謝 驥 中國電子科技集團公司第七研究所
多系統(tǒng)合路平臺(POI,Point Of Interface)是近年來各通信設備廠家研發(fā)制作的一個大型合路平臺。使用POI產品,可以實現(xiàn)同頻段、同系統(tǒng)的多運營商信號共路雙向或單向傳輸,避免了室內分布系統(tǒng)建設的重復投資,是一種實現(xiàn)多網絡信號兼容覆蓋的有效手段。
隨著第三代移動通信的廣泛應用,無線數據得到迅速發(fā)展,而室內的數據業(yè)務也大幅增加,如何將現(xiàn)有的GSM、CDMA、WLAN等無線通信系統(tǒng)與3G通信系統(tǒng)的室內覆蓋有機結合,避免重復投資建設,成為各大運營商和設備集成商所關注的焦點,POI即為上述室內覆蓋建設提供了一個可行的解決方案。
POI可引入包括GSM900、CDMA800、DCS1800、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、WLAN等多個系統(tǒng)多種頻段信號。為了避免干擾,POI采用上、下行兩個平臺,分別將上行和下行鏈路信號分開傳輸。作為連接信源和分布系統(tǒng)的橋梁,POI的主要作用是在于對上述系統(tǒng)的下行信號進行合路,同時對各系統(tǒng)的上行信號進行分路,并盡可能地抑制掉各頻帶間的無用干擾成分。
目前,POI已經應用在一些需要多網絡系統(tǒng)接入的大型建筑、市政設施內,如大型展館、地鐵、火車站、機場以及政府辦公機關等場所。而為了保證其工作質量,避免多系統(tǒng)、多頻段的相互干擾,做到盡可能低損耗,測試其性能指標就顯得尤為重要。本次測試主要使用的POI工作原理如圖1所示:
圖1 POI系統(tǒng)工作示意圖
由于POI同合路器工作原理類似,主要性能指標有插入損耗、帶外抑制、電壓駐波比、隔離度、三階互調及功率容量。其中,插入損耗是測試信號傳輸過程中的損耗情況;帶外抑制是測試系統(tǒng)其他頻段信號對系統(tǒng)的干擾情況;電壓駐波比是測試系統(tǒng)的回波損耗情況;三階互調是測試三階信號對系統(tǒng)的影響;功率容量是測試器件的大功率信號沖擊的承受能力。POI設備不同于合路器的是有多個系統(tǒng)及多個頻段,測試其系統(tǒng)間和系統(tǒng)內隔離度則可以得出多系統(tǒng)多頻段相互間的干擾值是否符合要求。
測試采用了某廠家的POI(見圖1),該POI擁有電信CDMA800、移動/聯(lián)通GSM900、移動/聯(lián)通DCS1800、移動TD(D)/TD(FA)、聯(lián)通WCDMA、電信CDMA2000等9個輸入端口以及兩個天線輸出端口。針對該POI的技術指標及工作需求,對上、下行合路平臺進行了性能指標的測試,而POI的設計原理與合路器類似,因此參考合路器的測試方法,得出了對POI相應的測試方案。
在測試中,同頻段的信號對測試結果有一定影響。選用一組同頻段端口進行測試,未進行測試的端口均加上匹配負載;以移動GSM900(簡稱端口1)及聯(lián)通GSM900端口(簡稱端口2)為例,其余端口測試方法相同,具體測試方法如下:
(1)插入損耗及帶內波動
1)如圖2所示,POI端口1連接網絡分析儀輸出端口,ANT1端口連接網絡分析儀輸入端口,端口2及ANT2端口接匹配負載。
圖2 插入損耗及帶外抑制測試連接圖
2)設置網絡分析儀測試頻率范圍為POI工作頻段及輸出功率為POI功率范圍內,并進入衰減測試界面。
3)開始測試,從儀表讀取頻段內最大衰減值及最小衰減值,最大值即為插入損耗,最大值與最小值的絕對值差值即為帶內波動。
4)更換其他輸入輸出端口重復上述操作。
(2)帶外抑制測試
1)按測試插入損耗的步驟連接測試系統(tǒng)及設置頻段,進入衰減測試界面。
