小靈通通信干擾的測(cè)試分析與研究

摘要

　　目前小靈通(PHS)網(wǎng)絡(luò)通信在國內(nèi)迅速發(fā)展，各種影響網(wǎng)絡(luò)性能的因素逐漸增多，其中來自外部干擾的影響較為突出，目前發(fā)現(xiàn)的干擾源有:工作在PHS頻段（1900～1990 MHz）的無線電干擾設(shè)備（電波屏蔽器設(shè)備又稱移動(dòng)電話阻斷器、會(huì)場(chǎng)凈化機(jī)、會(huì)議信息涉密場(chǎng)所保密機(jī)等）、模擬微波設(shè)備、數(shù)字微波設(shè)備、各種發(fā)射機(jī)諧波、廣譜干擾機(jī)等。對(duì)于現(xiàn)在廣泛采用的500mW小靈通(PHS)基站網(wǎng)絡(luò)，為保證基站的高接收靈敏度以實(shí)現(xiàn)上下行平衡，基站對(duì)上行干擾（噪聲）的要求非�？量�，同時(shí)500mW基站大多安裝在樓頂，其受干擾的機(jī)會(huì)也相應(yīng)增加，所有這些因素使得小靈通(PHS)網(wǎng)絡(luò)，受系統(tǒng)外部干擾非常敏感。 本文主要介紹電波屏蔽器設(shè)備對(duì)PHS小靈通基站干擾的案例，并對(duì)干擾原因、干擾分類、干擾測(cè)試三方面進(jìn)行分析研究，提出解決此類干擾的對(duì)策。使讀者充分認(rèn)識(shí)小靈通(PHS)網(wǎng)絡(luò)受外部干擾的危害。

關(guān)鍵詞

小靈通 通信 干擾 測(cè)試

小靈通基站受干擾案例

　　2004年7月15日，遼寧省遼陽市無線電管理委員會(huì)辦公室接到用戶投訴反映遼化石化設(shè)計(jì)院和幼兒園附近PHS小靈通信號(hào)變?nèi)跚矣行盘?hào)時(shí)向外撥打電話困難。接到投訴后，韓錫明副局長(zhǎng)非常重視，立即派無委辦、遼陽網(wǎng)通公司技術(shù)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)其附近有三個(gè)基站，基站編號(hào)分別為F040、F045、F046，到現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)基站LCCH紅燈常亮，對(duì)基站進(jìn)行程序刷卡不成功，通過在網(wǎng)管調(diào)整相關(guān)參數(shù)，基站的BLOCK現(xiàn)象解除，但用戶仍反映撥打電話困難或不能打電話，通過采用多種方法處理仍不能解決問題，于是懷疑是否有外部干擾影響。




　　第二天，我們?cè)俅螌?duì)故障基站周圍進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，首先在遼化光華小區(qū)1722＃附近進(jìn)行撥打測(cè)試，并用PHS-35C測(cè)試同步情況和跟蹤撥打測(cè)試流程，發(fā)現(xiàn)同步情況基本正常（見圖1），撥打測(cè)試發(fā)現(xiàn)手機(jī)對(duì)基站的請(qǐng)求幾乎沒有響應(yīng)，一直提示time's up（見圖2），而且發(fā)現(xiàn)在基站下方信號(hào)很強(qiáng)達(dá)到60 dB以上時(shí)有時(shí)可以打電話，在40～50 dB時(shí)撥打電話就非常困難，我們?cè)谂懦�了基站故障和線序以及無線和有線通道故障，并排除了在相鄰PA區(qū)CS所在CSC的位置相同會(huì)引起信號(hào)衰弱的情況下，我們也開始懷疑是否有外部干擾，于是通過PHS-35C的RES MON功能進(jìn)行外部干擾測(cè)試，測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)在這三個(gè)用戶投訴較多的基站周圍存在外部干擾。后來又從網(wǎng)管提取這三個(gè)基站的Running-log進(jìn)行分析，確定了在投訴區(qū)周圍確實(shí)存在外部干擾源，外部干擾源的具體位置，有待進(jìn)一步查找。表1是三個(gè)受影響最大的基站的情況說明。

