|
隨著當前無線電技術的迅猛發展和各種新型無線電業務的不斷涌現，無線電設備的數量出現了空前的增長，進而產生了對頻譜資源的巨大需求和日益復雜的電磁環境。同時，也產生了越來越多的形形色色的無線電干擾，這些干擾在極大程度上影響著無線電業務的正常進行，給無線電業務的發展和壯大帶來了很大的威脅和挑戰。 射頻干擾（RFI）及其主要干擾類型 現代無線通信系統中發射和接收設備普遍采用數字調制解調技術，如在移動通信中的基站和終端采用的GMSK、BPSK、8PSK、QPSK和16QAM等。不論超外差還是零中頻接收機技術，都會生成一定的符號速率，進而產生包含一系列專用和控制信道的比特序列。 射頻干擾主要關注于對常規GSM、CDMA或WCDMA信號造成影響的干擾信號。干擾信號會在信道內帶來額外的噪聲，降低信噪比，減小無線覆蓋范圍。為了確定符號速率，每種調制方式都會有特定的信噪比要求。高階的調制方式（如8PSK或QAM）需要更高的帶寬，因此會比簡單的調制方式（如FM）需要更高的信噪比。如果干擾帶來更多的噪聲，解調器區分不同符號速率的能力就會相應降低，進而導致誤碼率（BER）的增加。這對語音信道來說也許沒有太大問題，但是，對于控制和數據信道會有影響，最壞的情況就是掉話、小區切換失敗或用戶應用軟件速率的降低。如果噪聲增加6 dB，系統的最大可用距離就會比正常噪底的情況減小一半。由此可見，探測和分析干擾具有極為重要的作用。 射頻干擾可能會帶來通話干擾或掉話。由于上行或下行接收器件的解調錯誤而導致切換不能正常進行或數據速率的降低（HSDPA, HSUPA, GPRS, EDGE, EV-DO等）。射頻干擾信號可能是斷續的，比如私人WiFi路由器在早晚的開關。故障的發射濾波器會給WCDMA的下行信道帶來干擾，因此阻塞的小區或低話音質量可能是射頻干擾而產生的現象。O&M系統中的無線接入網計數器用來采集與SGSN或GGSN網元帶來的無線接入網問題相關的數據。當超過話音質量、信號質量或延遲的門限時，特定的計數器就會啟動。 下行鏈路射頻干擾 ：蜂窩通信網絡上行鏈路使用較低頻段，下行鏈路使用較高頻段。兩個頻段通過復用間隔進行分離。但有些通信方式如cdmaOne，在特定頻段內，上行和下行信道會產生交疊。如果干擾從高的發射點如房頂或山上發出，下行射頻干擾就會出現在手機的接收頻段。如果是小范圍的干擾，比如無線視頻發射裝置產生的干擾，那么只有一小部分手機會受到干擾。 上行鏈路射頻干擾：上行鏈路射頻干擾會干擾基站接收頻段，并最終導致所有的手機都根據干擾信號的強度而提高發射功率。對于基于CDMA的系統，由于Rake接收機的解擾碼問題的影響，干擾表現為PN噪聲的提高、更低的數據速率和話音質量的降低。蜂窩網絡使用角度從30°到180°的扇區天線，有些情況下會使用全向天線，基站天線的方向可以用來定位干擾。 同信道干擾 ：例如GSM的信道間隔為200 kHz，GSMK調制產生的最大帶寬為600 kHz。如果小區A使用信道TCH21，那么鄰近的小區B和小區C則既不能使用TCH21，也不能使用TCH22和TCH23。如果有信號在信道TCH21內傳輸，則將其稱為同信道干擾。 鄰信道干擾 ：根據同信道干擾中的例子，如果干擾信號位于TCH22或TCH23內，則稱其為鄰信道干擾。換句話說，就是位于高于或低于用戶信道一個信道內的干擾信號。 窄帶射頻干擾 ：不同的蜂窩制式使用不同的調制方式，比如cdmaOne為1.23 MHz，WCDMA為5 MHz，GSM為200 kHz。如果射頻干擾信號的帶寬和被干擾信道之比小于20%，則稱其為窄帶干擾。比如，位于WCDMA下行信道的15 kHz帶寬的AM音頻發射機為窄帶干擾，根據干擾信號強度的高低不同，可能會使移動接收機進入壓縮狀態。 寬帶射頻干擾：如果射頻干擾信號的帶寬和被干擾信道之比大于20%，則稱為寬帶射頻干擾。比如，2 MHz帶寬的WiFi發射機和有故障的發射濾波器可能會影響CDMA2000頻段，使信號電平下降40 dB。 