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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：1006-1010（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（Passive Inter Modulation，无源互调）干扰，所以需对室内分布系统中的干扰进行研究分析，确认是否符合要求。 　　2 地铁室内分布干扰分析 　　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（Point of Interface，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，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： 　　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、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@2×43dBm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