2)讀取該通路頻段以外的其他通路所有工作頻段的最大衰減值(即最差值),其絕對值即為測試端口對其他端口工作頻段的帶外抑制。
3)更換其他輸入輸出端口重復上述操作。
(3)電壓駐波比測試
1)POI端口1連接網絡分析儀輸出端口,POI端口2、ANT端口接匹配負載。
2)設置網絡分析儀測試頻率范圍為POI工作頻段及輸出功率為 POI功率范圍內,并進入駐波比(SWR)測試界面。
3)開始測試,從儀表讀取頻帶內最大駐波比值(即最差值)。
4)更換其他所有端口重復上述操作。
(4)端口隔離度測試
1)如圖3所示,POI端口1連接網絡分析儀輸出端口,POI端口2連接網絡分析儀輸入端口,其余端口接匹配阻抗。
圖3 隔離度測試連接圖
2)設置網絡分析儀測試頻率范圍為POI工作頻段及輸出功率為POI功率范圍內,并進入衰減測試界面。
3)開始測試,從儀表讀取頻帶內最小衰減值(即端口隔離度)。
4)更換其他輸入輸出端口重復上述操作。
(5)三階互調測試
1)如圖4所示連接測試系統(tǒng),POI端口1接互調分析儀REV端口,ANT端口接低互調負載,其余輸入端口空載或接低互調負載。
圖4 三階互調測試連接圖
2)按照被測端口頻段范圍設置互調測試儀載波頻率和無源互調階數,互調階數為3階;設置互調測試儀輸出功率,兩載波均為43dBm,測試模式為反向(Rerverse)模式,掃描方式為掃頻方式。
3)開始測試,讀取儀表所顯示的電平值,取最大電平值即為該次測試3階互調值。
4)更換輸入輸出端口重復上述操作。
(6)功率容量測試
1)按圖5所示連接設備,功放具有駐波比告警功能(<1.5),測試時其他多余端口接大功率匹配負載。
2)設置信號發(fā)生器的信號類型和頻率,并根據功放增益及環(huán)境插損調整信號源輸出功率,使得進入待測件入口的有用信號載波均值功率達到指標要求,并且此處信號的互調及調制頻譜性能滿足-65dBc的要求。
3)將1#頻譜儀設置為maxhold模式,加電加信號,連續(xù)測試30分鐘。
4)功率容量測試完成后,對待測件的關鍵電性能指標(如插損、駐波等)進行測試,需滿足技術規(guī)范中的要求。
通過對兩套POI的測試,得出主要指標的測試結果如表1所示。
由表1可以看出,測試結果不符合指標要求的項目主要集中在三階互調及功率容量后測試的插入損耗和駐波比,部分系統(tǒng)間隔離度處于臨界的指標值。其中,三階互調的不合格說明POI在處理上行信號時,三階信號的影響較大,存在一定的互調干擾,對通話的質量會有影響;而功率容量后測試出現(xiàn)插入損耗及電壓駐波比的不合格項,則POI對連續(xù)的大功率信號的沖擊承受能力不足,使部分端口出現(xiàn)了性能指標的下降,甚至出現(xiàn)器件燒毀現(xiàn)象,無法保證發(fā)射及接收電平質量;隔離度處于臨界的狀況,可能會對不同頻段間的信號產生一定的干擾,從而出現(xiàn)信號中斷或是信號互串的情況。通過測試,試驗POI的性能基本符合要求,但存在部分指標超差的狀況,不能夠保證通話的質量。
圖5 功率容量測試連接圖
表1 主要指標的測試結果
近來POI已經開始有了更加廣泛的應用,做好POI的測試工作,也有利于運營商對設備的采購選擇,使室內分布的信號達到更好。由于目前POI端口、頻段較多,測試POI用時偏長,并且沒有較為規(guī)范的標準要求,因此測試結果也不是特別準確,相信隨著POI技術的日趨成熟以及相應技術標準的出臺,能夠更進一步地提高測試效率,給出更準確的測試結果。
[1]中國移動通信集團公司. QB-A-036-2011中國移動無源器件測試規(guī)范[S]. 2011.
[2]中國建筑標準設計研究院. 移動通信室內信號覆蓋系統(tǒng)[Z]. 2004. ★