHz）之间的值不能替代，即使是同一通带;
3、低中高三个通带不需要全部测试，各取一个频段即可。
4 设备互调指标界定
组合互调的出现，对设备的互调指标要求界定标准发生了变化，传统的CW信号2×43dBm的测试结果不能符合实际的覆盖要求，需要进行等效转化，将实际的覆盖需求转化成标准的CW信号2×43dBm模式，便于测试、控制和同一衡量标准。
首先是组合互调的扩频效应，在图1和图2中已有论述，其对互调的影响是由于互调带宽增加，导致互调的积分值远大于传统的CW测试值，公式为：
互调增加值=10lg1MHz/100kHz=10dB，即原互调-140dBc时，积分后只有-130dBc，相当于传统-140dBc的无源器件，相当于互调实际只有-130dBc。
再次是互调信号的相位是随机的，所以互调信号需要考虑最大叠加，公式为：
叠加后增加值=10lgN，其中N为落入该点的互调数量，通常按照互调3个叠加计算，则互调增加值为10lg3=4.7dB，即原互调-140dBc時，叠加后为-135.3dBc，相当于原先-140dBc的器件，实际互调只有-135dBc。
上述的方式的逆运算过程就是等效过程，可以将最终的覆盖要求（低于底噪7dB）等效在CW信号2×42dBm的测试条件下的互调要求值。
4 结论
组合互调的干扰由于其组合参与多、产物复杂，一时成为了共建共享覆盖的困扰，通过本文的分析和结论，希望给予工程设计人员以参考，在设计、排查、维护和设备研发过程中提供帮助。
参 考 文 献
[1]苏华鸿 蜂窝移动通信射频工程（第二版） 人民邮电出版社
[2]Giuseppe Macchiarella，Giovanni B. Stracca，Lorenzo Miglioli 34thEuropean Microwave Conference-Amsterdam，2004
[3]Pak-Leng Lui Electronics&Communication Engineering Journal，1990
京信通信技术（广州）有限公司 510000
关键词：PIM，组合互调，无源互调
1 引言
通信系统中，通信信号经过通信设备时，由于设备的交互失真，产生了各阶的互调信号，这里的信号不止是传统认知中的2路和2路以上信号，由于通信载波信号具有一定的带宽，所以一个载波信号也存在谐波分量和互调分量。由于互调的传输方向是多维的，在设备中出现前向和后向两种传输方向，其中前向传输的互调产物称之为传输互调（Forward，简化FWD），后向传输的互调产物称之为反射互调（Reverse，简化REV），天线的传输互调会随着有用信号发射出去，而反射互调则会传输回信源。
为区别有源器件产生的互调， 称其为无源互调（PIM）。这些无源互调产物如果落在接收频带内， 又足够的幅度， 则会形成对基波信号频率的干扰， 这种干扰称为无源交调干扰（PIMI） ， 或称无源互调失真（PIMD），随着移动通信的发展，各运营商同时拥有2G、3G、4G和5G网络，系统频段制式各不相同，在共建共享的大策略方针下，多系统共建在高铁、地铁、大型场馆等成为主流，但多系统间的无源组合互调干扰成了困扰共建共享的难题。
我国的制式、频段相比国外更加复杂，4G和5G的建设处于领先水平，所以我国最早关注组合互调研究，本文从组合互调的产生、扩频效应、积分叠加等方面进行组合互调的论述。
2 理论
互调的产生是综合因素的结果，包括加工工艺、材质、纯度、环境等，无法通过仿真的方法进行模拟产物的大小，只能预估其频点位置。
多系统、多制式下的无源组合互调频点将比传统意义上的互调频点更加复杂，其公式为，其中ni为零和正整数，如当只有2个信号时，
互调为 fm=mf1±nf2。
无源互调的展开符合麦克劳林展开式，其展开式的频率分量（ω）和上述公式是一致的。
