在移動通信系統(tǒng)中，干擾信號是影響通信質(zhì)量的重要因素之一。隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，頻譜資源日益緊張，通信環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，干擾問題也變得更加突出。深入研究移動通信中的干擾信號，分析其產(chǎn)生的原因、特性以及對通信系統(tǒng)的影響，對于提高移動通信系統(tǒng)的性能、保障通信的可靠性和穩(wěn)定性具有重要的意義。

PART 1 干擾的類型

在無線移動快速發(fā)展的今天，空中的信號越來越復(fù)雜，信號樣式也越來越多，同一個信號，對于A是有用信號，對于B可能就是干擾信號。即使對同一種移動通信制式，信號對其干擾的程度也不盡相同。但是，總的來說，干擾大體可以分為兩類，內(nèi)部干擾和外部干擾。

01內(nèi)部干擾

對于同一種網(wǎng)絡(luò)制式，干擾不只是外部的干擾，內(nèi)部自身也會產(chǎn)生干擾。

1重復(fù)覆蓋

在無線通信中，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的好壞直接決定了信號質(zhì)量的大小，所以在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評估中，經(jīng)常有好點，中點，差點的說法，也就是強(qiáng)覆蓋，正常覆蓋和弱覆蓋。在正常理解中，強(qiáng)覆蓋用戶終端體驗最好，因為信號能量大，所以無論是語音通話還是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，都會有一個比較好的性能。但是，這也不是絕對的，評估信號好壞不能只單單從信號大小來評估，我們還要看信號質(zhì)量，也就是有一定的信噪比，否則，即使信號大小很強(qiáng)，在解調(diào)的時候，因為干擾很大，也很難完全正確的解調(diào)，誤碼率大大提高。這就會引發(fā)一個問題，為什么信號大反而信噪比低呢。原因很簡單，信號強(qiáng)度大，干擾也大，這也就是我們常說的重疊覆蓋。這通常發(fā)生在同一個地點，周邊布置了很多同頻的無線發(fā)射裝置，當(dāng)類似的這種設(shè)備多達(dá)一定程度時候，會造成重復(fù)覆蓋，也就是在同一個地點兩個同頻的發(fā)射設(shè)備。

2時隙干擾

前面介紹的是頻域上相互交叉造成的干擾，除了頻域，時域上也有可能產(chǎn)生干擾。TDD模式的通信方式具有頻帶占用窄，頻譜利用率高等特點；在現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)中，TDD網(wǎng)絡(luò)也分布密集；特別是在LTE網(wǎng)絡(luò)制式上，運(yùn)營商充分利用頻率資源，布局了眾多TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)。TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)有自身的優(yōu)點，但是也有其局限性，時隙精度要求比較高；在TDD-LTE建網(wǎng)初期，經(jīng)常有LTE網(wǎng)絡(luò)和GPS不同步的問題，理論上，為了避免時隙間的干擾，TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)和GPS應(yīng)該是同步的，不同基站的信號基于GPS共同的時隙來同步。但是，當(dāng)基站內(nèi)部時序出現(xiàn)問題，譬如時鐘老化?；景l(fā)射信號的時間基準(zhǔn)就會發(fā)生變化，這樣對周邊的基站和用戶影響是巨大的，如果損壞基站的下行信號落在常規(guī)基站的上行時隙，可能會對周邊基站造成強(qiáng)干擾，嚴(yán)重的可能會引起大面積區(qū)域通信故障。

圖1，5G系統(tǒng)TDD干擾示例

02外部干擾

上面簡述了兩種典型的內(nèi)部干擾，當(dāng)然，內(nèi)部干擾還有很多的形式和種類，一般來說，內(nèi)部干擾容易發(fā)現(xiàn)和查找。干擾查找和排除最困難的屬于外部干擾。外部干擾的類型更有多種多樣，但是一般來說，其共性特點是外部信號足夠強(qiáng)，落在了正常通信頻段內(nèi)，特別是移動通信中基站受干擾的情況居多，總體來說，外部干擾可以大致分為幾類：

