干扰测试与定位（转）

毕业旅行

  
在无线蜂窝通信网络，不同的频段分配给不同的制式，从而可能会导致系统间的干扰。
同时，每种系统也都采用各种复用方法来提高频谱效率，增加容量，引入了同/邻频干扰。
另外，无线系统还存在着由电波传播多径效应造成的干扰等。这些无线干扰信号会给基站覆
盖区域的移动通信带来掉话、通话质量差、信道拥塞等问题。本文将重点介绍CDMA网络
中可能出现的各种干扰，以及对这些干扰的测试、定位和处理方法。


首先，新型移动通信系统（如CDMA网络）必须与原先的网络（如GSM网络、寻呼
网）共存于同一个复杂的无线环境中，其中的多数旧系统在若干年内还将继续使用。同时，
无线射频设备，如数字视频广播和无线局域网，也可能会产生新的使通信服务中断的信号。
由于应用环境的限制越来越大，众多的新业务竞相挤占在有限的蜂窝式站点，致使信号发射
台上竖满了各种天线，通信的天空变得拥挤不堪。
与第二代频分复用的GSM网络相比，CDMA网络的设计更加复杂。这是因为CDMA
是一种自干扰系统，信号共享相同的频率，每个用户都对其它用户构成干扰，每个小区也对
其它小区构成干扰，链路性能和系统容量取决于干扰功率的控制结果。因此，干扰分析、功
率配置等工作非常重要，这些干扰不但取决于主小区与相邻小区的业务情况，而且也取决于
外部干扰源。
下面对CDMA网络干扰源的通用模型进行初步分析：
I TOT ＝
I own+I other+PN+T
I TOT    本小区的全部干扰

I own
本小区用户的干扰
I other
邻小区用户的干扰
PN 接收机的背景噪声 T 外部干扰
由上式可知，任何一个参数的改变都会对整个系统的性能产生影响。
1
基于CDMA的通信系统不仅存在着来自邻区的信道干扰，而且还存在着本小区内的信
道干扰，系统设计时必须考虑这种干扰，获得最大的容量。
2
目前，产生外部干扰的原因还在不断增多，有些显而易见的干扰容易跟踪，有些则非常
细微，很难识别。虽然仔细设计无线系统可以提供一定的保护，但在多数情况下对干扰信号
只能在源头处进行控制。一般的干扰信号只影响接收器，即使在物理上与发射器接近，发射
设备也不会受到影响。
下面列出了一些最常见的干扰源，在实际情况下，可确定从何处着手控制。大多数干扰
源来自基站外部，即在直接控制范围之外。
※  非法发射器：非法运营者在没有得到许可的情况下，使用同一频段；
※  覆盖区域重迭：使用网络或其它网络的覆盖区域在一个或多个通道上超出规定范
围，天线倾斜、发射功率过大或环境变化都会引起覆盖区域的重迭；
※  信号互调：两个或两个以上信号混在一起，形成新的调制信号，最常见互调为三次
信号，即两个间隔1MHz的信号会在原高频信号之上1MHz和低频信号之下1MHz各产生
一个新的信号（例如，两个信号分别处于800、801MHz的频段，则将在799、802MHz出
现三次信号）；
※  雷达站：有些七、八十年代设计的分米波雷达使用的频率与800MHz CDMA系统
相近，由于其发射功率非常大（几十到几百千瓦），带外杂散也较大，很容易对附近的蜂窝
基站造成干扰；
※  广播发射器谐波：大功率源商业广播电台也会产生大功率信号谐波，影响附近的移
动通信发射器；
※  AMPS没有退网：原有的AMPS系统与CDMA使用的一段频谱重合，若个别地区
AMPS频段未清退干净，则会对联通使用的800MHz频段下的CDMA系统造成干扰；
※  微波传输：很多地方存在着大量的用于传输的微波链路，这些微波传输处于比较高
的频段（2GHz左右），这对于使用2000MHz左右频段的系统会产生干扰。

干扰信号会给系统带来很大的影响，严重时会对手机上网、呼叫和切换产生影响；如果
接收频段内存在干扰，则还会对接收机的灵敏度造成影响，抬高系统接收噪声的电平。表1
列出了几种不同干扰电平对底噪的影响情况。
表1  干扰电平对底噪影响表 dB

