移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)射頻干擾分析

1、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)射頻干擾分析 近年來，移動(dòng)通信技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，發(fā)展前景十分廣闊。但隨著移動(dòng)用戶的迅速增長，新技術(shù)不斷得到應(yīng)用，頻率資源對(duì)蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展的制約越來越大，射頻資源日趨緊張，各種潛在干擾不斷產(chǎn)生。干擾成為限制和影響移動(dòng)通信系統(tǒng)容量和質(zhì)量的重要因素，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的射頻干擾問題是普遍存在且必須解決的。因此，必須對(duì)不同的干擾進(jìn)行分析，找到行之有效的方法降低干擾。1 國內(nèi)移動(dòng)通信制式頻率分配 解決射頻干擾問題，首先要了解現(xiàn)有移動(dòng)通信制式的頻率分配。下面我們對(duì)國內(nèi)現(xiàn)有移動(dòng)通信制式的工作頻段劃分進(jìn)行介紹1.1 gsm工作頻段 我國陸地公用蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)gsm通信系統(tǒng)采用900mhz與18

2、00mhz頻段。相鄰兩頻道間隔為200khz，每個(gè)頻道采用tdma方式接入，分為8個(gè)時(shí)隙，即8個(gè)信道（全速率）。每信道占用帶寬200khz/8=25khz。如果采用半速率話音編碼，每個(gè)頻道可容納16個(gè)半速率信道。 其中g(shù)sm900的工作頻段為： 上行：890915 mhz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收） 下行：935960 mhz（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收） 上下行信道雙工收發(fā)間隔為45mhz，下行頻道配置采用等間隔頻道配置方法，頻道序號(hào)為1124，共124個(gè)頻點(diǎn)。其中195為中國移動(dòng)使用，96124為中國聯(lián)通使用。 dcs1800的工作頻段為： 17101785 mhz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收） 18051880 m

3、hz（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收） 下行頻道配置采用等間隔頻道配置方法，頻道序號(hào)為512885，共374個(gè)頻點(diǎn)。目前512561為中國移動(dòng)使用，677726為中國聯(lián)通使用。 下行880mhz890mhz，上行925mhz935mhz為gsm增補(bǔ)頻段，頻道號(hào)為0，9751023，目前國內(nèi)gsm運(yùn)營商并未使用，某些地區(qū)為專網(wǎng)使用。1.2 is95-cdma工作頻段中國聯(lián)通開通的cdma網(wǎng)絡(luò)使用的工作頻段為：上行：825mhz849mhz下行：870mhz894mhz 共分為799個(gè)頻點(diǎn)，每一頻點(diǎn)帶寬為30k，頻點(diǎn)號(hào)為1799。由于cdma信號(hào)本身帶寬為1.23mhz，因此一個(gè)cdma信道需占用41個(gè)頻點(diǎn)號(hào)。

4、 上行824mhz825mhz，下行869mhz870mhz為cdma增補(bǔ)頻道，頻點(diǎn)號(hào)9901023，現(xiàn)中國聯(lián)通并未使用。1.3 1900mhz小靈通工作頻段 在1900頻段，中國電信在部分地區(qū)使用cdma us pcs制式用于小靈通，其上行頻段為1850mhz1910mhz，下行頻段為1930mhz1990mhz，頻點(diǎn)號(hào)為11199，每頻點(diǎn)帶寬50k，每一信道約占25個(gè)頻點(diǎn)號(hào)。使用1900頻段的phs小靈通，上下行公用1895mhz1918mhz，頻點(diǎn)號(hào)177，每一頻點(diǎn)帶寬300k，而小靈通信號(hào)本身帶寬為200k，這是由于phs公用上下行頻率，每頻點(diǎn)帶寬需高于信號(hào)帶寬。（personal h

5、andy-phone system, phs）1.4 第三代移動(dòng)通信umts工作頻段 第三代移動(dòng)通信umts制式使用上行1920mhz1980mhz，頻點(diǎn)號(hào)為96019899，每頻點(diǎn)帶寬200k，每個(gè)5m帶寬umts信道占用25個(gè)頻點(diǎn)號(hào)。umts下行頻段為2110mhz2170mhz，頻點(diǎn)號(hào)1055110849。由于3g射頻標(biāo)準(zhǔn)尚未最終確定，其頻段與頻點(diǎn)號(hào)有可能變動(dòng)。2 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)射頻干擾的種類 根據(jù)移動(dòng)通信信號(hào)的特點(diǎn)，可將其所受的干擾按照下面幾種方法進(jìn)行劃分：2.1 根據(jù)頻段劃分：上行干擾和下行干擾2.2.1 上行干擾 定義為干擾信號(hào)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上行頻段，外界射頻干擾源對(duì)基站產(chǎn)生的干擾。上行

6、干擾會(huì)造成基站覆蓋范圍的降低。手機(jī)在無上行干擾的條件下，基站能夠接收較遠(yuǎn)處手機(jī)信號(hào)，當(dāng)上行干擾出現(xiàn)時(shí)，手機(jī)信號(hào)需強(qiáng)于干擾信號(hào)，才能與基站進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，因此，手機(jī)必須離基站更近。2.1.2 下行干擾 是指干擾源所發(fā)干擾信號(hào)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下行頻段，手機(jī)接收到干擾信號(hào)，無法區(qū)分正常基站信號(hào)，使手機(jī)與基站聯(lián)絡(luò)中斷，造成掉話或無法登記。2.2 根據(jù)頻點(diǎn)劃分：同頻干擾、非同頻干擾2.2.1 同頻干擾 同頻干擾是指所有落到接收機(jī)通帶內(nèi)的與有用信號(hào)頻率相同的無用信號(hào)的干擾，亦稱同信道干擾。這些無用信號(hào)和有用信號(hào)一樣，在接收機(jī)中經(jīng)放大，變頻而落到中頻通帶內(nèi)，因此只要在接收機(jī)輸入端存在同頻干擾，接收系統(tǒng)就無法濾除和抑制它

