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Verteilte Antennensysteme mit LTE-Overlay

PIM-Probleme diagnostizieren und beheben

2. Juni 2015, 10:45 Uhr | Ferdinand Gerhardes, Business Development Manager (Education and Research), Anritsu (Deutschland)

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Wie entstehen Störungen durch PIM?

PIM ist eine Form von Intermodulationsverzerrung, die in Komponenten auftritt, die normalerweise linear arbeiten, wie zum Beispiel Leitungen, Stecker und Antennen. Sind diese jedoch der hohen Funkleistung in Mobilfunksystemen ausgesetzt und treten Nichtlinearitäten im Material auf, können diese Bauteile Intermodulationssignale mit -80 dBm oder höher erzeugen. Da Intermodulationsprodukte (IM3, IM5 und Im7) häufig in Empfangsbändern liegen, können sie nicht einfach durch Filter unterdrückt werden. PIM macht sich als unerwünschte Signale bemerkbar, indem zwei oder mehr starke Funksignale in einer nicht-linearen Komponente vermischt werden, zum Beipsiel bei einem losen, korrodierten oder verrosteten Stecker. Das Produkt dritter Ordnung ist generell am stärksten und verursacht die größten Störungen, gefolgt von Produkten fünfter und siebter Ordnung (siehe Bild 1).

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Mobilfunkbetreiber konfigurieren in der Regel ihre eigenen Empfangsbänder, sodass ihre eigenen Produkte dritter Ordnung dort nicht hineinfallen. Wenn aber verschiedene Betreiber und Bänder in einem DAS vorhanden sind, steigt das Störungsrisiko durch Produkte dritter Ordnung. Es kann auch sein, dass Leistung von anderen externen Übertragungen sich mit der nicht-linearen Übertragungsleitung vermischt, was viele kleinere PIM-Produkte mit geringerer Amplitude verursacht, die sich wiederholt vermischen. Dabei entsteht ein erhöhtes Breitbandrauschen, das sich über alle lizenzierten Spektren erstreckt. Sobald dieses Breitbandrauschen in das Empfangsband übergeht, stört es den BTS-Empfänger erheblich.

Hinzu kommt, dass LTE-Antennen und -Funksysteme höhere Modulationsverfahren verwenden, wie zum Beispiel 64-QAM, die wesentlich empfindlicher auf Rauschen und Störungen reagieren als andere Modulationsverfahren wie QPSK. Da 64-QAM nur mit sehr reinen Signalen und minimalen Störungen funktioniert, sind LTE-Signale wesentlich empfänglicher für PIM als 2G- und 3G-Signale. Diese Tatsache hat zu sehr strengen Standards für PIM-Tests geführt. Ein häufig anzutreffender Schwellwert für das Bestehen GSM-basierter PIMs ist in etwa -97 dBm (140 dBc) für einen gealterten Standort, oder -107 dBm bei Neuen. Während der Installation lässt sich das einfach erreichen. Bei LTE-Overlays wird von Funknetzbetreibern jedoch häufig gefordert, diesen Wert zu senken, um sicherzustellen, dass mögliche PIM-Störungen die angegebene LTE-Empfängerempfindlichkeit nicht überschreitet. Bei einem 10 MHz LTE-Signal werden basierend auf Ressource Block Ebene und typischen Empfängerrauschzahlen Empfängerempfindlichkeiten von circa -120 dBm erreicht.