移動通信干擾探測方法 信號漸弱方法：探測、定位和分析射頻干擾信號的最佳方法就是關閉信道或頻帶內的有用信號，這樣就能得到一個只有正常噪底的信道，從而可以同射頻干擾信號隔離開。不利的方面就是會給所在小區內的用戶的業務帶來影響。 非信號漸弱方法：有時，射頻干擾信號僅僅出現幾秒鐘甚至更短的時間，而受干擾的信道通常位于中心城區、金融中心等熱點地區。對于這種情況，在白天關閉一段時間的基站信號將會造成巨大影響。比較合適的方法為，在影響相對較小的深夜時段關閉信號，然后在白天分析測量結果。 用PR100查找移動通信干擾 上行鏈路射頻干擾探測：在探測射頻干擾之前首先確保不存在任何基站硬件告警，如功率放大器（VSWR問題）、TMA、雙工器、合路器及微波、光纖或DSL鏈路等。如果有GPS模塊的話，也需要對其進行檢查，因為不穩定的時鐘參考會導致錯誤的基站發射和接收的中心頻率。 從無線網管理系統可查詢到由于掉話、阻塞或切換失敗而觸發計數器的受干擾信道列表。 查找射頻干擾：連接感興趣頻率范圍的全向天線，在全景掃描中設置開始頻率，停止頻率和100kHz的RBW，進行全景掃描，并可以采用雙頻譜顯示對信號進行分析。（如圖1、圖2所示） 
圖1 ：PSCAN掃描上行鏈路，UMTS電話占用3.84MHz帶寬，中心頻率（1.95GHz）顯示窄帶射頻干擾
圖2：PSCAN停止后顯示雙頻譜，在上方的中頻頻譜更好地顯示干擾信號 定位射頻干擾信號的方向：連接方向性天線HE300到PR100上，打開音頻單音功能；順時針或者逆時針移動天線，單音的嘯叫聲越大，信號強度越大，當單音嘯叫聲最大時，信號的方向就可以定位出來。（如圖3、圖4所示）
圖3：方向性天線R&S HE300連接500 MHz到7.5 GHz對數周期模塊
圖4：測量中心頻率的信號電平，通過單音體現 下行鏈路射頻干擾探測：在探測射頻干擾之前首先確保不存在任何基站硬件告警，如功率放大器（VSWR問題）、TMA、雙工器、合路器及微波、光纖或DSL鏈路等。如果有GPS模塊的話，也需要對其進行檢查，因為不穩定的時鐘參考會導致錯誤的基站發射和接收的中心頻率。 從無線網管理系統可查詢到由于掉話、阻塞或切換失敗而觸發計數器的受干擾信道列表。 在下行頻段的射頻干擾會降低移動電話接收機在物理信道的解調和解碼能力，這樣將導致低語音質量和降低用于包交換的數據率。諸如呼叫建立時間、持續時間和轉接時間也會受到影響。 查找射頻干擾：連接感興趣頻率范圍的全向天線，在全景掃描中設置下行頻段的開始頻率、停止頻率和100kHz的RBW，或者選擇用戶預置的GSM、CDMA2000、WCDMA、TETRA頻段范圍；頻譜和瀑布圖顯示是第一選擇；（如圖5、圖6所示）
圖5：WCDMA下行鏈路和瀑布圖分析，六個信道
圖6：鄰道干擾，在1858.2MHz探測連續發射的BCCH，而鄰道1858.4MHz處于突發發射 定位射頻干擾信號的方向：連接方向性天線HE300到PR100上進行干擾測向；也可以移動到另外一個位置，進行同樣操作；兩個信號方向的交叉點就是干擾信號源的地理位置，在城市要考慮反射引起的誤差。（如圖7所示）
圖7：在地圖上顯示三角定位干擾源 PR100進行移動通信查找干擾的優勢 高實時性：由于GSM和TD的工作原理都包含TDD技術，信號都是依照幀突發burst發射，沒有高速分析能力，就無法記錄到轉瞬即逝的干擾。PR100的掃描速度為2GHz/s，可以極快地監測到瞬間變化的干擾源，滿足現場測量的要求。 高靈敏度：移動通信的干擾可能是微弱的射頻信號，對于微弱干擾信號的查找需要低噪底，也就是高靈敏度的測試設備。
圖8：PR100具有高靈敏度 GPS和地圖顯示功能：能夠給出測量設備PR100的GPS位置，這樣通過多個方向結果可以實現三角交叉定位功能，進而給出干擾源的位置。（見圖7及圖9）
圖9：PR100 的GPS功能 小結 移動通信網絡經常會由于干擾導致通信質量下降,干擾的種類繁雜,所以干擾測試和查處是個經驗性的工作.科學的干擾測試查處方法是在發現干擾源時,基于頻譜的定性分析,利用便攜式接收機配合方向性天線來定位干擾源。 作者：羅德與施瓦茨（中國）科技有限公司 |