7、。存在同頻干擾的頻率范圍是，為有用信號(hào)載波頻率，為接收機(jī)中頻帶寬。 圖1 同頻干擾圖示圖1表示全向天線覆蓋的兩個(gè)同頻率小區(qū)的同頻干擾情況。a小區(qū)的移動(dòng)臺(tái)會(huì)受到b基站發(fā)射機(jī)的干擾。兩同頻工作的基站之間的距離d稱為同頻復(fù)用距離，同頻復(fù)用距離與小區(qū)半徑之比稱為同頻復(fù)用比。同頻復(fù)用比與小區(qū)復(fù)用系數(shù)n的關(guān)系為： 或 （21）若a、b基站具有相同的設(shè)備參數(shù)，發(fā)射功率都為(dbw),則移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)輸入端信號(hào)和干擾功率電平分別為 (dbw) （22） (dbw) （23）式中，和分別為經(jīng)過距離和的傳呼損耗，傳輸損耗之比為 (db) （24）式中，n為路徑損耗指數(shù)，在自由空間中傳播時(shí)，n=2，在陸地移動(dòng)通信的無

8、線路徑傳播時(shí)，n=4。用db表示的載波/干擾比為 (db) （25）取n=4，將式（2-4）代入式（2-5），得到 (db) （26）2.2.2 非同頻干擾非同頻干擾主要包括鄰頻干擾、互調(diào)干擾、阻塞干擾、雜散干擾 鄰頻干擾： 鄰頻干擾指來自所使用信號(hào)頻率相鄰頻率的信號(hào)干擾。鄰頻干擾是由于接收濾波器不理想，使得相鄰頻率的信號(hào)泄漏到了傳輸帶寬內(nèi)而引起的。鄰頻干擾可以通過精確的濾波和信道分配而盡量減小。 遠(yuǎn)近效應(yīng)：如果相鄰信道的基站在離用戶接收機(jī)很近的范圍內(nèi)發(fā)射，而接收機(jī)使用預(yù)設(shè)信道的基站信號(hào)，這個(gè)問題就會(huì)變得很嚴(yán)重，這稱作遠(yuǎn)近效應(yīng)。當(dāng)離基站很近的移動(dòng)臺(tái)使用的信道與一個(gè)弱信號(hào)移動(dòng)臺(tái)使用的信道為相鄰信

9、道時(shí)，也會(huì)發(fā)生遠(yuǎn)近效應(yīng)。（在umts系統(tǒng)中，由于所有的移動(dòng)臺(tái)使用同一頻帶，遠(yuǎn)近效應(yīng)影響更為明顯，但umts系統(tǒng)使用良好的功率控制消除了遠(yuǎn)近效應(yīng)的影響）。 互調(diào)干擾 當(dāng)兩個(gè)以上不同頻率信號(hào)作用于一非線性電路時(shí)，將互相調(diào)制產(chǎn)生新頻率信號(hào)輸出，如果該頻率正好落在接收機(jī)工作信道帶寬內(nèi)，則構(gòu)成對(duì)該接收機(jī)的干擾，成為互調(diào)干擾。 互調(diào)干擾可能是外部信號(hào)與發(fā)射信號(hào)混合產(chǎn)生；也有可能完全是兩個(gè)外部信號(hào)產(chǎn)生，它們只是借助接收機(jī)的非線性器件來相互混合；有時(shí)，產(chǎn)生互調(diào)信號(hào)的搖籃并不僅僅是接收機(jī)，非線性結(jié)合點(diǎn)有可能是附近生銹的屋頂或圍墻，當(dāng)有高功率的無線電信號(hào)傳送時(shí)，這種物理結(jié)構(gòu)就像一個(gè)非線性器件一樣，形成互調(diào)干擾，而

10、且這種互調(diào)影響會(huì)隨天氣條件變化。 阻塞干擾 任何接收機(jī)都有一定的接收動(dòng)態(tài)范圍，當(dāng)頻帶外干擾信號(hào)強(qiáng)到一定程度，接收功率超過接收動(dòng)態(tài)允許的最大功率電平時(shí)，會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)飽和阻塞，從而影響系統(tǒng)的接收性能，這類干擾稱為阻塞干擾。阻塞會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)無法正常工作，長時(shí)間的阻塞還可能造成接收機(jī)的永久性性能下降。 雜散干擾 由于發(fā)射濾波器的滾降特性（任何濾波器都不可能是理想的階躍方式），導(dǎo)致總存在一定的帶外輻射，這就是我們通常所稱的發(fā)射雜散。由于發(fā)射雜散產(chǎn)生的干擾稱為雜散干擾。3 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的干擾抑制 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，降低干擾是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化的一個(gè)重要內(nèi)容，但是也是一個(gè)非常復(fù)雜的問題。除了增加復(fù)用距離、