　　小靈通(PHS)外部干擾分類簡(jiǎn)介

　　2.1 按干擾的方法可分為

　　全頻段掃頻干擾，

　　上行信號(hào)干擾，

　　下行信號(hào)干擾，

　　噪聲干擾。

　　2.2 按干擾頻譜特性與時(shí)變特性可分為

　　2.2.1 CCH干擾

　　此類干擾對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制載頻（通常為26號(hào)頻點(diǎn)，中心頻率1902.65 MHz）存在影響，但卻未影響或僅部分影響TCH頻點(diǎn)，其造成的現(xiàn)象是手機(jī)有信號(hào)打不了電話，在此嚴(yán)重情況下，受干擾的基站將被BLOCK;也可造成手機(jī)在空閑時(shí)頻繁脫網(wǎng)，其在話務(wù)數(shù)據(jù)上的表現(xiàn)卻十分隱蔽。由于手機(jī)在CCH上的接入性能無法通過單個(gè)基站話務(wù)數(shù)據(jù)分析，在手機(jī)占用TCH階段，由于TCH頻點(diǎn)未被完全干擾，而基站具備的干擾規(guī)避算法（DCA）可自動(dòng)選擇未受干擾的TCH頻點(diǎn)用于通話，在話務(wù)負(fù)荷不高的區(qū)域內(nèi)此類干擾情況無法通過從TCH頻率阻塞率、TCH切換率、LCHRe-request率等指標(biāo)得到確認(rèn)。雖然尋呼響應(yīng)率（需要以尋呼區(qū)為單元考察）的下降可以反映這種干擾的存在，但若干擾源影響范圍僅為受影響尋呼區(qū)（PA）的部分基站，則問題也被隱藏起來。對(duì)于大部分CCH干擾源，可以通過running log時(shí)隙數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)干擾，其現(xiàn)象是基站所有上行時(shí)隙的接收電平皆高且基本一致。

　　2.2.2 TCH干擾

　　此類干擾覆蓋(或基本覆蓋)整個(gè)TCH范圍，卻沒有影響到26號(hào)控制頻點(diǎn)，其造成的影響是手機(jī)有信號(hào)卻打不了電話以及通話時(shí)頻繁切換同時(shí)話音質(zhì)量惡化；由于手機(jī)能順利接入CCH，造成TCH話務(wù)統(tǒng)計(jì)，我們可以看到此類干擾對(duì)基站話務(wù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)影響較大，基站的LCHRe-request率、TCH切換率、TCH頻率阻塞率、TCH上行誤碼率等都有顯著的異常表現(xiàn)，通�？筛鶕�(jù)這些指標(biāo)的區(qū)域性異常判斷網(wǎng)絡(luò)中是否存在干擾（需要排除同步異常）。

　　2.2.3 全頻帶干擾

　　該類干擾覆蓋整個(gè)PHS頻段，影響面為以上兩種的綜合，干擾源多為人為設(shè)置的廣譜干擾發(fā)射機(jī)，通常在加油站、政府機(jī)關(guān)、軍事機(jī)構(gòu)附近存在，其目的是限制其干擾范圍內(nèi)手機(jī)的正常通信，雖然該類干擾對(duì)正常通信的影響最大，但通常其干擾范圍有限，僅影響個(gè)別基站的服務(wù)性能。

　　2.2.4 持續(xù)干擾與突發(fā)干擾

　　如果干擾源在指定頻率上的干擾信號(hào)幅度不隨時(shí)間變化，則稱其為持續(xù)干擾，早期模擬調(diào)制微波設(shè)備以及大部分干擾機(jī)均屬于這種干擾源，這樣的干擾源易通過PHS35儀表現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，也有利于PHS基站自動(dòng)規(guī)避受干擾的TCH頻點(diǎn)。現(xiàn)代數(shù)字微波設(shè)備普遍采用QAM調(diào)制方式及跳頻通信以實(shí)現(xiàn)高的抗干擾指標(biāo)，稱這種信號(hào)幅度在時(shí)間上離散的干擾為突發(fā)干擾，突發(fā)干擾對(duì)PHS網(wǎng)絡(luò)造成了較為嚴(yán)重的影響，當(dāng)PHS基站檢測(cè)信道噪聲電平的周期小于突發(fā)干擾周期時(shí)，PHS基站無法在進(jìn)行TCH分配時(shí)對(duì)干擾信號(hào)規(guī)避，影響了TCH的接入與服務(wù)性能，這類突發(fā)干擾源測(cè)試需要更專業(yè)的儀表的配合。

　　小靈通基站外部干擾測(cè)試分析與研究

　　3.1 干擾測(cè)試分析所需技術(shù)參數(shù)

　　在PHS手機(jī)與基站接收端，信號(hào)和干擾同時(shí)存在，可用載干比（C/I）衡量信道質(zhì)量，C/I=載波電平(dBu)-干擾電平(dBu)，C/I值越大，說明載波信號(hào)相對(duì)于干擾越強(qiáng)，信道質(zhì)量也越好。PHS空中接口采用π/4 QPSK調(diào)制方式，正確解調(diào)該信號(hào)要求C/I應(yīng)大于15dB。

　　圖3是受干擾最嚴(yán)重的三個(gè)基站與干擾源（加油站）的位置關(guān)系圖: 加油站距三個(gè)基站的直線距離均為100M左右，而且都可以直視看到。

