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Documento técnico

Análise de radiofrequência em estações rádio base baseadas em fibra

Equipamentos de rádio em estações rádio base convencionais ficam na base da torre, transmitindo sinais de RF através de cabo coaxial para a antena no topo da torre. No entanto, esses irradiantes baseados em cabo coaxial são os responsáveis pela maior parte dos problemas nas estações rádio base, devido à perda e suscetibilidade inerentes à interferência. Além disso, as condições ambientais deterioram os cabos e os conectores, criando reflexão e intermodulação dos sinais.As estações rádio base modernas têm uma arquitetura distribuída em que o rádio é dividido em dois elementos principais. Uma unidade de banda base (BBU, Baseband Unit) ou controle de equipamentos de rádio (REC, Radio Equipment Control), que executa funções de rádio em um domínio de banda-base digital presente na base da torre, e uma unidade de rádio remoto (RRH, Remote Radio Head) ou equipamento de rádio (RE, Radio Equipment), que desempenha funções de frequência de rádio (RF, Radio Frequency) em um domínio analógico, são ambos instalados junto às antenas no topo da torre.

Esses dois elementos de rádio, a BBU e a RRH, comunicam-se através de uma interface padrão como, por exemplo, a interface comum de rádio pública (CPRI, Common Public Radio Interface).

Figura 1. Estações rádio base convencionais e distribuídas

BBU

Alimentador de fibra

Antenas RRH

Backhaul

RADIO

Alimentador coaxial

Antenas

Backhaul

Estação rádio base convencional Estação rádio base distribuída

2 Análise de radiofrequência em estações rádio base baseadas em fibra

Padrões da indústria

CPRI é um padrão da indústria que objetiva definir uma especificação disponível ao público para a interface interna das estações básicas sem fio entre a BBU e a RRH. As partes que cooperam para definir as especificações são Ericsson, Huawei, NEC, Alcatel Lucent e Nokia Siemens Networks[1].

Foram desenvolvidas especificações similares pela Open Base Station Architecture Initiative (OBSAI), que definiam um conjunto de especificações que fornecem a arquitetura, descrições de funções e requisitos mínimos para integrar módulos comuns em uma Estação Transceptora Base (BTS, Base Transceiver Station). Mais especificamente, o ponto de referência 3 (RP3) intercambia o usuário e os dados de sinalização entre a BBU e a RRH. Os principais membros fabricantes de elemento de rede da OBSAI incluem ZTE, NEC, Nokia Siemens Networks, Samsung e Alcatel Lucent[2].

Além do CPRI e do OBSAI, o Instituto Europeu de Padrões de Telecomunicações (ETSI, European Telecommunications Standards Institute) definiu a interface dos equipamentos de rádio aberta (ORI, Open Radio equipment Interface) para eliminar implementações proprietárias e conseguir a interoperabilidade entre BBUs e RRHs de diferentes fornecedores. As especificações da ORI são baseadas na CPRI e incluem as especificações da interface.

Testes de estações de rádio base distribuídas

A arquitetura da estação de rádio base distribuída oferece o benefício de substituir irradiantes baseados em cabos coaxiais por irradiantes baseados em fibra. Isso reduz significativamente a perda de sinal e as reflexões. No entanto, já que todas as funções de RF residem na RRH, para fazer qualquer manutenção ou resolução de problema de RF como, por exemplo, análise de interferência, é preciso chegar ao topo da torre para ter acesso à RRH. Isso representa uma despesa operacional mais alta e preocupações com a segurança.

Esses novos desafios de teste para estações de rádio base distribuídas acrescentam-se aos requisitos de teste existentes, já que a rede de acesso ao rádio é um misto de estações de rádio base convencionais e distribuídas. Uma solução de teste eficaz deve consolidar os testes de instalação com os testes de manutenção:

y A instalação das estações de rádio base requer testes de verificação para irradiantes baseados em cabos coaxiais relacionados à reflexão do sinal, incluindo perda de retorno ou taxas de amplitude máxima de tensão (VSWR, Voltage Standing Wave Ratios), distância até a falha e potência transmitida de RF; e, para irradiantes baseados em fibra, métricas óticas e de fibra, incluindo potência ótica transmitida e testes de inspeção de fibra

y A manutenção da estação de rádio base, além de exigir os mesmos testes de verificação executados durante a instalação, precisa de testes de conformidade relacionados com a integridade do sinal, incluindo as características do sinal RF, análise de interferência e de qualidade de modulação, para garantir a qualidade do serviço.