11、采用跳頻技術(shù)和設(shè)置天線下傾角等方法以外，還有以下幾種方法可以抑制干擾： 同頻基站天線高度盡量保持一致當(dāng)兩個(gè)基站高度差別很大時(shí)，即使?jié)M足同頻干擾小區(qū)的約束條件，也盡量不要分配相同的頻率。以免引起高基站對(duì)低基站產(chǎn)生較強(qiáng)的同頻干擾。 消除玻璃幕墻反射引起的同頻（鄰頻）干擾 在大城市中，由玻璃幕墻裝飾的高層建筑會(huì)引起電波的強(qiáng)烈反射，這種反射會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)處的同頻小區(qū)受到同頻干擾。發(fā)生這種情況時(shí)，要調(diào)整天線方位角設(shè)法避開玻璃幕墻的反射。 采用傘形方向圖，減小同頻（鄰頻）干擾 將全向天線改為功分器（或耦合器）與定向天線的組合，同時(shí)調(diào)整定向天線下傾形成傘形方向圖，能夠有效地減小同頻干擾和遠(yuǎn)距離干擾。傘形方向圖也可

12、以使用盤錐形天線來實(shí)現(xiàn)。另外，在丘陵地區(qū)，通常會(huì)存在覆蓋盲區(qū)，但是又不能將天線升到足夠高以覆蓋這些盲點(diǎn)并同時(shí)減小同頻干擾，使用傘形方向圖，則可以增加天線高度并仍然可以減小同頻干擾。4移動(dòng)通信系統(tǒng)間的干擾 dcs1800與gsm900系統(tǒng)使用的頻段不同，系統(tǒng)之間的影響很小。因此，移動(dòng)通信系統(tǒng)間的干擾主要為is95cdma與gsm之間的干擾。4.1 is95-cdma對(duì)gsm網(wǎng)絡(luò)的干擾分析 從運(yùn)行頻段上看，cdma的下行頻段與gsm的上行頻段比較接近，在站址選擇及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中如果做得不恰當(dāng)，勢(shì)必造成對(duì)gsm的干擾，造成gsm系統(tǒng)接收性能的下降（干擾是相互的，但由于gsm的發(fā)射頻段與cdma的接收頻段

13、相差較遠(yuǎn)，且cdma是自擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，抗干擾性能較好，所以gsm對(duì)cdma系統(tǒng)所造成的干擾可以忽略）。糾其根本，cdma的對(duì)外干擾，最直接的原因是硬件中濾波器的濾波特性不理想造成總存在一定的帶外輻射。4.1.1 干擾模型 圖2中給出了cdma系統(tǒng)對(duì)gsm造成干擾示意： 圖2 cdma對(duì)gsm系統(tǒng)干擾示意圖cdma對(duì)gsm系統(tǒng)的干擾主要表現(xiàn)為： 帶內(nèi)干擾：cdma發(fā)射信號(hào)直接或通過交調(diào)等方式間接作為帶內(nèi)噪聲作用于gsm接收機(jī)上，造成gsm接收機(jī)靈敏度下降。該類干擾又分為發(fā)射雜散干擾和交調(diào)干擾（如圖3中a點(diǎn)）； 帶外干擾：當(dāng)帶外干擾強(qiáng)到一定程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)飽和阻塞，從而影響gsm系統(tǒng)的接收性能

14、，該類干擾又稱為阻塞干擾（如圖3中b點(diǎn)）。圖3 is95cdma對(duì)gsm系統(tǒng)的干擾 cdma系統(tǒng)發(fā)射頻帶為870880mhz，cdma信號(hào)三階互調(diào)產(chǎn)物位于860890mhz（2f1-f22f2-f1，f1=870mhz，f2=880mhz）之間。在gsm接收頻帶之外，高階互調(diào)信號(hào)由于其衰減更大，可以忽略。故而在干擾分析中不加考慮。4.1.2 干擾分析 在三種干擾中，雜散干擾是最主要的，影響也是最大的，下面主要針對(duì)雜散干擾進(jìn)行分析。 雜散干擾計(jì)算計(jì)算模型如圖4所示txfilterfilterrxfree air attenuationcdma tx-systemgsm rx-sysytem圖4

15、干擾分析模型（兩天線方向?yàn)檎龑?duì)）假設(shè)cdma發(fā)射機(jī)輸出功率為pcdma，在gsm接收機(jī)上接收到的有效干擾功率電平為pgsm，則：pgsm = pcdma+ gantcdma - acdmafilter aair + gantgsm afeed + aconv； (41)式中，gantcdma：cdma天線增益，17.1dbi; acdmafilter：cdma發(fā)射濾波器衰減; aair：自由空間衰減； gantgsm：gsm天線增益，15.5dbi; afeed：饋線衰減，gsm和cdma饋線衰減都不超過3 db，共6db； aconv：帶寬轉(zhuǎn)換因子，cdma載波帶寬1.25mhz，而gsm載

16、波帶寬 為200khz，cdma發(fā)射功率只有部分落入gsm帶內(nèi)，帶寬轉(zhuǎn)換因 子為10lg(winterfered/winterfering)=10*lg(200k/1.25m)=-8db。 下面對(duì)cdam發(fā)射濾波器衰減做一個(gè)專門分析：按協(xié)議要求cdma單載波發(fā)射在偏離中心頻率大于2mhz時(shí)，雜散抑制度應(yīng)大于60db（參見圖5）。圖5 cdma發(fā)射雜散抑制度 而對(duì)多載波時(shí)的外置帶通濾波器的濾波特性在協(xié)議中沒有明確規(guī)定，可參考圖6中的典型產(chǎn)品（在890mhz處，帶通濾波器衰減為40db），我們可得到cdma發(fā)射濾波器總的衰減為100db。圖6 帶通濾波器典型波形圖 如果要保證gsm的接收性能不受c