f1和f2为输入的两个基波信号频率; fm为调制后产生的交调信号频率;m、n为包括1在内的正整数。通常，将m+n称为所产生无源交调信号的阶数当m+n=3时，产生的交调信号为三阶交调信号或简称为三阶交调。
当基波信号数量超过2个时，每增加1个，都会显著增加，比如设计人员与使用人员最为关心的3阶互调，每增加1个系统，便增加了一系列的排列组合，
3 组合互调干扰
干扰是基于通信设备接收灵敏度抬升的指标进行衡量，当灵敏度被抬升时，部分有用信号被淹没在噪声以下，导致数据丢包，上网速率下降，严重时话音不清，有噪音，网络卡顿，甚至导致掉话、断网。
首先明确的是，互调信号是一定存在的，就像插损等指标，是通信设备的固有特性，不会随着是否有信号而有无，有互调信号有一定会抬升底噪（或灵敏度），所以判断该互调信号是否有害，是看其抬升幅度是否在接受范围之内，互调抬升公式如下：
通过上述公式进行计算，算出两个功率，取对数相减，能够得出互调信号低于灵敏度7dB时，灵敏度抬升小于0.8dB，比如5G广域基站在SCS=30KHz时，灵敏度-95.6dBm，所以在此情况下互调信号要低于-96.5dBm-7dB=-106.5dBm才能满足覆盖要求。
由于组合互调参与系统多，互调阶次多，实际操作过程中互调程指数增加，设计人员无法兼顾所有情况，所以确定互调阶次的幅度关系，抓主要矛盾成了解决方案。
图1、图2和图3是经过大量测试后，得出的互调阶次规律，纵坐标dBm。
从测试中可以看出：
1、3阶互调幅度最大，2阶和3阶是互调的主要矛盾，解决了2阶和3阶则解决了其它所有阶次;
2、不同频段的互调幅度不同，所以低频段（800-960MHz）、中频段（1710-2700MHz）、高频段（2500-3700MHz）之间的值不能替代，即使是同一通带;
3、低中高三个通带不需要全部测试，各取一个频段即可。
4 设备互调指标界定
组合互调的出现，对设备的互调指标要求界定标准发生了变化，传统的CW信号2×43dBm的测试结果不能符合实际的覆盖要求，需要进行等效转化，将实际的覆盖需求转化成标准的CW信号2×43dBm模式，便于测试、控制和同一衡量标准。
首先是组合互调的扩频效应，在图1和图2中已有论述，其对互调的影响是由于互调带宽增加，导致互调的积分值远大于传统的CW测试值，公式为：
互调增加值=10lg1MHz/100kHz=10dB，即原互调-140dBc时，积分后只有-130dBc，相当于传统-140dBc的无源器件，相当于互调实际只有-130dBc。
再次是互调信号的相位是随机的，所以互调信号需要考虑最大叠加，公式为：
叠加后增加值=10lgN，其中N为落入该点的互调数量，通常按照互调3个叠加计算，则互调增加值为10lg3=4.7dB，即原互调-140dBc時，叠加后为-135.3dBc，相当于原先-140dBc的器件，实际互调只有-135dBc。
上述的方式的逆运算过程就是等效过程，可以将最终的覆盖要求（低于底噪7dB）等效在CW信号2×42dBm的测试条件下的互调要求值。
4 结论
组合互调的干扰由于其组合参与多、产物复杂，一时成为了共建共享覆盖的困扰，通过本文的分析和结论，希望给予工程设计人员以参考，在设计、排查、维护和设备研发过程中提供帮助。
参 考 文 献
[1]苏华鸿 蜂窝移动通信射频工程（第二版） 人民邮电出版社
[2]Giuseppe Macchiarella，Giovanni B. Stracca，Lorenzo Miglioli 34thEuropean Microwave Conference-Amsterdam，2004
[3]Pak-Leng Lui Electronics&Communication Engineering Journal，1990
京信通信技术（广州）有限公司 510000