1同頻干擾

同頻干擾是指相同頻率的信號在接收機(jī)中產(chǎn)生的干擾。當(dāng)其他無線發(fā)射設(shè)備在與基站相同的頻率上進(jìn)行發(fā)射時，其信號會與基站接收的有用信號相互疊加，導(dǎo)致基站接收機(jī)難以正確解調(diào)有用信號。這種干擾通常發(fā)生在上行，也就是用戶終端發(fā)射的信號被外部信號所干擾，導(dǎo)致終端信號到達(dá)基站時信噪比比較低，基站不能正確解調(diào)終端發(fā)射過來的信號，特別是當(dāng)終端距離基站比較遠(yuǎn)時，本身信噪比不高，再疊加外部干擾，導(dǎo)致基站解調(diào)受阻或者完全失敗。從用戶角度來說就會造成通信質(zhì)量低或者通信徹底失敗的現(xiàn)象。

2鄰頻干擾

鄰頻干擾是指相鄰頻率的信號對基站接收信號產(chǎn)生的干擾。由于實際的無線信號頻譜并非理想的矩形，而是具有一定的帶寬和旁瓣，當(dāng)相鄰頻道的信號功率較強(qiáng)時，其旁瓣可能會落入基站接收機(jī)的通帶內(nèi)，對有用信號造成干擾。

在一些無線通信系統(tǒng)中，相鄰頻道之間的間隔較小，如果發(fā)射機(jī)的濾波特性不好，就容易導(dǎo)致鄰頻干擾。例如，某個基站的相鄰頻道被其他設(shè)備占用，且該設(shè)備的發(fā)射信號功率較大，就可能對基站產(chǎn)生鄰頻干擾。所以基站本身在設(shè)計的時候，就會考慮到鄰頻干擾，防止基站發(fā)射大功率信號時候造成鄰道泄露。

3互調(diào)干擾

當(dāng)兩個或多個不同頻率的信號同時進(jìn)入非線性器件（如功率放大器、混頻器等）時，會產(chǎn)生一系列新的頻率分量，其中一些頻率分量可能恰好落在基站的接收頻段內(nèi)，從而對基站信號造成干擾，這就是互調(diào)干擾。

在城市中，可能存在多個不同頻率的無線發(fā)射設(shè)備，如對講機(jī)、廣播電臺等。當(dāng)這些設(shè)備的信號在空間中傳播并同時進(jìn)入某個基站的接收系統(tǒng)時，如果基站的前端設(shè)備存在非線性特性，就可能產(chǎn)生互調(diào)干擾。

4雜散干擾

主要是指無線發(fā)射設(shè)備在其工作頻段以外發(fā)射的無用信號對基站產(chǎn)生的干擾。這些雜散信號可能是由于發(fā)射機(jī)的不完善，如濾波器性能不佳、振蕩器不穩(wěn)定等原因產(chǎn)生的。

一些老舊的無線發(fā)射設(shè)備，由于其內(nèi)部的電路元件老化或設(shè)計缺陷，可能會產(chǎn)生較強(qiáng)的雜散信號。如果這些設(shè)備與基站距離較近，其雜散信號就可能對基站的接收造成干擾。所以很多電子設(shè)備在市場運(yùn)營時候都會有對應(yīng)的雜散測試，當(dāng)通過一定的雜散模板后，才能在市場上流通。

5阻塞干擾

當(dāng)外界存在一個或多個強(qiáng)干擾信號時，這些強(qiáng)信號會使基站接收機(jī)的前端電路進(jìn)入飽和狀態(tài)，導(dǎo)致接收機(jī)的增益下降，噪聲系數(shù)增大，從而使接收機(jī)對有用信號的接收能力下降甚至無法接收，這種干擾稱為阻塞干擾。

