CDMA干擾的測試定位與處理

摘要　在無線蜂窩通信系統(tǒng)中，不同的頻段分配給不同的通信系統(tǒng)導(dǎo)致系統(tǒng)間產(chǎn)生干擾，同時由于各系統(tǒng)采用不同的復(fù)用方法來提高頻譜效率，以增加系統(tǒng)容量，同時帶來了同/鄰頻干擾。另外，系統(tǒng)還存在由于電波傳播的多徑效應(yīng)造成的干擾等。無線干擾信號會給基站覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動通信帶來許多問題，如掉話、通話質(zhì)量差、信道擁塞等。主要介紹CDMA中可能出現(xiàn)的各種干擾及對這些干擾的定位和處理方法。

1、干擾來源

　　當(dāng)前，CDMA與GSM網(wǎng)絡(luò)共存于復(fù)雜的無線環(huán)境中，并將持續(xù)下去。與此同時，其他無線射頻設(shè)備，如數(shù)字視頻廣播、無線局域網(wǎng)等又會產(chǎn)生新的可能使通信服務(wù)中斷的信號。與第二代頻分復(fù)用的GSM網(wǎng)絡(luò)相比，CDMA網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計更為復(fù)雜。由于CDMA是一個自干擾系統(tǒng)，其信號都共享相同的頻率，用戶與用戶、小區(qū)與小區(qū)間均不能互相構(gòu)成干擾，鏈路性能和系統(tǒng)容量則取決于干擾功率的控制結(jié)果。因此，干擾分析、功率配置等工作尤顯重要。同時，干擾不但依賴于主小區(qū)和相鄰小區(qū)的業(yè)務(wù)情況，而且也深受外部干擾源的影響。

　�。�1）本小區(qū)和鄰小區(qū)的干擾

　　基于CDMA的通信系統(tǒng)不僅存在來自鄰區(qū)的信道干擾，還有本小區(qū)內(nèi)的信道干擾，因此在系統(tǒng)設(shè)計中就要限制此干擾，以得到最大容量。

　�。�2）無線網(wǎng)絡(luò)中可能遇到的外部干擾

　　目前，可能造成外部干擾的原因正不斷增多，有些顯而易見，易跟蹤；有些則非常細微，難以識別。雖然，在設(shè)計無線系統(tǒng)時可提供一定的保護，但多數(shù)情況下只能在源頭處對干擾信號進行控制。一般干擾信號只影響接收器，即使在物理上接近發(fā)射器，發(fā)射也不會受其影響。以下最常見的干擾源，在實際情況中就可確定從何處著手，應(yīng)注意的是，大多數(shù)干擾源來自于基站外部，即在直接控制范圍之外。

　　①非法發(fā)射器：非法運營商在沒有得到許可的情況下，在同一個頻段上發(fā)射信號。

　�、诟采w區(qū)域重迭：使用網(wǎng)絡(luò)或其覆蓋區(qū)域，在一個或多個通道上超過規(guī)定范圍。天線傾斜不正確、發(fā)射功率過大或環(huán)境變化等都會引起覆蓋區(qū)域重迭。

　�、坌盘柣フ{(diào)：兩個或兩個以上的信號混在一起后會形成新的調(diào)制信號。最常見的互調(diào)是三次信號，如兩個間隔為1 MHz的信號會在原高頻信號之上1 MHz，低頻信號之下1 MHz，各產(chǎn)生一個新信號，即若原來兩個信號各處于800 MHz和801 MHz頻段，將在799 MHz和802 MHz出現(xiàn)三次信號。

　　④雷達站：有些七、八十年代設(shè)計的分米波雷達，使用的頻率與800 M的CDMA系統(tǒng)相近，由于其發(fā)射功率非常大，功率等級一般都在幾十到幾百千瓦范圍內(nèi)，其帶外雜散比較大，也很容易對附近的蜂窩基站造成干擾。

　�、輳V播發(fā)射器諧波：大功率源如商業(yè)廣播電臺等會產(chǎn)生大功率信號諧波，影響附近的移動通信發(fā)射器。

　　⑥AMPS無退網(wǎng)：原有AMPS系統(tǒng)與CDMA2000 1x目前使用的一段頻譜重合，若個別地區(qū)存在AMPS頻段未清退干凈，則對目前聯(lián)通使用的800 M頻段下的CDMA2000 1X系統(tǒng)會造成干擾。