A Viavi Solutions vem trabalhando em estreita colaboração com provedores de serviços móveis para criar o CellAdvisor™, uma solução de teste abrangente para instalação e manutenção de estações de rádio base. É uma solução integrada capaz de caracterizar a qualidade do sinal para testes de RF e de fibra, garantindo a qualidade da experiência para os usuários móveis. Além disso, inclui a tecnologia RF sobre CPRI (RFoCPRI™), que mapeia componentes de RF a partir do CPRI no solo, reduzindo os custos de manutenção e minimizando as preocupações com segurança.

CPRI O CPRI define as especificações da interface entre a BBU e a RRH para permitir a evolução da tecnologia independente de cada elemento e a flexibilidade das arquiteturas da estação de rádio base para servir células macro, células pequenas, sistemas de antena distribuída e redes de acesso a rádios via nuvem. Define uma interface em série para diferentes topologias, como cadeia, árvore e anel.

Figura 3. Topologia em cadeia

Figura 2. CellAdvisor com RFoCPRI

BBU

RRHCPRI

BackhaulAntenasRRH

Antenas

CPRI


Figura 4. Topologia em árvore

Figura 5. Topologia em anel

Essas diferentes topologias oferecem a flexibilidade necessária para utilizar redes móveis em diferentes ambientes e condições, por exemplo:

Figura 6. Utilização de uma topologia em cadeia[5]

BBU

RRHCPRI

Backhaul AntenasRRHCPRI

Antenas

BBURRH

CPRI

BackhaulAntenasRRH

CPRI

Antenas

CPRI


Figura 7. Utilização de uma topologia em árvore[5]

Figura 8. Macrocell com RRH em conexão em cadeia

O CPRI apresenta diretrizes adicionais para essas diferentes topologias, como o número mínimo de hops do RRH (5) e o comprimento mínimo do link do CPRI (10 km).

Antenas

RRH


O Protocolo CPRI O protocolo CPRI é definido em duas camadas:

y Camada 1 – cobre todos os aspectos de transmissão física entre a BBU e a RRH, incluindo mídia elétrica e ótica e suas taxas de linha correspondente

y Camada 2 – define os principais fluxos de dados, controle e gestão, sincronização e planos do usuário (transportando os componentes de fase e quadratura do sinal RF)

Figura 9. Planos de dados do protocolo

Plano de usuário

O CPRI comunica os fluxos de dados a seguir, que são multiplexados sobre o link de fibra:

y Plano de usuário - os dados são transportados na forma de fluxos de dados IQ que refletem os dados de uma antena para uma portadora (recipientes antena-portadora [AxC])

y Plano de controle e gestão - o fluxo de dados utilizado para dados processamento e gerenciamento de chamadas é para a operação, administração e manutenção do link do CPRI e seus nós

y Plano de sincronização - o fluxo de dados que transfere informações de sincronização e tempo entre nós

Como os dados do plano do usuário transportam sinais de RF reais transmitidos na forma de em fase (I) e quadratura (Q) entre a BBU e a RRH, esse é o fluxo mais significativo a analisar, uma vez que fornece os sinais de RF recebidos pela RRH de usuários móveis. Isso é muito importante para a análise de interferência, e o sinal transmitido para a BBU é muito importante para a análise de modulação.

Funções da BBU e da RRH

A BBU e a RRH executam funções diferentes com respeito ao processamento do sinal. Normalmente, a BBU é a interface com backhaul, e ela é responsável pela modulação de sinal, bem como pela administração e o controle da RRH.

Figura 10. Funções da BBU e da RRH para transmissão por rádio (downlink)

Radio Equipment (RE)

CPRI

Controle de equipamentode rádio (REC)

Camada 2

Camada 1

Controle/plano de

gestãoPlano de

sincronizaçãoPlano

de usuário

Backhaul Antenas

RRUBBU

Backhaul

Layer 2

Layer 1

Control/management

planeSyncplane

Userplane

Equipamento de rádio (RE)

Camada 2

Camada 1

Controle/plano

de gestãoPlano de

sincronizaçãoPlano

de usuário

BBU

Processamento MIMO

Controle de potência Tx

Geração de slot e frame

RRH

Conversão digital/analógica

Aumento de frequência

Multiplexagem da portadora

Amplificação de potência

Filtragem de RF

Potência

Frequência0 Hz

Potência

700 MHz

Filtragem

CPRI

Amplificação

Codificação de canal, a intercalação e

a modulação

Frequência


A RRH normalmente é responsável pela interface aérea com os usuários móveis e o processamento de RF correspondente, incluindo amplificação, filtragem e conversão de frequência.

