无线电干扰躲避路径研讨

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本文作者：先巴才旦 单位：青海海西无线电管理处

在蜂窝移动通信系统中，抑制同频干扰的措施主要有：引入N频点特性及UpPCHShifting方案。N频点的引入，相邻小区的主载频配置互为异频，辅载频同频。这种组网方式有效地控制了同频小区间控制信道的干扰；在时分双工模式中，UpPCHshifting技术采用一种上行同步信道（UpPCH）灵活配置技术，来克服上述干扰。该方案将UpPCH配置在无线子帧的不同上行时隙的不同位置，从而使移动终端上行同步的成功率大幅提高。达到抑制干扰的目的。严格保持各发射载频相等，因为两载频严格相等时，拍频为零，也即采取传送同步或独立同步方式，使各蜂窝的发射频率同步。保持系统中各同频固定台调制信号的相位一致；在各台中，加装音频相移延迟网络，使所有的固定台与最远的固定台均有相等的时延，以尽量提高同量干扰下的信纳比。采取选用定向天线，合理地选择基站的位置，调整覆盖区的形状和方向，结合地形地物的屏蔽作用削弱有害方向的辐射等措施，最大限度地提高同频干扰防护比。调整存在同频干扰的邻近小区的频率，相同频率的两个蜂窝之间最小的距离应是通信距离的4～5倍。相邻扇区最好使用不同频率，当无法避免使用相同频率时，可以考虑采用极化隔离+方向隔离来达到隔离度的要求；采用分集接受技术，使用不连续发射（DTX）和跳频技术，GSM900系统中采用慢速跳频序列，随机地改变一个信道占有频道频率的技术。达到分离了来自其他小区的同频干扰的目的。采用智能天线也可以大幅提高载／干比，在频分多址（FDMA）技术中，智能天线接收系统与通常的三扇区基站相比，载／干比明显高于后者，相差近8dB，改善了基站的覆盖效果；在时分多址（TDMA）技术中，波束的智能切换可提高载／干比近6dB，同时提高了频率复用系数，增加了系统容量，通常接收机射频输入端同频道干扰保护比应大于或等于8dB。采取调整天线仰角的办法尽可能减小邻区的越区覆盖，可以有效降低邻区之间的同频干扰的，在大多数移动通信系统中，许多天线可辅助完成减少多址干扰、提高系统容量、简化功率控制、话务量均衡、降低系统成本等功效；增大频率隔离度。通过规划不同的扇区、不同的远端站使用不同的频率来达到频率隔离的目的。此外,卫星系统、部分地面干线微波所用频段和3.5GHz频段有重合,因此要解决共用的问题,避免干扰[3]。

邻道干扰及其抑制措施

邻道干扰就是指来自相邻波道的信号干扰。由于频带不够宽，有的发信机总要有部分频带与其他无线系统使用的频带相重叠，形成干扰。它是由于收信机选择性差，或者是邻道发信机发射带宽超宽（达到250kHz以上，正常为200kHz），落到左、右邻道的功率超过了规定值，从而对邻频道产生影响。邻道干扰主要是由于邻道发信机频带过宽、收信机带通滤波器与设计不匹配、选择性差等因素造成的。在蜂窝公众移动通信网中，邻频的干扰信号电平只要不大于主信号电平15dB，系统就不会受到邻频不同极化的频率干扰。抑制措施：对于前者，通过提高收、发信机的设备性能要求和技术指标来解决；而后者，只能以调整频带宽度，限制相邻频道发信机带宽的方法加以解决。

互调干扰及其抑制措施

互调干扰[3]是指当多个强信号同时进入接收机时，在接收机前端非线性电路作用下产生交调产物，互调产物频率落入接收机有用频带内造成的干扰。即为互调干扰。产生互调干扰的主要原因有：互调干扰产生主要是由接收机中高放管或混频管转移特性的非线性引起的。通信设备中某些电路的非线性，使本不该进行调制的若干信号，进行了交叉即相互调制，从而产生新的频率，造成对某个有用信号的干扰。此外，两部或多部发信机置于一处、发射天线水平间距或垂直间距不够、多信道共用系统基站、集中发射台的天线共用器的隔离度不良，以及由于天线、馈线、高频滤波器接触不良或不同金属相接触等非线性因素造成的相互调制产生锈栓效应等等，都有可能造成信号通过天线或其他途径侵入另一部发信机，互调干扰分为发信机互调、收信机互调和锈栓效应3类不同门限电平和阴影相关性对认知用户检测性能。