　　⑦微波傳輸：很多地方存在大量用于傳輸?shù)奈⒉ㄦ溌�，這些微波傳輸處于比較高的頻段（2G左右的），對于使用2000 M左右頻段的系統(tǒng)就會存在干擾。

2、干擾的測試定位

　　干擾給系統(tǒng)帶來很大影響，尤其當(dāng)干擾嚴(yán)重時，會對手機上網(wǎng)、呼叫和切換產(chǎn)生影響；另外，若在接收頻段內(nèi)存在干擾，對接收機的靈敏度也會造成影響，將系統(tǒng)接收噪聲電平抬高。

　　干擾的測試和定位非常重要，貫穿于前期規(guī)劃到后期優(yōu)化的全過程。在無線規(guī)劃設(shè)計階段，要考慮為保證CDMA系統(tǒng)正常運行，必須充分保護頻帶及使保護區(qū)方位維持清潔，并使用相應(yīng)設(shè)備進行測試，為后期網(wǎng)絡(luò)的正常運行做準(zhǔn)備；基站建設(shè)完成后的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化階段，也要對干擾進行測試，避免其影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，造成不必要的損失。

　　在進行干擾測試前，應(yīng)先充分了解當(dāng)?shù)責(zé)o線頻段劃分和企業(yè)使用無線電設(shè)備的情況。在測試前要確定測試時間和地點，準(zhǔn)備儀器、天線、車輛、GPS和指北針等。

　　①可選用頻譜分析儀為測試干擾信號的主要工具，作為高性能的寬帶信號接收機，它可顯示接收信號的頻譜。對于不同型號的頻譜儀有不同接收頻段和接收靈敏度，應(yīng)正確使用好頻譜儀。泰克公司的YBT250就是比較出色的測試儀器之一。為精確測試干擾信號，YBT250干擾選件最低測試電平達-130 dBm，可非常精確的測試干擾信號，以分析小區(qū)射頻特性。

　　②觀察頻譜儀的頻譜分布情況，查出異常的干擾信號。在初步確定存在干擾后，可通過定向天線調(diào)整天線方向，并根據(jù)信號強度大致確定干擾源的位置。測試地點應(yīng)選擇基站天線架設(shè)的位置，考慮測試工作量，最好選擇當(dāng)?shù)鼐哂兄聘唿c特征的建筑物頂層或原有的鐵塔上，天線可選用便攜式小天線或基站天線。對于下行鏈路電磁干擾測試，除在前面的測試條件測試外，還應(yīng)在小區(qū)的覆蓋范圍內(nèi)選擇一定數(shù)量的典型點進行測試，實際測試時分為定點和驅(qū)車測試，天線選用便攜式小天線；驅(qū)車測試可在小區(qū)覆蓋的主要街道進行慢速行使，發(fā)現(xiàn)強干擾后進行下行定點測試，并與制高點測試情況進行比較。

　�、鄢�使用上述設(shè)備外，當(dāng)具體定位干擾方位時，可借助天線進行：一般全向天線可用于電磁干擾的測量，但不利于干擾源的定位，而定向天線則可用于干擾源的搜索。天線的方向性越強，增益越高，搜索能力就越強，因此最好使用頻帶寬、增益高、方向性強的寬頻帶的對數(shù)周期天線。常用定向的天線有板狀天線、八木天線、對數(shù)周期天線。

　　在基站建設(shè)完成后，進入網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化階段，可通過以下方法進行定位：

　�、俨榭椿�站接收功率：一般情況下基站接收功率小于-105 dBm，即使多個業(yè)務(wù)時接收功率的平均值一般也不會超過-95 dBm。

　�、诔醪脚袛嗲跋蚋蓴_：在手機上看到導(dǎo)頻Ec/Io下降而手機接收功率上升，這就表示前向鏈路有干擾，會造成掉話等問題。由于干擾，導(dǎo)頻強度會變得很差，若前向鏈路不能再被解調(diào)，手機就會關(guān)閉其發(fā)射機。當(dāng)此前向干擾時間較長，超過手機定時器時間，計時器為O時，手機重新初始化。

　　產(chǎn)生前向干擾的原因有：

　�、貱DMA干擾造成切換失敗。在手機重初始化并進入新PN后，掉話歸因于切換失敗。這是最普遍的前向鏈路干擾掉話情況。

　�、谀骋惶幱陂]塞狀態(tài)的基站突然解閉，對周圍的基站形成較大的前向干擾，造成周圍基站的部分呼叫掉話。

　�、蹚慕邮召|(zhì)量FER判斷是否有干擾存在。若手機長時間進入搜索狀態(tài)（如超過10秒），則很有可能是由于存在不能被手機利用的干擾源，導(dǎo)致FER高（如AMPS系統(tǒng)、微波發(fā)射等），引起掉話等問題。