　　3．1．1 HS35C的RES-MON功能測(cè)試和WAVE波形圖分析

　　首先給出正常網(wǎng)絡(luò)無外部干擾的圖形,以便對(duì)比分析。圖4是無外部干擾時(shí)用REN MON功能測(cè)試的圖形，可以看出基站信號(hào)分布均勻，無雜散信號(hào)。



　　圖5是正常網(wǎng)絡(luò)的WAVE圖形，可以看出信號(hào)分布均勻，2.5ms～5ms之間為凈音區(qū)。

　　3.1.2 加油站位置測(cè)試分析



　　圖6是在加油站位置的RES MON圖形，可以看出這里的PHS頻點(diǎn)已經(jīng)被完全占用，甚至已經(jīng)超出了PHS的頻點(diǎn)范圍，屬于全頻帶干擾。

　　另外發(fā)現(xiàn)在這里小靈通信號(hào)時(shí)有時(shí)無，后來用北京世紀(jì)易達(dá)的路測(cè)設(shè)備進(jìn)行頻點(diǎn)測(cè)試發(fā)現(xiàn),這里信號(hào)有時(shí)完全屏蔽，有時(shí)又很正常，而且信號(hào)隨時(shí)間一直在變化，由此可以斷定這里應(yīng)該存在突發(fā)性的干擾源。



　　圖7是在加油站附近測(cè)試到的WAVE圖形，可以看出上行時(shí)隙已經(jīng)被完全干擾，而且信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到甚至超過40dB,造成C/I值小于15，因此在這里幾乎不能打電話，又由于是突發(fā)性干擾，所以有時(shí)又可以打電話。

　　3.1.3 F040:光華小區(qū)1722#樓位置測(cè)試分析



　　圖8是在1722＃樓旁邊測(cè)試的干擾圖形，可以看出此基站已經(jīng)受到很嚴(yán)重干擾，但在基站可以直射到的地方,信號(hào)很強(qiáng)時(shí)有時(shí)還可以通話，等到了房間里，信號(hào)還是40dB左右時(shí)，由于C/I值下降到小于15dB，手機(jī)幾乎不能打電話，與用戶投訴現(xiàn)象相符合。

　　3.1.4 F046:石化設(shè)計(jì)院位置測(cè)試分析



　　圖9是在石化設(shè)計(jì)院旁邊道路上測(cè)試到的信號(hào)圖形，很明顯也受到了外部干擾，所以造成了在幼兒園附近此基站直射信號(hào)很強(qiáng)時(shí)，載干比C/I能滿足要求的情況下尚可打電話，但到了辦公室后由于C/I值下降到小于15dB，手機(jī)幾乎不能打電話。

　　3.1.5 F045:承租公寓6＃樓位置測(cè)試分析

　　圖10是在承租公寓6＃樓位置測(cè)試到的圖形，此基站同樣受到外部干擾，所以造成了在此基站附近撥打電話困難的現(xiàn)象。

　　3.2 使用CSPA對(duì)running log數(shù)據(jù)進(jìn)行圖形分析

　　首先給出正常基站的圖形如圖11:可以看出下行信號(hào)明顯高于上行信號(hào)。




　　下面給出F040、F045、F046三個(gè)基站的分析圖形。FC040受到的干擾最嚴(yán)重，C/I幾乎為零，偶爾會(huì)高些，所以打電話最困難，如圖12;FC045和FC046受到干擾的圖形基本一樣，如圖13，從上面嚴(yán)重受干擾的圖形可以看出上述三個(gè)基站的T-ch和C-ch均被嚴(yán)重干擾，基站所有上行時(shí)隙的接收電平皆高且基本一致，所以造成了基站的BLOCK,只有通過強(qiáng)制性手段將基站開啟，但根本不能解決問題。另外通過上述方法的分析發(fā)現(xiàn)宏偉局CSC1-4、14、15、18、19,CSC2-4、6、7也受到了不同程度相對(duì)較小的外部干擾的影響。

　　小靈通基站外部干擾解決措施

　　經(jīng)過PHS35C和世紀(jì)易達(dá)路測(cè)軟件的多方位的測(cè)試，已經(jīng)基本上確定了信號(hào)干擾源是在附近的加油站，該加油站為了防止用戶在加油站附近打電話造成危險(xiǎn)而設(shè)置了干擾手機(jī)信號(hào)的發(fā)射機(jī)，圖14、圖15是現(xiàn)場(chǎng)拍攝到的發(fā)射干擾信號(hào)源的設(shè)備。小靈通手機(jī)在這里信號(hào)時(shí)有時(shí)無，幾乎不能通話。干擾信號(hào)發(fā)射器安裝在加油站辦公室立柱上，見圖14藍(lán)框內(nèi)立柱上白色設(shè)備。圖15是從近處拍攝到的干擾信號(hào)發(fā)射器，可以看到像天線式的發(fā)射器，此設(shè)備就是手機(jī)干擾信號(hào)發(fā)射器，是小靈通(PHS)基站外部受干擾的信號(hào)源。



