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互調(diào)干擾:是指幾個不同頻率的信號通過非線性電路時,會產(chǎn)生與有用信號頻率相同或相近的頻率組合,而對通信系統(tǒng)構(gòu)成的一種干擾。根據(jù)IS95規(guī)范和國家無委的檢測標(biāo)準(zhǔn),GSM直放站產(chǎn)生的雜散和互調(diào)信號在9KHz-1GHz時小于-36dBm,在1GHz-12.75GHz時小于-30dBm。
在移動通信系統(tǒng)中,互調(diào)產(chǎn)生的原因有三方面:發(fā)信機(jī)互調(diào)、接收機(jī)互調(diào)和外部效應(yīng)引起的互調(diào)。
直放站的雜散和互調(diào)的產(chǎn)生主要來自于直放站內(nèi)部的功放模塊。發(fā)射機(jī)互調(diào)是由于直放站在多個發(fā)信機(jī)(載波)同時工作時,因合路器系統(tǒng)的隔離度不夠而導(dǎo)致信號相互耦合,干擾信號侵入發(fā)射機(jī)末級功率放大器,從而與有用信號之間合成互調(diào)產(chǎn)物,并隨有用信號發(fā)射,造成干擾。接收機(jī)互調(diào)主要是由高放級以及第一混頻級電路的非線性所引起。外部效應(yīng)引起的互調(diào)主要是由于發(fā)射機(jī)饋線、高頻濾波器等無源電路接觸不良,以及由于異種金屬的接觸部分非線性等原因,使強(qiáng)電場的發(fā)散信號引起互調(diào),產(chǎn)生干擾源。
當(dāng)有多個頻率信號通過非線性電路時,便會相互調(diào)制產(chǎn)生互調(diào)失真,以二階和三階失真幅度為最大,階數(shù)越高失真越小。二階互調(diào)fa+fb、fa-fb等,因其頻率遠(yuǎn)離主導(dǎo)信號頻率fa、fb,可不考慮:三階互調(diào)的兩種模型2fa-fb、fa+fb-fc,因其頻率接近或等于主導(dǎo)信號頻率,對通信的影響最大;三階以上互調(diào)失真幅度較小,均可不考慮。移動通信設(shè)備主要考慮三階互調(diào)的影響。
(1)互調(diào)干擾對系統(tǒng)的影響:
對其它運(yùn)營商的影響:當(dāng)一個運(yùn)營商(移動或聯(lián)通)開通了一臺雜散和互調(diào)較高的直放站時,互調(diào)和雜散信號落在本運(yùn)營商的頻帶外,會對附近另一個運(yùn)營商的下行信號造成同頻干擾。
如:運(yùn)營商A欲在一四層樓上安裝一臺直放站,雜散和互調(diào)為-36dBm(滿足無委指標(biāo)),雜散和互調(diào)信號和有用信號一起通過17dBi的業(yè)務(wù)天線發(fā)射,那么雜散和互調(diào)信號在天線正面的輸出強(qiáng)度為-18dBm,根據(jù)自由空間無線信號傳播公式可知,相距10米衰減大約50dB,相距100米衰減大約70dB,相距1公里大約衰減90dB;可以算出對其它運(yùn)營商的下行信號帶來的同頻干擾。在無阻擋環(huán)境下天線正前方100米以內(nèi)同頻干擾大于-88dBm,這時如果另一運(yùn)營商的信號強(qiáng)度低于-79dBm,使得載波干擾比低于9,就會造成無法接通的情況發(fā)生。因此,在做室內(nèi)或室外直放站工程時,控制各運(yùn)營商的設(shè)備及天線的距離,對避免干擾非常重要。
2)對相鄰基站小區(qū)的影響:
在使用大功率寬帶直放站時,互調(diào)指標(biāo)比較高,由于帶寬選擇直放站所有的信道都共用一個功放模塊,而后級的濾波器是一個寬帶濾波器,對通帶內(nèi)的互調(diào)信號沒有抑制作用,因此很難滿足IS95規(guī)范對互調(diào)信號的要求。如果恰好能接收到附近本運(yùn)營商基站的同頻信號,輸出時后級寬帶濾波器對它們不產(chǎn)生任何抑制,那么會產(chǎn)生嚴(yán)重的同頻干擾。
假設(shè)直放站輸出功率10W,一般三階互調(diào)40dBc,三階互調(diào)實(shí)際輸出電平(0dBm),如施主基站使用80、84兩個載波,三階互調(diào)信號就回落在76和89兩個載波上,通過17dBi的天線向外發(fā)射,那么在業(yè)務(wù)天線前方使用76和89載波的基站就會受到不同程度的同頻干擾,造成掉話率升高,切換失敗率提高等問題。
(3)對自身上行信號的影響
直放站下行功放產(chǎn)生的雜散和互調(diào)信號通過直放站內(nèi)部的雙工器進(jìn)入上行信道,如果此信號過高就會嚴(yán)重干擾上行信號,造成直放站的覆蓋范圍降低。
如:直放站的雜散和互調(diào)為-36dBm(滿足無委指標(biāo)),雙工器的隔離度為70dB,下行功放產(chǎn)生的雜散和互調(diào)對上行信道的干擾為-106dBm,再加上直放站的噪聲系數(shù)5dB,噪聲電平達(dá)到-101dBm,為保證GSM要求的最小載干比9dB,所需最小上行信號電平應(yīng)大于-92dBm。假如直放站輸出功率每載波5W(37dBm),手機(jī)最大輸出功率2W(33dBm),那么直放站實(shí)際覆蓋距離是下行信號電平為-87dBm,低于此電平值,手機(jī)用戶將會因?yàn)樯闲墟溌沸旁氡炔粔蚨鵁o法通話。
2解決方法
通過上述分析可知,影響上行輸出的互調(diào)因素有兩個:設(shè)備本身的線性度和ALC控制電平。為避免產(chǎn)生三階互調(diào),可采用下面的辦法
(1)選擇適當(dāng)?shù)念l點(diǎn)組合。拉開頻距選用無三階互調(diào)頻道點(diǎn)組工作,使三階互調(diào)不會落在所使用的頻點(diǎn)內(nèi);
(2)采用自動增益(功率)控制(APC)技術(shù),實(shí)時減小發(fā)射功率以減低互調(diào)電平,使其不至于落入有源器件的非線性區(qū)。
(3)提高收信機(jī)前端的選擇性,抑制干擾信號;改善收信機(jī)輸入級的線性度,提高互調(diào)抗拒比;提高功放的選擇性
在GSM網(wǎng)絡(luò)中,引入直放站設(shè)備控制小區(qū)無線覆蓋范圍,協(xié)調(diào)好全網(wǎng)的頻道干擾,在工程的設(shè)計和建設(shè)當(dāng)中,應(yīng)根據(jù)工程的具體情況選擇適當(dāng)?shù)目垢蓴_方法(如設(shè)備的選型、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整)。直放站覆蓋好壞主要體現(xiàn)在使用效果、設(shè)備性能指標(biāo)、穩(wěn)定性、不影響網(wǎng)絡(luò)參數(shù)上,不能單純追求下行的大功率,應(yīng)盡量設(shè)在相對隔離區(qū)域,選擇合適的基站作為信號源,以免產(chǎn)生無線干擾。
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