17、dma發(fā)射雜散的干擾，要求pgsm滿足干擾忍受冗余限制（即pgsm 75.6db; (42) 計(jì)算空間隔離距離要求： vertical： i = 28 + 40lg（dv/） horizontal：i = 22 + 20lg（dh/）-（gcdma+ggsm） 其中： dv/dh：天線垂直/水平空間隔離距離要求； ： 波長(m)； gcdma： cdma天線增益； ggsm： gsm天線增益。 需要注意的是，該公式中的隔離度是考慮天線增益的，而式（42）是針對(duì)自由空間的結(jié)果，所以： i = aair - （gcdma+ggsm） 43 db；從而可計(jì)算出： dv = 1m； dh = 162m

18、。 當(dāng)cdma與gsm兩站址相距達(dá)到上述要求，則可滿足干擾要求。 阻塞干擾 阻塞干擾與gsm接收機(jī)的通帶外抑制能力有關(guān)，涉及到cdma的載波發(fā)射功率、接收機(jī)濾波器特性等，gsm系統(tǒng)的接收機(jī)將受影響因飽和而無法工作。 gsm規(guī)范中規(guī)定了接收機(jī)的抗帶外阻塞指標(biāo)： (3mhz|f-f0|) 52.6db對(duì)比式（4-2），當(dāng)滿足抗雜散干擾要求時(shí)，必然滿足阻塞干擾要求。4.2 判斷和測(cè)試cdma干擾的存在4.2.1 如何判斷cdma干擾的存在 cdma干擾會(huì)隨著設(shè)備類型、所選配置及具體傳輸條件不同而不同，同時(shí)gsm直放站也會(huì)造成類似的干擾現(xiàn)象，因此，應(yīng)嚴(yán)格區(qū)別。 查看omc的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，主要是上行信道的質(zhì)

19、量統(tǒng)計(jì)，如：小區(qū)在話務(wù)量正常條件下阻塞率高等。 小區(qū)上行idle信道的干擾電平是否上升。 確定被干擾的上行信道的頻率范圍。實(shí)測(cè)表明，cdma 將干擾gsm的低端頻點(diǎn)，一般arfcn從1-60左右；gsm直放站則可能干擾所有頻點(diǎn)。 cdma干擾一般是穩(wěn)定的，因而除非cdma基站關(guān)閉，否則干擾將穩(wěn)定存在。 若滿足上述條件，則可初步判定cdma干擾的存在。4.2.2 cdma干擾的定位 利用頻譜分析儀來測(cè)定cdma干擾的存在。頻譜儀需滿足的基本條件為：當(dāng)rbw（分辨率帶寬）設(shè)置為10khz條件下，其基底噪聲至少要小于-120dbm，這樣才可分辨出疊加在gsm頻譜底噪聲上的cdma干擾。一般使用數(shù)字頻

20、譜儀（如安捷倫e7475a）來測(cè)試cdma干擾。4.3 預(yù)防cdma干擾及解決干擾建議措施 通過以上分析，提出以下建議以供參考： 必須通過大量無線測(cè)量和技術(shù)測(cè)試，找出具體的干擾原因，有針對(duì)性地采取措施； 聯(lián)通cdma基站發(fā)射端必須安裝波形滾降特性良好的外置帶通濾波器，以保證帶外輻射干擾最小; 聯(lián)通cdma發(fā)射天線與gsm接收天線保證足夠的空間隔離（水平或垂直），以防產(chǎn)生帶內(nèi)干擾，具體數(shù)據(jù)由上文計(jì)算可得; 降低聯(lián)通cdma基站的發(fā)射功率; 調(diào)整聯(lián)通cdma發(fā)射天線的傾角或水平方向角，其發(fā)射天線不能正對(duì)附近gsm基站的接收天線; 在gsm接收機(jī)上加裝帶阻濾波器，以減小gsm接收機(jī)的阻塞干擾。5 其

21、它emi雜亂干擾 除以上所述的干擾以外，還存在著大量的emi雜亂干擾。emi問題是日常經(jīng)常遇到的問題，任何電器設(shè)備，如果屏蔽不好，都或多或少向外發(fā)射雜亂的無線電波。這種干擾頻譜寬，幅度不定，定位困難，需要多種手段進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)干擾源。最典型的就是寬頻和點(diǎn)頻直放站產(chǎn)生的干擾、電視增頻器產(chǎn)生的干擾以及電弧產(chǎn)生的干擾。 直放站干擾 直放站有寬頻直放站和點(diǎn)頻直放站。寬頻直放站干擾實(shí)際上是一個(gè)寬頻放大器，它將整個(gè)移動(dòng)上行或下行頻帶放大，實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋。寬頻直放站干擾是日常最常見的干擾之一。寬頻直放站有合法直放站和非法直放站之分，合法直放站由于設(shè)置不好，造成對(duì)基站干擾，但常見的寬頻直放站干擾大多數(shù)為非法私自