　　規(guī)范遼陽市電波屏蔽器設(shè)備管理的幾點(diǎn)措施——

　　1.對(duì)部分加油站、加氣站、液化罐裝站、電業(yè)等場(chǎng)所未經(jīng)市無線電管理部門審核檢測(cè)批準(zhǔn)設(shè)置的電波屏蔽器，應(yīng)立即關(guān)機(jī)停止使用并自行拆除，逾期不拆除者，市無線電管理委員會(huì)辦公室將會(huì)同有關(guān)部門強(qiáng)行拆除，并按國家無線電管理的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行嚴(yán)厲處罰。

　　2.明示各級(jí)公安消防機(jī)構(gòu)立即停止推廣使用非國標(biāo)電波屏蔽器設(shè)備。

　　3.各單位和部門今后確實(shí)需要安裝設(shè)置電波屏蔽器的，必須符合無線電管理的規(guī)范要求，必須符合國家的技術(shù)指標(biāo)，必須持有國家無線電管理機(jī)構(gòu)核發(fā)的“無線電發(fā)射設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)證”，電波屏蔽器設(shè)備的標(biāo)牌上必須標(biāo)明無線電發(fā)射設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)代碼，并經(jīng)市無線電管理委員會(huì)辦公室檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)后，方可使用。

　　4.會(huì)議電波屏蔽器的安裝只限于召開涉密會(huì)議的場(chǎng)所，經(jīng)單位或部門有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)在涉密會(huì)議期間使用，其他場(chǎng)所非涉密會(huì)議期間禁止安裝使用。

　　5.涉密會(huì)議場(chǎng)所使用的電波屏蔽器必須采用經(jīng)國家保密工作主管部門鑒定、推薦使用的產(chǎn)品。需購置安裝使用電波屏蔽器的單位和部門，必須事先向市保密工作部門提出書面申請(qǐng)，經(jīng)審核批準(zhǔn)后，方可安裝使用。保密工作部門對(duì)審核批準(zhǔn)的會(huì)議電波屏蔽器的設(shè)置，建立數(shù)據(jù)庫，實(shí)施監(jiān)督檢查。

　　6.會(huì)議電波屏蔽器安裝使用前，市保密工作部門應(yīng)會(huì)同市無線電管理委員會(huì)辦公室，對(duì)電波屏蔽器技術(shù)指標(biāo)和覆蓋范圍進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，防止超范圍覆蓋或?qū)ι婷軙?huì)議場(chǎng)所以外的正常移動(dòng)通信產(chǎn)生干擾。經(jīng)檢測(cè)，符合相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)和覆蓋范圍要求后，方可投入使用。如遇特殊情況，由上述職能部門協(xié)商解決。

　　7.會(huì)議電波屏蔽器的使用必須由各單位保密委員會(huì)（保密領(lǐng)導(dǎo)小組）指定專門人員負(fù)責(zé)，建立必要的管理制度，并加強(qiáng)對(duì)會(huì)議電波屏蔽器的日常維護(hù)和管理。

　　8.經(jīng)允許設(shè)置使用電波屏蔽器的單位，應(yīng)積極配合市無線電管理部門的監(jiān)督、檢查和檢測(cè)，嚴(yán)格執(zhí)行上述各項(xiàng)管理規(guī)定。并在電波屏蔽器前端加功率衰減器并將鞭狀全向天線改為吸頂全向天線(如圖16)。



　　結(jié)束語

　　為使小靈通(PHS)基站正常工作，滿足用戶正常通話的需要，應(yīng)立即除掉信號(hào)干擾源，具體對(duì)策為:遼陽市無線電管理委員會(huì)辦公室根據(jù)《中華人民共和國無線電管理?xiàng)l例》第五章、第六章及國家信息產(chǎn)業(yè)部信部無[2001]439號(hào)、遼寧省消防局遼消防[2003]53號(hào)、遼寧省國家保密局遼寧省無線電管理委員會(huì)辦公室遼保局[2003]14號(hào)、國無管[1995]8號(hào)、國無管[1995]15號(hào)等文件規(guī)定的“任何單位不得對(duì)依法設(shè)置的無線電臺(tái)站（含移動(dòng)電話）施放無線電干擾（法律、法規(guī)另有規(guī)定的除外）”條文，強(qiáng)制性關(guān)閉該加油站手機(jī)干擾信號(hào)發(fā)射器的電源。至此遼陽小靈通(PHS)基站外部受干擾現(xiàn)象消失，小靈通(PHS)通信恢復(fù)正常。

參考文獻(xiàn)

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