Figura 11. Funções da BBU e da RRH para recepção por rádio (uplink)

Taxas de linha

O CPRI define várias taxas de linha com base nas UMTS (3,84 MHz) para oferecer a flexibilidade adequada pra acomodar diferentes larguras de bandas de sinal. Por exemplo, a primeira opção de taxa de linha é definida como 614,4 Mbps (160 x 3,84 Mbps).

A opção de taxa de linha define o número de palavras CPRI que pode ser transmitido através do link, e, portanto, a largura de banda do plano de usuário ou a quantidade de dados IQ (sinal RF) que pode ser suportada.

Interfaces elétricas e óticas são suportadas pelo CPRI; no entanto, a maioria das implementações foram feitas com interfaces óticas, talvez devido às suas propriedades de imunidade a interferências e perda mínima, seu custo e sua capacidade para suportar largura de banda alta.

Manutenção do link

O CPRI definiu quatro medições principais relacionadas à manutenção do link:

y Perda de sinal (LOS, Loss of Signal) – capacidade de detectar e indicar perda de sinal

y Perda de frame (LOF, Loss of Frame) – capacidade de detectar e indicar perda de frame, incluindo sincronização de frame

y Indicação de alarme remoto (RAI, Remote Alarm Indication) – capacidade de indicar um alarme remoto devolvido ao remetente como resposta a erros de link (LOS e LOF)

y Indicação de defeito do SAP (SDI, SAP Defect Indication) - capacidade de enviar indicação remota quando qualquer um dos pontos de acesso de serviço não é válido devido a um erro do equipamento

Caso ocorra qualquer um dos alarmes acima, uma indicação de alarme é transmitida através do link do CPRI ao elemento remoto. Portanto, é essencial para qualquer condição assegurar que não haja alarmes presentes, e que o nível ótico esteja acima do limiar especificado da BBU e/ou da RRH (por exemplo, −20 dBm).

As medições de manutenção do link do CPRI são o conjunto básico de métricas usadas para avaliar o status do link, e podem ser realizados testes do plano de usuário quando o link estiver operando adequadamente sem quaisquer alarmes.

RRH

Redução de frequência

Controle automático de ganho

Desmultiplexagem de portadora

Filtragem de RF

Conversão analógica/digital

BBU

Processamento MIMO

Controle de potência de transmissão

Distribuição de sinal para processamento

PotênciaPotência

Frequência0 Hz

Filtragem

CPRI

700 MHz

Amplificação

Decodificação, desintercalação,

demodulação de canal

Frequência

Tabela 1. Taxas de linha CPRIOpções Taxa (Mbps)

1 614,42 1228,83 2457,64 3072,05 4915,26 6144,07 9830,48 10137,6

Figura 12. Medições de manutenção do link


Estrutura do frame do CPRI

A criação de frames do CPRI de um sinal analógico pode ser descrita em quatro estágios: amostragem, mapeamento, agrupamento e enquadramento. Esses processos são a base da RF sobre a transmissão do CPRI e a tecnologia RFoCPRI.

Figura 13. Processo de estrutura do frame de CPRI

Amostragem

Os sinais de RF são analisados considerando-se componentes I e Q. Esses componentes são amostrados e caracterizados digitalmente com base no número de bits atribuído para representar essa informação (também denominado bits de amostragem).

A taxa de amostragem por AxC é um múltiplo inteiro de 3,84 MHz. Se os sinais não equivalerem a um inteiro múltiplo, são adicionadas amostras de enchimento.

O CPRI define o número de bits da amostra para o uplink (M) e para o downlink (M') que varia de 4 a 20 bits e 8 a 20 bits, respectivamente.