22、安裝的直放站，這是因?yàn)榱淤|(zhì)寬頻直放站價(jià)格便宜，在人口密度大，信號(hào)覆蓋不好的場(chǎng)所經(jīng)常私自安裝。寬頻直放站的干擾特點(diǎn)是頻帶寬，占據(jù)整個(gè)上行，且幅度不穩(wěn)定。 點(diǎn)頻直放站也是放大上行信號(hào)的放大器，但與寬頻直放站不同，點(diǎn)頻直放站僅工作在某一頻率或幾個(gè)頻率上，因此產(chǎn)生的干擾比寬頻直放站產(chǎn)生的干擾小。有些點(diǎn)頻直放站僅在有手機(jī)業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)才存在，形成的干擾是間歇的。從頻譜上看，點(diǎn)頻直放站具有與正常手機(jī)信號(hào)相同的頻譜，只是手機(jī)信號(hào)是瞬間信號(hào)，點(diǎn)頻直放站信號(hào)相對(duì)停留時(shí)間比較長。點(diǎn)頻直放站一般價(jià)格較高，通常不是非法直放站，而是運(yùn)營商自身或運(yùn)營商之間的直放站設(shè)置不好造成的。 電視增頻器對(duì)cdma上行干擾 90年代以前出

23、產(chǎn)的電視機(jī)都沒有有線電視增補(bǔ)頻道，隨著有線電視日益普及，許多家庭無法觀看部分頻道節(jié)目，有些家庭不愿更換電視機(jī)，于是購買價(jià)格便宜的電視增頻器。電視增頻器實(shí)際上是一混頻器，作用是將增補(bǔ)頻道信號(hào)混頻輸出到電視機(jī)可接收的范圍。增頻器輸出頻率最高可達(dá)870m，因而對(duì)cdma上行頻段形成干擾。隨著cdma網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模開通，這一問題日益嚴(yán)重。 電弧電焊產(chǎn)生的雜亂干擾 大規(guī)模的各種電弧電焊同時(shí)工作，會(huì)產(chǎn)生大量的、間斷的、頻繁的寬帶干擾信號(hào)，使基站的噪聲水平相應(yīng)提高，靈敏度下降，使相對(duì)遠(yuǎn)離基站的移動(dòng)臺(tái)接入成功率低，掉話率高，從而嚴(yán)重影響小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。因而，如果在小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)有大量使用電弧電焊的工廠，則要考慮

24、這種雜亂干擾產(chǎn)生的可能性。6. 移動(dòng)通信系統(tǒng)射頻干擾的測(cè)試手段 凡是能對(duì)無線電頻率進(jìn)行分析的儀器都能測(cè)試干擾，通用的測(cè)試儀表為頻譜儀、場(chǎng)強(qiáng)儀、測(cè)試接收機(jī)等。針對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，路測(cè)儀、移動(dòng)基站本身的網(wǎng)管系統(tǒng)也具有發(fā)現(xiàn)干擾的能力。基站測(cè)試儀、天饋線測(cè)試儀是測(cè)量基站自身問題的手段。各種測(cè)試工具是相輔相成的關(guān)系，測(cè)試手段越齊全，越利于干擾的查找。下面介紹干擾測(cè)試的常見儀器。 頻譜儀 頻譜儀是對(duì)頻譜進(jìn)行分析的儀器，是測(cè)試干擾最直觀，最有效的手段。頻譜儀可以在頻譜上非常直觀地發(fā)現(xiàn)干擾，對(duì)干擾進(jìn)行進(jìn)一步分析和定量測(cè)試，是干擾發(fā)現(xiàn)、干擾定性和干擾定量不可缺少的儀器。頻譜儀不僅測(cè)試移動(dòng)通信頻段干擾，對(duì)所能覆蓋的

25、整個(gè)測(cè)試頻段內(nèi)的信號(hào)都能分析，不僅能對(duì)干擾做定性分析，還能準(zhǔn)確地對(duì)干擾進(jìn)行定量分析。但頻譜儀操作復(fù)雜，價(jià)格較高，一般在干擾發(fā)現(xiàn)問題后進(jìn)行定性、定量測(cè)試。同時(shí)，頻譜儀一般需要交流供電，不便攜。 場(chǎng)強(qiáng)儀 場(chǎng)強(qiáng)儀是測(cè)試無線電信號(hào)強(qiáng)度的儀器。場(chǎng)強(qiáng)儀具有專用天線，能精確測(cè)試信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)值。場(chǎng)強(qiáng)儀便攜小巧，使用電池工作，具有方便的定向功能，因此經(jīng)常用于外場(chǎng)干擾定位。但由于場(chǎng)強(qiáng)儀頻譜分析功能較差，測(cè)試時(shí)很不直觀，發(fā)現(xiàn)干擾能力弱，干擾定性的能力也很差，一般是在頻譜儀已經(jīng)對(duì)干擾定性后，進(jìn)行干擾源的定位查找。此外，雖然場(chǎng)強(qiáng)儀能夠精確測(cè)定場(chǎng)強(qiáng)值，可以對(duì)干擾進(jìn)行定量分析，但其場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試帶寬一般低于150khz，而gsm一

26、個(gè)信道帶寬為200khz，因此測(cè)量結(jié)果與實(shí)際情況有一定誤差。場(chǎng)強(qiáng)儀對(duì)窄帶固定頻率的干擾有較好的定位能力，但移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常遇到寬頻帶干擾（如直放站）或間歇干擾，使場(chǎng)強(qiáng)儀在移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。 路測(cè)儀 路測(cè)儀是完全針對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)，能對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)空中接口進(jìn)行非常詳細(xì)的分析。它可以利用電子地圖，將網(wǎng)絡(luò)的qos同地理位置相關(guān)，可以對(duì)空中二、三層協(xié)議解碼與信令分析儀或網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件配合，深入診斷移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的故障。但使用路測(cè)儀查找射頻干擾時(shí)，僅使用了其頻譜功能，由于其頻譜功能僅覆蓋被測(cè)試移動(dòng)制式的頻段，針對(duì)不同制式需要不同的窄帶測(cè)試接收機(jī)。路測(cè)儀的頻譜功能是經(jīng)軟件處理后顯示

