在无线基站实施CPRI链路的干扰测试

无线网络运营商的一个重要经济目标是在现场部署网络时减少资金投入，同时，即便在干扰对接收质量有影响的情况下，也能最大限度地提高覆盖范围、并确保更高的服务质量。

现在的无线通信系统对干扰敏感，尤其是采用LTE时，当在信道频谱中心发生干扰时，工程师需要定位和隔绝任何出现的问题，并对干扰原因进行可视化处理，以便应对干扰。

从运营商的角度看，干扰会导致掉线、缩小覆盖范围、降低数据速率(因加大了误码率)，以及降低移动电话和网络之间的服务质量。干扰会丢掉用户，带来经济上的损失。

业界为降低成本采用集中式无线接入网(C-RAN)的举措为无线通信系统带来一个主要变化。采用C-RAN，将移动前传(front-haul)连接的新架构配置为用集中基带单元(BBU)控制位于天线位点的多个分布式远端射频头端(RRH)单元(如图1所示)。RRH位于天线塔顶部，BBU在地面上。

图1：蜂窝基站架构的演变——从传统的同轴电缆设计到带光纤的分布式天线系统。

过去，BBU和RRH通过同轴电缆连接在一起，同轴电缆易受功率损耗、老化、腐蚀和互调等因素的影响。为规避这些影响，许多网络基础设施供应商业已采用一个新的通用标准——CPRI(通用公共无线接口)，CPRI使用光纤而非同轴电缆。运营商也使用光纤以减少每个蜂窝基站的安装和维护成本。

本文重点介绍在现场进行CPRI测量的新挑战。

测量工具

就采用CPRI链路的网络来说，现在已能用合适的手持式测量工具，在无需攀爬塔架的情况下、通过解码RRH和BBU之间的CPRI链路，借助对无线网络实施准确和快速的分析来进行故障诊断。

本质上，CPRI技术是将射频信号从电域转换为光域。这就是位于塔顶的RRH的所作所为：当它接收到RF信号(例如W-CDMA的3G或LTE的4G技术)时，在将该RF信号送至位于地面的BBU之前，先将其转换(使用CPRI协议)为光信号。然后，BBU再将信息从光转换为电信号，以便回程网络对信息进行处理。

遗憾的是，即使光纤对外部寄生失真或干扰的影响不像同轴电缆那么敏感，当来自天线的数据被掺杂其间的噪声所损坏、或信号频带本身混进了任何其它不希望的频率时，光纤也面临着同样问题。外部干扰仍通过天线、经由RRH和光链路到达BBU。

图2：CPRI标准在BBU和RRH间的协议层定义了两者的连接。

用手持仪器在现场分析CPRI链路，需要对从RRH传送到BBU(上行链路信道)及从BBU传送到RRH(下行链路信道)的RF IQ数据进行解码。对解码结果的解读，可获知在光纤中传送的信息所对应的RF信道频谱的表征。主要查看上行链路，技术人员可以更容易地理解影响网络、使手机与基站无法形成正常连接的干扰的种类。

因为CPRI是被几乎所有大型基础设施供应商采用的完美定义的标准，在手持式分析仪中整合进CPRI板，就允许用户可以解码和分析标准的这两个主要层，在查看数据的物理传输的同时，还能处理报警和错误。

图2示出了无线设备和无线设备控制之间的链路。“网络接口”连接到回程；“空中接口”连接到天线，CPRI规范V6.0(2013年8月30日)对此进行了规定。

无线设备控制(位于便于进入的位置)包含数字基带域的无线功能，而无线设备本身(靠近天线)包含模拟RF功能。

CPRI手持分析仪的基本原理是：当RRH仍在与BBU通信、且手机仍与工作网络联通时，它截获少量光信号功率。为实现这点，有必要使用光学抽头(耦合器)在RRH和BBU间插入CPRI测试仪。

例如，安立的MT8220T BTS Master?可以选择地嵌入CPRI板，以允许现场技术人员对BBU从天线经由RRH和光纤得到的频谱实施诊断。

世界上大多数射频技术人员将熟悉使用广泛使用的MT8220T BTS Master进行RF频谱测量，因为进行CPRI谱测量的人机界面与标准RF频谱测量的界面非常相似，所以，他们可以直观地了解在光链路上发生了什么。

CPRI标准的用户计划定义了另外一个重要参数——天线载波(通常指定为AxC)。该参数包含在单一天线元件、只有一个载波时的接收或传输所需的IQ数据；另外，为在地面分析CPRI信号，为选择合适的天线，同样必须知道该IQ数据。

频谱图显示

如前所述，查看RF信号的频谱形状，通常允许用户快速诊断是否一切正常。图3演示了这种情况，并排的两个屏幕截图分别显示：“正常”的RF CPRI频谱图；信道内部有干扰源的RF CPRI频谱图。

图3：在UL频带，带或不带干扰源的LTE 10MHz带宽发射。

另外，因利用频谱图显示有能力来观察干扰源随时间变化的行为，从而允许技术人员更好地凸显干扰信号的频率和振幅稳定性。通过对振幅水平进行色彩编码，能够容易地一目了然所选择频率载波和信道带出现的情况(如图4)。

图4：带和不带放大能力的LTE10MHz信道的频谱图；带放大能力的，可更清楚地显示干扰源的行为。

一旦在地面看到干扰源，并在图上标记出所确定的频率，技术人员就可以使用常规的RF频谱分析仪追捕干扰源的位置，它依赖如下的原则：越接近干扰源，其幅值越高。然而，由于干扰可能会随机出现，所以在密集环境中，并不总能容易或快速定位它们。在这种情况下，有时开车到一个相邻站点来测定该站点受相同干扰源的影响是更严重还是轻微？可能是有益的。

结论

手机用户都期望其移动网络运营商能提供良好的服务质量，包括随时随地连通的能力。
通过在现场部署CPRI技术，网络运营商需要努力工作以防止系统内干扰源所导致的任何网络通信中断或故障。因此CPRI测试变得越来越重要，而最新的手持式仪器提供了调查干扰问题并显示测试结果的新方法。