在一些工業(yè)場所，可能存在大功率的無線電發(fā)射設(shè)備或高頻干擾源。當(dāng)基站靠近這些場所時，大功率的干擾信號可能會使基站接收機(jī)產(chǎn)生阻塞干擾。同樣，對一些高靈敏度的衛(wèi)星接收機(jī)，由于其靈敏度高，接收大信號能力差，所以，如果有信號落在衛(wèi)星接收機(jī)天線上，就會噪聲接收機(jī)阻塞飽和。

PART 2 干擾檢測

01內(nèi)部干擾檢測

1重復(fù)覆蓋

一般情況下，對于重復(fù)覆蓋產(chǎn)生的干擾，常規(guī)的頻譜檢測很難檢測出干擾程度或者干擾功率大小，因為產(chǎn)生重復(fù)覆蓋的原因一般是同一種制式的移動網(wǎng)絡(luò)，頻率相同，很多公共信道的參數(shù)配置也相差不大，所以，從頻譜角度，幾乎分辨不出是A發(fā)射點發(fā)射的還是B發(fā)射點發(fā)射的信號。一般情況下，這個時候，就需要用到掃頻儀來檢測這種干擾。掃頻儀不但能對射頻信號頻譜分析，還能解調(diào)無線射頻信號，能從解調(diào)信息中看到在重復(fù)覆蓋區(qū)域不同發(fā)射站點各自貢獻(xiàn)的功率是多少，還可以測試到這個重復(fù)覆蓋的區(qū)域?qū)τ诿總€站點的信噪比是多少，一般情況下，之所以造成重復(fù)覆蓋，兩個站點的功率相差不是特別的大，才會造成相互干擾，這樣，雖然信號強(qiáng)度都很大，但是信噪比會很低，所以，對于終端來說，解調(diào)發(fā)射過來的信號就會十分困難。

圖2，TSME6重疊覆蓋干擾查找

2時隙干擾

時隙干擾檢測一般比較困難，一種方式是解調(diào)基站信號，測量每個小區(qū)相對于某一個小區(qū)或者一個固定基準(zhǔn)時鐘的延遲，這樣得出的延遲量絕對值沒有實際意義，一般情況下要看相對值，這種方式在測試點沒有GPS信號或者GPS信號比較弱時比較實用，譬如在室內(nèi)場館，高架下方，隧道等地方，抑或是陰雨天氣時候。但是，一般GPS和信號無線幀延遲是可以在基站維護(hù)平臺設(shè)置的，所以運(yùn)營方經(jīng)常不只要相對實延，也需要絕對時延，用來和后臺設(shè)置做比較，這個時候就需要設(shè)備測量出無線幀和GPS的絕對延遲。對于這種測試，R&S掃頻儀專門推出了一個測量GPS和無線信號幀頭位置的功能，該功能不僅可以測試相對時延，還可以測試絕對時延，每個小區(qū)都對應(yīng)一個獨(dú)立的時延，這在時隙干擾檢測方面起到一步到位的作用。不僅如此，用戶還可以路測，把關(guān)心的區(qū)域路測完成，后續(xù)通過數(shù)據(jù)分析來精確定位干擾點。