27、到電腦上的，具有很高的靈敏度，發(fā)現(xiàn)干擾的能力很強(qiáng)，但是定量測(cè)試有誤差。不具備完整的頻譜分析功能，由于不能測(cè)試移動(dòng)帶外頻譜，對(duì)帶外干擾不能進(jìn)行分析。路測(cè)儀一般利用車載進(jìn)行測(cè)試，不便于外場(chǎng)攜帶，但路測(cè)儀有測(cè)試手機(jī)，是發(fā)現(xiàn)下行同頻干擾的最佳手段，這是其他測(cè)試儀器無可比擬的。 基站網(wǎng)管 基站網(wǎng)管系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)測(cè)非工作信道的功率電平，若有干擾信號(hào)存在，會(huì)產(chǎn)生ioi告警。因此基站網(wǎng)管是發(fā)現(xiàn)上行干擾最有效最直接的手段。ioi告警一般分為5級(jí)，1級(jí)最弱，在-110dbm左右，5級(jí)最強(qiáng)，在70dbm以上。不同基站設(shè)備供應(yīng)商對(duì)ioi的分級(jí)有所不同，但都可以粗略了解干擾的強(qiáng)度。由于每個(gè)基站的覆蓋分3個(gè)扇區(qū)，因此ioi告

28、警可以粗略指出干擾來自的方向。 基站測(cè)試儀與天饋線測(cè)試儀 基站測(cè)試儀與天饋線測(cè)試儀并不能測(cè)試干擾，但基站自身出現(xiàn)問題時(shí)，網(wǎng)管系統(tǒng)經(jīng)常產(chǎn)生ioi告警，此時(shí)利用其他手段可能無法發(fā)現(xiàn)干擾，需檢查基站自身設(shè)置或天饋線。 nettek分析儀 nettek分析儀是泰克公司生產(chǎn)的一種便攜式多功能分析儀，主要有以下功能：頻譜分析、干擾分析與定位、基站發(fā)信機(jī)指標(biāo)測(cè)試、天饋線測(cè)試。 nettek分析儀加裝頻譜與干擾分析選件，使用電池供電（每塊鋰電池克測(cè)試4小時(shí)），適于外場(chǎng)作業(yè)?？梢燥@示頻譜隨時(shí)間的變化，能夠?qū)ι漕l環(huán)境長期監(jiān)測(cè)，是發(fā)現(xiàn)干擾、干擾定性和干擾定位的很好的手段，同時(shí)可以分析間歇干擾。 下面對(duì)幾種測(cè)試工具進(jìn)

29、行簡單的比較7. 常見干擾的幾個(gè)測(cè)試實(shí)例 實(shí)例1：cdma下行信號(hào)對(duì)gsm上行信號(hào)的影響 2001年底，隨著聯(lián)通cdma網(wǎng)絡(luò)全面進(jìn)入運(yùn)營，中國移動(dòng)gsm網(wǎng)絡(luò)在很多城市出現(xiàn)上行ioi告警。通過實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)告警的中國移動(dòng)基站與cdma基站遙相對(duì)應(yīng)（圖8a），相距100m以內(nèi)，且基站天線部分直對(duì)。用路測(cè)儀的頻譜功能，可得到圖8b的結(jié)果，從頻譜看出，cdma283信道下行信號(hào)向gsm上行頻段有20db的明顯抬升（130dbm110dbm）。圖 8a 中國移動(dòng)與中國聯(lián)通的基站圖 8b 路測(cè)儀的頻譜圖 利用nettek測(cè)試儀，也可以測(cè)試上述影響。圖8c是利用nettek測(cè)試儀的底噪聲電平測(cè)試功能測(cè)試

30、到的頻譜。圖 8c nettek測(cè)試儀測(cè)到的頻譜圖實(shí)例2 寬頻直放站干擾 在某城市的一基站網(wǎng)管發(fā)現(xiàn)3級(jí)ioi告警，使用nettek測(cè)試儀進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)試。經(jīng)過測(cè)試，得到圖9a所示頻譜?？梢钥闯觯?88.6mhz到918.6mhz之間30m的帶寬上，存在強(qiáng)度達(dá)75dbm的強(qiáng)干擾。天線方向指向一商住小區(qū)。經(jīng)查找，發(fā)現(xiàn)小區(qū)中一、二樓餐廳的歌舞廳，未經(jīng)允許非法安裝了寬頻直放站。圖 9a 寬頻直放站干擾頻譜 查找寬頻直放站，有兩個(gè)難點(diǎn)。首先，干擾發(fā)現(xiàn)比較困難，非法直放站以定向天線指向被干擾基站，最好將測(cè)試儀器直接接在被干擾扇區(qū)天饋線端口以發(fā)現(xiàn)干擾頻譜，如果條件不允許接入天饋線，干擾信號(hào)在空中是比較弱的寬帶