Figura 14. Processo de amostragem

ACG-1 ACG ACG+N

Bn Sn Sn: Amostras de IQ, Bn: bits de enchimento

Valores de AxC: 4, 6, 8, 12, 18, 24

Largura da amostra de IQ:Downlink: 8 a 20 bitsUplink: 4 a 20 bits

Ctrl Bloqueio de dados IQ

Bytes: 1 2 … …16

r r r : Embalado ou flexível (bits reserva)

Frames básicos (K)

Sn

AxC-0 AxC-1

Mapeamento

Bn

Amostragem

Agrupamento

Framing

Sinal analógico (RF)

Sinal de RF(RF)

Link CPRI

Framing

Agrupamento

Mapeamento

Amostragem

Frequência

Potência

,,

Tabela 2. Parâmetros de amostragemTipo de link ID da amostra Intervalo

Uplink M 4 a 20Downlink M’ 8 a 20

Potência

Frequência

I

Q

AmostragemI0Q0

I1Q1

I2Q2

I3Q3

IM-1

QM-1

Domínio da modulação

3,84 Mbps: AXC

M: bits de amostragem

NST

NST

N: bits de enchimento

Domínio da frequência


Mapeamento

As amostras de I e Q são mapeadas consecutivamente em ordem cronológica e consecutiva em recipientes definidos como recipientes antena-portadora (AxC) e são transportados por uma só portadora em uma antena independente.

O CPRI define três métodos de mapeamento: (1) IQ baseado na amostra, (2) WiMAX baseado no símbolo e (3) compatível com versões anteriores. Os métodos de mapeamento mais aplicados nas redes móveis são baseados em amostras de IQ e compatíveis com versões anteriores, e estão descritos resumidamente a seguir:

y Baseado em amostra de IQ – destinado a pacotes de dados densos de IQ e baixa latência. O tamanho do AxC foi definido como NAxC = 2*Ceil ( M*ƒsƒc

), onde Ceil é a função máxima, M é o número de bits da amostra, ƒs é a taxa de amostragem e ƒc é a taxa de chip da UMTS de 3,84 MHz.

y Compatível com versões anteriores – esta metodologia define um AxC que contém exatamente uma amostra (ou bits de enchimento para sinais LTE e GSM), portanto o tamanho de um AxC é definido como 2*M onde M é o número de bits da amostra.

A figura a seguir ilustra o processo de mapeamento de um sinal LTE de 10 MHz com 15 bits de amostragem (M) que considera as recomendações do CPRI de uma taxa de amostragem de 15,36 (ou 4 x taxa de chip de 3,84 MHz) e sem bits de enchimento.

Figura 15. Processo de mapeamento de LTE de 10 MHz

Tabela 3. Método compatível¹ com versões anterioresMétodo de mapeamento compatível com versões anterioresCanal LTE BW (MHz) 3 5 10 15 20ƒS (taxa de amostragem em MHz) 3,84 7,68 15,36 23,04 30,72ƒC (taxa de chip 3,84 MHz) 1 2 4 6 8Contêineres AxC, bits de enchimento

1,0 2,0 4,0 6,0 8,0

Potência

Frequência10 MHz

I14Q14

AXC nº 13,84 Mbps

I0Q0

15,36 MHz

Amostragem

I29

Q29

AXC nº 23,84 Mbps

I15Q15

I44

Q44

AXC nº 33,84 Mbps

I30

Q30

I59

Q59

AXC nº 43,84 Mbps

I45

Q45

MapeamentoM = 15, enchimento = 0


Agrupamento

Múltiplos contêineres de AxC são agrupados em um frame básico de CPRI, e existem duas opções disponíveis:

y Posição embalada – cada contêiner de AxC é enviado consecutivamente (sem bits de reserva entre eles) e em ordem ascendente

y Posição flexível – cada contêiner de AxC é enviado com um índice indicando o número de bits de reserva existentes entre cada contêiner de AxC

Além das opções de agrupamento acima, diferentes sinais podem ser agrupados na corrente do CPRI, como por exemplo:

y Multiple Input Multiple Output (MIMO) – a característica essencial do MIMO é sua capacidade de transmitir múltiplos sinais com a mesma frequência da portadora entre o dispositivo móvel e o rádio; no caso do CPRI, o fluxo de dados de cada antena é tratado como uma portadora independente

y Múltiplas portadoras – um amplo espectro fornece a capacidade para transmitir múltiplas portadoras em diferentes frequências, que normalmente se baseiam na mesma tecnologia; por exemplo, a agregação da portadora LTE, ou quando diferentes portadoras estão baseadas em tecnologias diferentes e são suportadas por rádios de padrões múltiplos: em qualquer um dos casos, cada portadora é tratada de forma independente e agrupada de acordo.