圖3，TSME6時隙干擾查找

圖4，TSME6時隙干擾查找結(jié)果

02外部干擾檢測

外部干擾檢測主要是依靠手持頻譜儀和掃頻儀來檢測。另外，如果是對TDD系統(tǒng)造成的干擾，就需要有具有時域功能的設(shè)備來檢測。

1頻譜檢測

頻譜檢測一般用手持頻譜儀，根據(jù)可能的干擾源類型，設(shè)置頻譜儀的測量頻段。例如，對于常見的無線通信干擾，可先設(shè)置在手機(jī)頻段（如 GSM 900MHz、DCS 1800MHz 等）、Wi-Fi 頻段（2.4GHz 或 5GHz）等。如果不確定干擾源的頻段范圍，可以先進(jìn)行全頻段掃描。RBW 決定了頻譜儀對信號頻率的分辨能力。一般來說，RBW 越小，頻率分辨率越高，但測量時間可能會延長。對于查找窄帶干擾信號，可選擇較小的 RBW，如 100kHz 或更??；對于寬帶干擾信號，可以適當(dāng)增大 RBW，以提高測量速度。參考電平是頻譜儀顯示的幅度基準(zhǔn)。設(shè)置合適的參考電平，使頻譜儀能夠清晰地顯示出干擾信號的幅度。通常，參考電平應(yīng)設(shè)置在略高于背景噪聲電平的位置，以避免信號過載或顯示不清晰。掃描時間決定了頻譜儀完成一次頻段掃描所需的時間。根據(jù)頻段范圍和測量精度要求，合理設(shè)置掃描時間。如果需要快速定位干擾信號，可以先設(shè)置較短的掃描時間進(jìn)行初步搜索，然后再根據(jù)需要延長掃描時間以獲取更詳細(xì)的頻譜信息。R&S的手持頻譜儀FPH具有重量輕，靈敏度高，掃描速度快等特點，在干擾查找中深受工程師的青睞。

圖5，F(xiàn)PH干擾檢測

03上行干擾檢測

使用頻譜分析儀在基站覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行頻譜掃描，查找是否存在非授權(quán)的信號占用了 TDD 系統(tǒng)的上行頻段。例如，一些非法的無線電臺、對講機(jī)等設(shè)備可能會在附近頻段發(fā)射信號，造成干擾。通過頻譜分析儀可以直觀地觀察到頻段內(nèi)的信號分布情況，發(fā)現(xiàn)異常信號。但是，這種頻譜檢測不只是單純的掃頻測試，測試設(shè)備需要具有分辨上行信號的能力，因為在TDD系統(tǒng)中，上行下行頻率是相同的，如果測試設(shè)備不能分辨上下行，測試到的信號就不能區(qū)分是下行信號還是干擾信號。R&S的手持干擾分析儀PR200具有優(yōu)秀的上行干擾查找能力，該設(shè)備專門設(shè)計有TDD的功能，用來鎖定上行時隙，從而準(zhǔn)確定位干擾源。

圖6，PR200上行干擾查找顯示

PART 3 干擾定位

在移動通信中，干擾定位是解決網(wǎng)絡(luò)干擾問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常情況下，發(fā)現(xiàn)干擾并不是一件很復(fù)雜的事情，棘手的是判斷干擾類型，定位干擾源，因為只有找到干擾源，才能從根本上解決干擾的問題，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

如果發(fā)現(xiàn)了干擾源，可以使用定向天線和測向設(shè)備來進(jìn)一步確定干擾源的具體位置。通過測量不同方向上的干擾信號強(qiáng)度，逐步縮小干擾源的范圍，最終找到準(zhǔn)確位置。這種方式也是最常用的一種方式，但是這種方式在不同環(huán)境，不同干擾類型，不同干擾距離情況下效果也是有很大區(qū)別的。另外，和檢測設(shè)備的速度也有很大關(guān)系。譬如，如果接收機(jī)距離干擾源比較遠(yuǎn)，由于輻射源在很遠(yuǎn)的距離空口不同方向上信號大小差別不大，此時很難分辨方位。在一些高樓或者環(huán)境復(fù)雜的地方，干擾信號反射，折射嚴(yán)重，此時干擾查找也十分困難，經(jīng)常收到的信號不是干擾信號，而是干擾信號的反射，此時干擾定位嚴(yán)重受到影響。 基于此，R&S推出了一整套的干擾查找方案，包括測試設(shè)備，天線，測試軟件等。對于傳統(tǒng)的干擾查找，R&S推出的專門干擾查找設(shè)備PR200具有速度快，多種掃描方式，多種顯示配合等特點。另外，還基于PR200推出了自動干擾定位方案，天線振子自動掃描，軟件通過大量的掃描數(shù)據(jù)來綜合分析干擾的位置，避免了人為造成的影響。

圖7，PR200功能表

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