2
0
1
6
1
2
1
0
96 3 0
dB
0
.04
0
.1
0
.37
0
.4
0
.5
0
.97
1
.76
3
dB
0
.04
0
.1
0
.37
0
.4
0
.5
0
.97
1
.76
3可以看出，对原系统接收灵敏度恶化
0.5dB时，允许的干扰电平必须小于原系统接收噪
声电平9dB；对原系统接收灵敏度恶化0.1dB时，允许的干扰电平必须小于原系统接收噪声
电平16dB；而当干扰电平与原系统接收噪声电平相等时，系统接收灵敏度将恶化3dB。
干扰的测试和定位非常重要，它贯穿于前期规划到后期优化的全过程。在无线规划设计
阶段，为了保证CDMA系统的正常运行，频带必须在充分的保护频带和保护区内保持干净，
使用相应的设备进行测试，为后期网络的正常运行做好准备；在基站建设完成，网络优化阶
段同样要对干扰进行测试，避免干扰影响网络质量，造成不必要的损失。
在进行干扰测试前，首先要得到运营商和当地无委会的帮助，充分了解当地无线频段划
分和企业使用无线电设备的情况。在测试前确定测试时间和测试地点，准备测试仪器、测试
天线、车辆、GPS和指北针。
一般可选用以下测试仪器：
1
频谱分析仪是一套高性能的宽带信号接收机，它可以显示接收信号的频谱。不同型号的
频谱仪具有不同的接收频段和灵敏度，正确地使用频谱仪非常关键。泰克公司的YBT250
就是一套很好的测试仪器，如图1所示。  
图1  泰克公司的YBT250型频谱分析仪
为了精确地测试干扰信号，YBT250干扰选件最低测试电平达到-130dBm。这种灵敏度
对分析小区射频特性来说，非常理想。YBT250特有的频率、幅度、时间三维频谱显示方式
可使用户捕捉与时间相关的频谱信息，地方便了对间歇、周期性干扰的查找。YBT250
还内置了干扰调制分析，只需选中欲分析的信号，干扰选件即可提供该信号可能的调制信息：
GSM、CDMAOne、3******MA、IS-136或模拟基站信号，AM/FM信号等。通过观察频谱仪
的频谱分布情况，可以仔细地查找出异常干扰信号，在初步确定干扰源后，可通过定向天线、
调整天线方向等手段，根据信号强度大致确定干扰源的位置。
2SU450
在测试450MHz频段CDMA系统时，可使用华为公司开发的SU450电测仪。在建网初
期，需要考虑450MHz系统是否会对原有的网络设备造成影响。为了选择比较干净的频率，
建议在进行清频测试时做全频段扫描，并以25KHz为单位（起始频率与系统频率划分一致），
对每个1.25或1.5MHz进行分析。在商用阶段，运营商的频率资源是确定的，重点测试运营
商的可用频段，排除所用频段内的干扰。
测试地点应选择在基站天线架设的位置，最好选择当地具有制高点特征的建筑物顶层或
原有的铁塔上，天线可以选用便携式小天线或基站天线。在测试下行链路电磁干扰时，除前
面的测试条件外，还应在小区覆盖范围内选择一定数量的典型点进行测试，选择定点测试或
驱车测试方式，天线选用便携式小天线。对于驱车测试模式，可在小区覆盖的主要街道进行慢速行使，发现强干扰后进行下行定点测试，并与制高点测试情况进行比较。
3
除了使用上述设备以外，在定位干扰方位时还可借助天线。一般来说，全向天线可用于
电磁干扰的测量，但不利于干扰源的定位，而定向天线则可用于干扰源的搜索。天线的方向
性越强，增益越高，搜索能力越强。最好使用宽频带对数周期天线，这种天线具有频带宽、
增益高和方向性强的特点，包括板状天线、八木天线和对数周期天线。
在基站建设完成后，进入网络优化阶段，还可以通过以下方法进行定位。
■  通过话统或近端查看RSSI
通过话统的RSSI数值可以判断大致的干扰，如果某载频干扰严重，则可用telnet命令
连接基站，在近端通过相应的命令查看RSSI峰值等信息。在空载下观察RSSI平均值是判
断干扰的重要手段。对于新开局，用户很少，空载RSSI电平一般小于-105dBm；在业务开
展的情况下，根据经验，RSSI平均值一般不会超过-95dBm。  
■  通过手机初步判断前向干扰
在手机上看到导频Ec/Io下降而接收功率上升，表明前向链路存在干扰，有可能会造成
掉话等问题。由于干扰的存在，导频强度会变得很差，如果前向链路不能再被解调，手机就
会关闭其发射机。如果这种前向干扰持续时间较长，超过手机的Fade Timer定时器（5秒）
时间，当Fade Timer计时器为0时，手机重新初始化。
产生前向干扰的原因还包括：
※  如果手机无法及时将强信号的邻区加入激活集，则前向的同频干扰加剧，手机会由
于干扰而掉话，这是最普遍的前向链路干扰掉话情况；
※  当某个处于闭塞状态的基站突然解闭，它对周围的基站会形成较大的前向干扰，造
成周围基站的部分呼叫掉话。
■  从接收质量FER可以参考判断是否存在干扰
如果手机长时间进入搜索状态，如超过10秒，则很有可能是由于存在不能被手机利用
的干扰源，导致FER高（如AMPS系统、微波发射等），引起掉话等问题。
■  通过路测可以发现干扰
检查干扰路段和信号质量分布，分析是由于哪些小区信号的重迭覆盖引起的干扰，哪些
是由于存在越区覆盖而造成的干扰。  