Framing

A taxa de amostragem de sinais de RF definida pelo CPRI é 3,84 MHz. Portanto, o comprimento de um frame básico é 260 ns (1/3,84 MHz) e o quadro básico é composto de palavras de 128 bits (16 x 8). Além dos contêineres de AxC, as informações de controle são transmitidas nos primeiros 8 bits de cada palavra.

O número de palavras em um link de CPRI deriva-se da taxa de linha, e é definido da seguinte forma:

Potência

Frequência10 MHz

Amostragem

AgrupamentoMIMO

Potência

Frequência10 MHz

Sampling

Mapeamento Mapeamento

AxC1

AxC Grupo 1

AgrupamentoMIMO

AxC Grupo 1

rAxC2 AxC3 AxC4 AxC1 AxC2 AxC3 AxC4r r

Potência

Frequência10 MHz

Amostragem

Mapeamento

AgrupamentoMIMO

AxC Grupo 1

rAxC1 AxC2 AxC3 AxC4r r

r: bits reserva

Figura 16. Agrupamento empacotado LTE de 10 MHz

Figura 17. Agrupamento flutuante LTE de 10 MHz

Tabela 4. Composição básica do frameEstrutura básica do frame Palavras Bits AxC614,4 1 120 41228,8 2 240 82457,6 4 480 163072,0 5 600 204915,2 8 960 326144,0 10 1200 409830,4 16 1920 6410.137,6 20 2400 80


Os exemplos a seguir ilustram o framing das antenas e portadoras. O primeiro exemplo enquadra duas portadoras UMTS em um link de CPRI de 1,2 Gbps que transporta duas palavras. O segundo exemplo enquadra o sinal LTE para duas antenas MIMO (2x) em um link de CPRI de 2,5 Gbps que transporta quatro palavras.

A última fase da transmissão do frame básico para o frame de CPRI é a composição de hiper-frame e codificação de linha, em que a codificação de símbolos de 8 a 10 bits é geralmente usada para equilibrar a potência de DC e recuperar a sincronização. Utiliza-se uma codificação de linha similar nas transmissões Ethernet inferiores a 10 Gbps.

Recentemente, a CPRI incorporou a opção 8 da taxa de linha (10.137,6 Mbps) e usa uma codificação de símbolos de 64 bits em 66 bits, o que reduz a sobrecarga e ainda alcança o equilíbrio DC e recupera a sincronização. Utiliza-se uma codificação de linha similar na transmissão Ethernet de 10 Gbps.

0 Controle Byte 0 1 AxC Grupo 0, dados de IQ, 30 bits 23 AxC Grupo 1, dados de IQ, 30 bits 456789

101112131415

A B C D E F G H A B C D E F G H

Potência

Portadora 1

Potência

Portadora 2

Amostragem

Frame básico1,2 Gbps

Mapeamento

Agrupamento

Potência Potência

Amostragem

Frame básico2,4 Gbps

Mapeamento

Agrupamento

Antena 1 Antena 2

0 1 AxC 0 nº 1, dados de IQ, 30 bits 2 AxC 0 nº 2, dados de IQ, 30 bits 3 AxC 0 nº 3, dados de IQ, 30 bits 4 AxC 0 nº 4, dados de IQ, 30 bits 5 AxC 1 nº 1, dados de IQ, 30 bits 6 AxC 1 nº 2, dados de IQ, 30 bits 7 AxC 1 nº 3, dados de IQ, 30 bits 8 AxC 1 nº 4, dados de IQ, 30 bits 9

101112131415

A B C D E F G H A B C D E F G H A B C D E F G H A B C D E F G H

3,8 MHz 3,8 MHz 10 MHz 10 MHz

FrequênciaFrequência Frequência Frequência

Controle Byte 1 Controle Byte 0 Controle Byte 1 Controle Byte 2 Controle Byte 3

Figura 18. Framing de CPRI de sinais UMTS Figura 19. Framing de CPRI de sinais LTE


Figura 20. Frame de CPRI

RFoCPRI A tecnologia RFoCPRI verifica sinais de controle de CPRI e extrai o tráfego do plano do usuário ou dados de RF (IQ) transmitidos entre a BBU e a RRH, permitindo o monitoramento e a análise de sinais de interferência em dispositivos móveis (uplink), bem como o desempenho de um sinal de rádio (downlink).