31、信號(hào)，給干擾發(fā)現(xiàn)和定位造成一定困難。其次，非法寬頻直放站一般安裝在信號(hào)難以覆蓋的地區(qū)，在地面很難捕捉，測(cè)試點(diǎn)應(yīng)盡量選在高處。 非法直放站大量存在，其頻譜也基本相似。下面介紹幾個(gè)寬頻直放站頻譜，這些頻譜總體上都是寬帶底噪抬起。圖9b為疊加有正常gsm手機(jī)信號(hào)的非法寬頻直放站的頻譜。圖9c為聯(lián)通頻段gsm非法直放站實(shí)測(cè)頻譜。圖9d為聯(lián)通cdma直放站干擾實(shí)測(cè)頻譜。不過目前還沒有非法cdma直放站，通常是聯(lián)通自身直放站設(shè)置有問題。圖 9b 疊加有正常gsm手機(jī)信號(hào)的非法寬頻直放站的頻譜圖9c 聯(lián)通頻段gsm非法直放站實(shí)測(cè)頻譜圖9d 聯(lián)通cdma直放站干擾實(shí)測(cè)頻譜 實(shí)例3 點(diǎn)頻直放站干擾圖10a 點(diǎn)頻

32、直放站的干擾頻譜 圖10a為測(cè)試到的點(diǎn)頻直放站的干擾頻譜，該點(diǎn)頻直放站為83號(hào)頻點(diǎn)的gsm點(diǎn)頻直放站，但有時(shí)會(huì)跳至13號(hào)與26號(hào)頻點(diǎn)（圖10b，圖10c），每天上午幾乎沒有干擾出現(xiàn)，下午開始出現(xiàn)，晚上達(dá)到最強(qiáng)，且一直持續(xù)到凌晨，每天的情形幾乎相同。最終查找到干擾源是移動(dòng)公司自己的一個(gè)直放站，日久失修，造成輸出頻率跳動(dòng)，形成干擾。關(guān)掉直放站的電源，干擾信號(hào)消失。更換直放站備板后工作正常。 圖10b 圖10c實(shí)例4 電弧電焊干擾圖11 電弧電焊干擾頻譜測(cè)試圖 某市一基站第一扇區(qū)自開通后，一直質(zhì)量較差，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和維護(hù)人員做了大量的工作，曾兩次更換頻點(diǎn)，多次更換可以更換的硬件設(shè)備，均無任何改善，基本斷

33、定存在上行寬帶干擾。在該基站的接收天線處，進(jìn)行上行頻段的測(cè)量，明顯發(fā)現(xiàn)存在寬帶干擾信號(hào)（圖11），并通過定向天線，大致確定干擾來自的方向。進(jìn)一步測(cè)量發(fā)現(xiàn)一個(gè)工廠的生產(chǎn)車間，定向天線指向該車間時(shí)，干擾信號(hào)明顯增強(qiáng)。當(dāng)晚7時(shí)左右，工廠下班后，基站網(wǎng)管發(fā)現(xiàn)上行質(zhì)量比白天有所改善。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該工廠有上百臺(tái)各種電弧電焊同時(shí)工作，在900mhz頻段上產(chǎn)生了大量寬帶干擾信號(hào)，導(dǎo)致基站噪聲水平相應(yīng)提高，靈敏度下降，使相對(duì)遠(yuǎn)離基站的ms接入成功率低，掉話率高，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。實(shí)例5 cdma強(qiáng)信號(hào)干擾 當(dāng)cdma基站與gsm基站距離很近時(shí)，即使已安裝波形滾降特性良好的外置帶通濾波器，帶外雜散信號(hào)比較小。但

34、由于距離很近，gsm接收到cdma的發(fā)射信號(hào)很強(qiáng)，因此，導(dǎo)致gsm接收機(jī)基底噪聲抬高，對(duì)上行形成干擾。 圖12a為某gsm基站掃頻結(jié)果，該基站附近30米左右即有一cdma基站，因此判定可能為cdma基站干擾。圖12a 在機(jī)房中，單獨(dú)測(cè)量cdma基站信號(hào)，發(fā)現(xiàn)帶外雜散抑制良好。因此采取在接收機(jī)端加帶通濾波器的方法，觀察是雜散干擾還是強(qiáng)信號(hào)干擾（如果是雜散干擾，帶通濾波器將無法濾除），采用gsm頻段帶通濾波器后，發(fā)現(xiàn)接收信號(hào)呈現(xiàn)出正常打電話的情形，如圖12b所示，因此初步判定為強(qiáng)信號(hào)干擾。接入帶通濾波器后2小時(shí)的omcr報(bào)告顯示，小區(qū)掉話率等指標(biāo)均恢復(fù)到正常范圍。實(shí)例6 ：cdma雜散干擾 某市g(shù)

35、sm網(wǎng)絡(luò)的一些區(qū)域存在上行干擾，通過干擾測(cè)試，測(cè)得此區(qū)域內(nèi)cdma基站的發(fā)射功率頻譜如圖13所示。圖13 cdma基站的發(fā)射功率頻譜由圖中可以看出，cdma信號(hào)的帶外雜散非常嚴(yán)重，在頻率為894.783mhz（頻率號(hào)24）時(shí)，仍然有-56dbm的功率電平。因此，必須在cdma發(fā)射機(jī)接入滾降特性良好的帶通濾波器，解決干擾問題。實(shí)例7：廣播電臺(tái)占用gsm隔離頻段在某市人民廣場(chǎng)附近發(fā)現(xiàn)有廣播臺(tái)占用gsm隔離頻段。具體如圖14所示：圖14gsm隔離頻段的信號(hào) 圖14中紫色標(biāo)識(shí)和綠色標(biāo)識(shí)之間為gsm隔離頻段，兩個(gè)信號(hào)中心頻率分別為917.4mhz和921.4mhz附近，帶寬均為415khz左右，電平高達(dá)