　　④通過頻譜儀分析進一步查出是否存在其他外界干擾源。

　�、萃ㄟ^路測發(fā)現(xiàn)干擾。檢查干擾路段和信號質(zhì)量分布，分析哪些小區(qū)信號的重迭覆蓋引起了干擾，哪些是由于存在越區(qū)覆蓋導(dǎo)致的干擾。

3、干擾的處理

　　在對干擾進行測試和初步定位后，需再對其進行一定的處理和排除，可采用以下常用的方法：

　�、偾孱l：CDMA系統(tǒng)所用頻段及保護帶不可被其他無線信號占用。在實際網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，針對建設(shè)環(huán)境進行仔細測試后，可就頻段內(nèi)的非法干擾向無線電委員會申請清頻。

　　②規(guī)避頻段外的干擾（主要干擾）：包括一些與接收器頻率相近而不相同的強信號，強度很大，足以影響輸入。因為接收器輸入濾波器會濾掉其他相差太遠的信號，所以，這些信號通常很接近預(yù)定頻率。接收器由此受到兩種影響：

　　a）前端阻塞：由于強信號進入接收器導(dǎo)致第一級（前置放大器或混頻器）過載完全飽和，使得更強信號無法接收。

　　b）減感效應(yīng)：附近的信號進入接收器后被自動增益控制（AGC）發(fā)現(xiàn)或啟動限制器電路，造成增益下降。接收器表現(xiàn)得就像是靈敏度降低，因此微弱信號會丟失，對強信號的信噪比也將減小。

　　針對此類干擾可在規(guī)劃時進行一定的規(guī)避，在基站站址選取時要對周邊環(huán)境進行一定的了解和測試，并盡量在選擇站址時避開此類地區(qū)；也可與干擾發(fā)射源的經(jīng)營者進行協(xié)商，進行移頻或采取其他措施。

　�、劾�用共站址的天線隔離度來減少干擾：很多CDMA基站一對一地復(fù)用現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)的基站，可降低運營商的成本。因此，在基站建設(shè)時需注意兩系統(tǒng)間的天線隔離度：假設(shè)天線1最大輻射方向增益為G1（dBi），在α1度方向（天線1的最大指向與天線1和天線2的連線方向夾角）的副瓣電平為SL1，天線2最大輻射方向增益為G2（dBi），在α2度方向（天線2的最大指向與天線2和天線1的連線方向夾角）的副瓣電平為SL2（dBp，相對于主波束，取負值），水平間隔為dh，則水平方向隔離度計算：

　　H1=-22-20log（dh/λ）+（G1+G2）+（SL1+SL2）（dB）　�。�1）

　　若全為全向天線，SL1=SL2=0（dB），式中λ為工作波長，（近似遠場處理）。式（1）適用遠場條件，天線距離必須滿足（此時誤差約±O.5dB）：dh＞[（L1+L2）2/λ]，其中，L1、L2為兩個天線的最大尺寸。

　　當(dāng)兩個天線距離較近時，利用式（1）計算誤差較大（比實測隔離度偏小約6dB～10dB）。

　　同理，垂直方向隔離度計算：

　　V1=-[28+40log（dv/λ）]+（g1+g2）dB（g1為天線1在天線2方向的增益；g2為天線2在天線1方向的增益；通�；�站天線可以近似取值g1=g2=0；dv是垂直間隔）。

　�、苷{(diào)整網(wǎng)絡(luò)各參數(shù)避免干擾：

　　a）進行實際的路時，根據(jù)實際情況，調(diào)整相關(guān)小區(qū)的基站發(fā)射功率、天線傾角、鄰區(qū)關(guān)系、切換參數(shù)，或調(diào)整PN規(guī)劃等來避免干擾。

　　b）用頻譜儀分析，找出干擾頻點，進一步查出干擾源。

　　c）進行相應(yīng)的功率控制，如對于越區(qū)覆蓋情況就可采用。

　　d）解決設(shè)備問題（如TRX板自激等）。

　�、荼苊庵C波類干擾：在實際情況下，信號中還可能有強到能產(chǎn)生干擾的基頻諧波，且難以辨別其來源。針對此類干擾要用天線隔離和濾波器抑制才能實現(xiàn)避免。