O RFoCPRI oferece a capacidade de mapear e analisar dados do plano de usuário, permitindo a realização das atividades de manutenção do RF e de resolução de problemas a serem executadas no nível do solo por meio do acoplamento de fibra na BBU. Isso tem benefícios significativos, incluindo:

y Elimina subidas à torre de telefonia celular e melhora a segurança

y Minimiza o número de instrumentos de teste necessários

y Reduz significativamente o tempo de manutenção e as despesas operacionais

Figura 21. Implementação do RFoCPRI

Amostragem

Mapeamento

Agrupamento

Framing

BF0 BF255

Hiperframe

HF0

260 ns

260 ns

HF149

Frame de CPRI

CF0

10 ms

Potência

Frequência10 MHz

Codificação de linha

1 0 0 1 1 1 0 0

RFo

CPR

I

Análise de cabo e antena

Análise de sinal 2/3/4 G

de espectro/interferência

Inserção G/L de amplificador/filtro

Sincronização e timing de posicionamento do GPS

Interface de E/S de inspeção de fibra

RFoCPRI

Sinal de RF (RF)

Link CPRI

Framing

Agrupamento

Mapeamento

Amostragem

Análise de sinal RF

CellAdvisor com RFoCPRI


Análise de interferência de RFoCPRI

A interferência do RF normalmente afeta os sinais de transmissão de dispositivos móveis (uplink) devido à sua potência de transmissão limitada. Essa interferência deve ser gerada a partir de fontes externas ou internamente nas estações de rádio base como produtos de intermodulação passiva (PIM) gerados a partir do sinal de rádio (downlink).

O analisador de estação base CellAdvisor da Viavi com tecnologia RFoCPRI executa a análise de interferência sem interromper o serviço, monitorando o sinal de CPRI derivado de um acoplador ótico passivo instalado próximo à BBU. Esse acoplador pode suportar múltiplos canais de fibra. O exemplo a seguir ilustra o caso de uma macrocell transmitindo em três setores: alfa (α), beta (β) e gama (γ).

A análise de espectro de RFoCPRI disponibiliza a capacidade de realizar testes de interferência e, devido à sua configuração flexível de perfis da CPRI, a análise pode ser feita em todos os sinais de RF transmitidos, incluindo múltiplos sinais da mesma portadora, tais como MIMO, e múltiplos sinais transmitidos em diferentes frequências.

A interferência em dispositivos móveis (uplink) pode ser gerada internamente pela infraestrutura da estação de rádio base onde esteja ocorrendo uma deficiência na condutividade, como jumpers soltos, cabos dobrados, diferentes metais utilizados em jumpers ou corrosão. Essa intermodulação é gerada quando os sinais são transmitidos através dessas deficiências no sistema de cabo, e como resultado são criados diferentes produtos ou múltiplos dos sinais transmitidos.

A intermodulação pode estar presente em estações rádio base LTE de uma única portadora, porque o sinal LTE transmitido pela rádio é composto como um agregado de subportadoras (15 kHz), que, juntas, constituem um sinal de wideband. Por exemplo, um sinal LTE de 10 MHz é composto de 600 subportadoras. Portanto, se um sinal LTE é transmitido através de um sistema de cabo com deficiências de condutividade, serão criados diversos produtos de subportadoras de sinal, que podem ocupar a mesma frequência que a banda atribuída à transmissão por uplink. Isso causará interferência na wideband, alterando o nivelamento do piso de ruído do uplink.

BBUBBU

(setores) (setores)

(setores)

Acoplador ótico

Link de CPRI acoplado

CellAdvisor com RFoCPRI

Figura 22. Setores de serviço à BBU (α, β, γ) Figura 23. BBU com setores de serviço de acoplador ótico (α, β, γ)


O exemplo de análise de espectro de RFoCPRI a seguir é de uma estação rádio base que transmite sinais LTE de 10 MHz sobre duas antenas (MIMO) na qual os ramais de uplink estão apresentando um desequilíbrio de potência.

Figura 24. Análise de espectro de RFoCPRI – uplink LTE de 10 MHz MIMO com intermodulação

Além do nível de potência mais elevado exibida pela antena 1, com relação ao nível de potência da antena 0, seu nível de potência é mais alto em frequências mais baixas e diminui gradualmente com frequências mais baixas. Essa é uma característica típica da intermodulação.