发信机互调：发信机的互调产生在发射机的最后一级放大器上，在有效的作用距离之内，当两发射机相互靠近，通过天线和其它途径发生空间耦合，发信机1的工作频率将会进入发信机2，并在后者的末级功率放大器的非线性作用下相互调制，产生不需要的交调频率组合，并随同有用信号发射出去，在收信机内反映出干扰。互调干扰中主要考虑三阶互调，尤其是三阶二型互调，其干扰幅值大，干扰影响严重。如：发信机1、2、3、…多部发信机之间的距离不能够满足标准值情况下，f1、f2、f3等工作频率之间将互相调制，产生交调频率组合，主要有三阶一型互调干扰2f1-f2、2f2-f1和三阶二型互调干扰1+f2-f3、f1+f3-f2、f2+f3-f1这些不需要的频率组合随同工作频率发射出去对收信机造成干扰。收信机互调：当两个或多个强干扰信号进入接收机前端时，由于其（主要是混频级）非线性作用，干扰信号彼此混频，结果生成可落入接收机通带内的互调产物并造成干扰。大多数情况下，直流项和大多数项的谐波、互调等离接收机工作时的选择频段（在f0、f1附近）比较远，会被滤掉，而2f2-f1项、2f1-f2项与f1和f2相对接近，中频滤波器由于选择带宽比较大，就会将有用信号和互调产物全部接收进来;从而，接收机的中频滤波器就会接收到这些无用的干扰信号。较严重的通常是三阶互调干扰。三阶互调中较严重的为：二信号三阶一型互调干扰和三信号三阶二型互调干扰。二信号三阶一型互调表达式：f0=2，f1-f2，或f0=2，f2-f1。二阶互调表达式：f0=f1+f2；f0=f1-f2。三信号三阶二型互调表达式：f0=f1+f2-f3。上式中，f1、f2、f3为不同发射机的频率。锈蚀螺栓效应：锈蚀螺栓效应是指由于高频滤波器、天线、馈线接头接触不良或异类金属相接引起的非线性，以及由于元器件的老化、各类接口氧化等原因导致的相互调制而引入的互调信号。这类互调干扰只要在严把设备质量关，适当采取防锈处理，改良金属件的接触；在运行中加强设备管理维护，一般都能够避免。

规避措施有：完全消除互调干扰是十分困难的，考虑到射频调谐电路特性，通常互调干扰引起的载波干扰比C／I不会超出规定的标准值，属于可接受干扰，在超短波波段，天线间垂直隔离9m、水平隔离270m以上，就可以认为无发射互调，可不予考虑。为减轻互调干扰的影响，可采取下述措施：加大发射天线之间的空间保护距离，以增大电台间的耦合损耗；加装单向器隔离，不让邻近天线的发射进入本发射系统；在接收机前端插入高Q谐振腔滤波器，让有用信号通过，对其余频率进行足够的衰减，以达到发信机输出信号低噪声高线性度的目的，最大限度压低互调分量电平。从改进通信网频率使用体制入手提高抗互调能力：一是利用分集接收技术，采用收、发信异频体制。二是研究地形特征及扇区覆盖方向，科学分配各频率，采取各种适当措施，对频率规划进行优化调整，频率划分配可能达到无互调频率序列。

杂散响应干扰(自身干扰)及其规避措施

发信机噪声，发信机噪声是以输出频率为中心，设备杂散发射对相邻频段的影响和功率泄露产生的无用能量对相邻频段通信设备造成的干扰。这种无用能量的大小，主要由输出频率振荡器、倍频器、调制器等的性能来决定的。发信机寄生辐射：发信机工作时产生的杂散辐射就是发信机寄生辐射，发信机的杂散辐射主要成因是多级倍频器的非线性及滤波特性的不完善，由于在移动通信中，VHF和UHF的频率是通过主振频率f0的二倍频（2f0）或三倍频（3f0）获得的。倍频器和倍频放大器在提升了载波信号频率的同时，会发生高频自激现象，从而会产生大量的谐波Kf0（K=1，2，3…）。此时发信机需要滤出基波和其他谐波分量，否则，这些谐波便随工作频率一起发射出去，导致生产大量的谐波干扰。产生的大量谐波会在发信机工作频率频带近邻的频带上产生。如果谐波频率十分接近有用信号频率（工作频率），干扰就越大。此外，检测设备不同的门限电平对于杂散辐射的扑捉也有影响[4]。收信机寄生响应：收信机寄生响应就是收信机接收其它无用频率信号的能力。抑制措施有：克服发信机的寄生辐射，首先振荡器的供电电源的选择也很关键，其次要使用高性能滤波器，三是要在可能的情况下尽量减少倍频次数或改变倍频顺序，避免发信机后面各级过载等等。在超外差收信机中，收信机寄生响应大多数情况下通过更改混频器的工作频率来解决。

结语

总之，查无线电干扰是个复杂的系统的过程，每一个环节都要依靠对无线电波传播特性和设备性能的深刻认识以及对天馈系统的深刻认识；要熟练掌握无线电在空中传播的变化规律。文中根据作者多年的实际工作经验，依据工作中利用各种无线电监测设备，在市区、郊区、乡镇、山地、林地等多种地形实时查处干扰，查找干信号源的方法，归纳出一些有效的规避干扰的经验、措施和方法。这些实用的方式方法为无线电管理部门在实际查干扰时非常必要。