在初步定位干扰源后，则必须对这些干扰进行排除，下面介绍一些常用的方法。
1
CDMA系统所用频段和保护带不可被其它无线信号占用。在实际网络规划时，针对建
设环境进行仔细测试，针对频段内的非法干扰可向无线电委员会申请清频。
2
这是一种主要干扰，包括一些与接收器频率相近而不相同的强信号，强度大到足以影响
输入。这些信号通常很接近预定频率，由于接收器输入滤波器会滤掉其它相差太远的信号，
因此此类干扰使接收器受到两种影响：一种是前端阻塞，由于强信号进入接收器使第一级（前
置放大器或混频器）过载完全饱和引起，使更强的信号无法接收；另一种影响是电感效应，
附近的信号进入接收器后被AGC（自动增益控制）发现或者启动限制器电路，造成增益下
降。此时，接收器表现出灵敏度降低，微弱信号会丢失，对强信号的信噪比也将减小。
针对此类干扰，可在规划时进行一定的规避，在基站站址选取前，首先对周边的环境进
行考察和测试，选择站址时尽量避开此类地区，也可与干扰发射源的经营者协商采用移频等
措施。
3
许多CDMA基站一对一地复用现有的GSM网络基站，这样可以降低运营商的成本。
因此，在基站建设时，必须注意两系统间的天线隔离度。
假设：天线1最大辐射方向增益为G1（dBi），在a1度方向（天线1的最大指向与天线
1和天线2的连线方向夹角）的副瓣电平为SL1；天线2最大辐射方向增益为G2（dBi），
在a2度方向（天线2的最大指向与天线2和天线1的连线方向夹角）的副瓣电平为SL2（dBp，
相对于主波束，取负值），水平间隔为dh。
则水平方向隔离度计算方法：
HI = -22-20log（dh/λ）+（G1+G2）+（SL1+SL2）（dB）  （1）
若全为全向天线，SL1 = SL2 = 0（dB）
式中：λ为工作波长，近似远场处理。
式（1）适用于远场条件，天线距离必须满足，此时误差约±0.5dB。
dh＞〔（L1+L2）2/
λ〕
其中：L1、L2为两个天线的最大尺寸。
当两个天线距离较近时，利用式（1）计算误差较大，它会比实测隔离度偏小约6-10dB。
同理，垂直方向隔离度的计算方法： VI = -（28+40log（dv/λ））+（g1+g2）dB
其中：g1为天线1在天线2方向的增益，g2为天线2在天线1方向的增益，dv是垂直
间隔，通常基站天线可以近似取值g1 = g2 = 0dBi。
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※  进行路测，根据实际情况，调整相关小区的基站发射功率、天线倾角、邻区关系、
切换参数或调整PN规划等来避免干扰；
※  用频谱仪分析，找出干扰频点，进一步查找干扰源；
※  进行功率控制，如对于越区覆盖情况可采用这一方法；
※  解决设备问题（如TRX板自激）。
5
在实际情况下，信号中还可能有强到能产生干扰的谐波，针对此类干扰需要用天线隔离
和滤波器抑制的方法才能实现避免。


综上所述，CDMA网络中存在着不同来源的干扰，通过频谱分析仪等方法可以对干扰
进行测试，也可通过不同的手段和方法对其进行定位，并且可以通过适当的方法来排除或避
免这些干扰。在文章的最后，我们给出的几种排除干扰的办法，对实际工程具有一定的参考
意义。
（屈琴  李忠东）