A interferência de fontes externas nas estações rádio base pode também ser detectada pela análise de espectro. No entanto, devido à natureza diferente e às características únicas das interferências, os parâmetros da análise de espectro devem ser ajustados adequadamente. Esses parâmetros incluem a filtragem (resolução banda larga e banda larga de vídeo), ajustes de potência, que incluem atenuação e nivelamento pela média, e pré-amplificação para uma detecção e análise efetiva da interferência.

Muitas vezes, as interferências externas ficam ativas somente por curtos períodos de tempo, dificultando a detecção. Nesse caso, é importante registrar continuamente as medições de espectro, seja como análise de espectro ou medições de espectrograma.

As medições de espectrograma talvez constituam a técnica mais comum usada para detectar interferência intermitente. Pode-se monitorar e registrar continuamente o espectro através do tempo, observando variações de potência com diferentes códigos de cor. Isso habilita a captura de características de espectro ao longo do tempo, detectando interferências intermitentes.

O exemplo de espectrograma RFoCPRI a seguir mostra uma interferência intermitente com salto de frequência através de um uplink LTE.

Figura 25. Medição de espectrograma de RFoCPRI com interferência intermitente


A interferência é um problema significativo para transmissão móvel (uplink), independentemente do tipo de estação rádio base que está prestando o serviço. Por exemplo, a interferência pode estar presente em áreas metropolitanas onde células pequenas ou redes de acesso por rádio em nuvem são mais utilizadas, bem como em locais como estádios ou centros comerciais, onde os sistemas de antenas distribuídas são comissionados e os macrocells servem áreas urbanas e suburbanas.

Figura 26. Célula pequena e CellAdvisor com RFoCPRI

Figura 27. Sistema de antena distribuído (DAS, Distributed Antenna System) e CellAdvisor com RFoCPRI


Figura 28. Macrocell e CellAdvisor com RFoCPRI

ConclusãoOs artefatos de interferência em redes de telefonia celular estão se tornando mais comuns com o aumento do número de transmissores ativos no espectro de RF. Esses artefatos têm origem não apenas nos serviços licenciados como redes móveis, sistemas de paginação, redes locais sem fio e transmissões de vídeo digital. Eles também originam-se de transmissores não licenciados ou dispositivos deficientes que geram interferência externa com os sistemas licenciados.

Além disso, também pode ser gerada interferência na estação rádio base como resultado de condutividade imprópria ao gerar produtos de intermodulação que podem interferir nos sinais de transmissão de dispositivos móveis.

A capacidade de detectar interferência foi uma tarefa desafiadora e dispendiosa nas estações rádio base distribuídas, desde que o acesso de RF foi removido do núcleo do rádio para as RRHs, que estão instaladas próximo às antenas de transmissão. O CellAdvisor com tecnologia RFoCPRI resolve esses desafios, proporcionando medições de RF através de links de CPRI. Isso permite uma análise de interferência efetiva da BBU, minimizando subidas à torre, reduzindo os problemas de segurança e reduzindo os custos de manutenção.

O CellAdvisor da Viavi é a solução de teste portátil mais avançada e completa para instalação e manutenção de estações rádio base convencionais e distribuídas. Ele é compatível com todas as tecnologias sem fio – GSM/GPRS/EDGE, CDMA/EV-DO, WCDMA/HSPDA, LTE-FDD/LTE-TDD – bem como recursos avançados como LTE-MBMS, LTE-Advanced, detecção de PIM, inspeção de fibra, serviços em nuvem e RFoCPRI.

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Referências1. Interface comum de rádio pública (CPRI); Especificações da interface V6.0

2. Iniciativa de arquitetura aberta de estação base (OBSAI) - BTS Sistema de referência do sistema BTS versão 2.0

3. ETSI GS ORI 001. Interface do equipamento de rádio aberta (ORI); Requisitos da Interface de equipamentos de rádio aberta (ORI)

4. ETSI GS ORI 002. Interface do equipamento de rádio aberta (ORI); Especificações da Interface ORI; Parte 1: Camadas baixas

5. Descrição da unidade de rádio remota da Ericsson

6. Interferência em redes de telefonia celular; Intermodulação e reorganização de frequência da Viavi

7. Redes de acesso por rádio; Análise de interferência da Viavi

http://www.viavisolutions.com/pt-br/node/11756/fale-conosco

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