36、-47db和-50db。gsm隔離頻段中強(qiáng)信號(hào)的存在，主要會(huì)導(dǎo)致以下兩種影響：l 過強(qiáng)的帶外干擾917.4mhz信號(hào)會(huì)使gsm接收機(jī)基底噪聲抬高，對(duì)gsm上行高端頻段造成干擾。l 917.4mhz和921.4mhz的im3干擾中的913.4mhz產(chǎn)物對(duì)頻點(diǎn)117上行干擾。8. 用頻譜分析法測(cè)量數(shù)字信號(hào)電平 在數(shù)字電視、數(shù)字傳輸、數(shù)據(jù)通信中，其信號(hào)是采用多種調(diào)制方式的數(shù)字信號(hào)，這時(shí)的數(shù)字信號(hào)電平已不能用一般傳統(tǒng)的方法來定度和測(cè)量，這里將引入每赫帶寬功率（dbmv/hz）法解決數(shù)字電平測(cè)量。 8.1 概述 電壓是電子學(xué)的基本參數(shù)，也稱電平。電平和電壓是同一個(gè)參數(shù)，一般來說，它們的區(qū)別在于單位不同。

37、電壓是以伏（v）作單位，如v、mv、v、kv等；電平是以db作單位，如dbv、dbmv、dbv等。 電信號(hào)的電平，一般都是用正弦波的有效值為基準(zhǔn)，以熱電偶測(cè)量功率來定度它的電壓值（電平值），我們也叫它做電平（電壓）的有效值。這就是說信號(hào)電平和功率之間是以熱電偶所產(chǎn)生的熱量來聯(lián)系的。我們知道，電功率是與信號(hào)波形無關(guān)的，而對(duì)于電平來說，我們所定度的正弦波那一定是無失真正弦波，否則要引入誤差。 為了準(zhǔn)確地測(cè)量信號(hào)的電平，一般正弦波信號(hào)不言而喻地用常規(guī)電平表測(cè)量有效值，如果是脈沖信號(hào)常是測(cè)量它的峰值。在電視信號(hào)測(cè)試中，因?yàn)橐曨l信號(hào)相當(dāng)復(fù)雜，其信號(hào)大小是以行同步脈沖的峰值來定度，因此測(cè)定行同步脈沖峰值。

38、 隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)路，數(shù)字電視的發(fā)展，各種調(diào)制的數(shù)字信號(hào)出現(xiàn)，它們?cè)鯓訙y(cè)量，這是一個(gè)非常重要的問題。目前常見的數(shù)字信號(hào)有fsk、psk、ask、cdma、tdma、fdma、opsk、qam等等。從測(cè)量的角度來看，無論那種調(diào)制數(shù)字信號(hào)，都可以把它當(dāng)作在一定帶寬內(nèi)的噪聲來對(duì)待。因此，我們用每赫功率電平（dbmv/hz）的概念，將一定帶寬的功率來表征信道的功率（dbmv），稱為平均功率電平。 頻譜儀通常是測(cè)量正弦波的電平有效值，因此在測(cè)量數(shù)字信號(hào)時(shí)極不準(zhǔn)確。在這里，將論述幾種用頻譜儀測(cè)量數(shù)字信號(hào)的方法，普通光標(biāo)法、噪聲光標(biāo)法以及信道功率測(cè)量法。 82 頻譜儀的普通光標(biāo)法 用頻

39、譜儀測(cè)量某個(gè)信號(hào)通常的作法是把光標(biāo)放在信號(hào)上并讀出讀數(shù)，見圖1。但這個(gè)光標(biāo)給出的讀數(shù)不太正確。你可以試著比較一下圖1和圖2。圖2的唯一變化是頻譜儀的分辨率帶寬采用30khz而不是圖1中的10khz。值得注意的是，盡管此時(shí)信號(hào)本身并沒有發(fā)生任何變化，圖2上的信號(hào)電平（從光標(biāo)上讀出）為13.1dbmv，而不是圖1所讀出的8.2dbmv。再則整個(gè)掃描波形在顯示屏上向上方移動(dòng)了（然而信號(hào)和參考電平實(shí)際上沒有任何變化）。引起這種現(xiàn)象的原因是頻譜儀所測(cè)量出的讀數(shù)值是落入分辨率帶寬濾波器之內(nèi)的所有信號(hào)的總功率。當(dāng)分辨率帶寬增加（從10khz30khz），在濾波器帶寬內(nèi)的能量也加，這樣就引起了顯示圖形上的變化。 這種由分辨率帶寬引起的誤差是可以修正的?，F(xiàn)在我們想測(cè)量出數(shù)字信道的總功率，就需要將顯示的功率轉(zhuǎn)換為信道功率，即僅是平均功率電平，公式為： 信道平均功率電平 = 顯示的功率電平+10log（信道帶寬/分辨率帶寬）+ 修正因子單位dbmv 這個(gè)修正因子是必須要的，因?yàn)閷?duì)分辨率帶寬濾波器捕獲的噪聲量而言，分辨率帶寬與濾波器的3db帶寬并不完全相等。換句話說，一個(gè)10khz的濾波器的噪聲帶寬并不是絕對(duì)10khz，它