导言:
无线电干扰是指在无线电通信过程中发生的,导致有用信号接收质量下降、损害或者阻碍的状态及事实,表现为通信覆盖范围变小、通话质量变差或无法通信等。无线电干扰主要来源:一是系统外频率同频、邻频或互调造成的干扰,二是系统内设备故障或性能指标不合格造成的杂散发射等干扰。本文通过分享实际工作中处理无线电干扰的几个典型案例,供同行遇到类似的问题时参考。
案例一 外来信号对上行信号干扰
一、 现象描述
1、A基站为一高山基站,在距离A基站约2km的B位置的手台通话出现异常,如图所示。
2、手台可以正常注册登记,出现上线呼叫困难。
3、呼叫成功后,有时出现通话声音质量差、掉字。
4、A 基站附近手台讲话时,话音非常清晰,B位置手台讲话时,有时会出现话音不清晰情况。
二、 问题分析
1、A基站附近手台讲话时语音清晰,B位置手台讲话时出现话音质量差,说明问题主要出现在基站的上行链路。
2、一般在基站覆盖半径边沿,才会出现话音质量差、掉字等现象。B位置手台已按高功率发射,且离基站很近,说明基站接收灵敏度出现异常。
3、基站接收机灵敏度异常主要有三种情况:一是基站接收分路器出现故障,二是信道机接收通路出现故障,三是有干扰信号存在。
三、问题排查
1、在A基站处观察业务信道分配情况,手台上线分在高段(频率较高)业务信道上时,话音清晰未出现上述故障现象,只有分在低段(频率较低)业务信道时,才会出现上述故障现象,且在B位置一侧,说明故障出现在低段(频率较低)载波(控制信道+频率较低业务信道)。因为高段(频率较高)载波可正常使用,可以确定天馈部分没有问题。
2、更换分路器到信道机之间的连接线,简单的操作方法是把高段(频率较高)信道机接收线连接到低段(频率较低)信道机上故障依旧,说明并非低段(频率较低)信道机分路器或连线问题。
3、更换信道机,故障依旧,说明并非信道机问题。
4、把分路器和信道机问题排除在外后,基本可以确定是干扰信号引起的基站接收灵敏度下降。
5、用频谱分析仪连接接收天馈测试,发现基站接收低段(频率较低)频率,存在一个常发带宽约1.4MHZ的“干扰信号”。干扰信号为周期恒定的带宽约1.4MHZ的信号,功率约为-73dBm(包含了分路器的6dB增益)。
四、解决方案
方案1:经测试发现,很明显干扰信号来自系统外某固定台常发,向当地无线电管理部门申报,要求无线电管理部门给予查处。
方案2:更改受干扰的信道机的频点,增加与干扰信号之间的间隔,干扰问题解决,测试语音通话清晰。
案例二 同频复用基站信号对下行信号的干扰
一、现象描述
1、A、B两部移动台注册到A基站,主叫终端A移动台在基站附近的 A点,被叫终端B移动台在离A基站一定距离的B点,测试B点的下行场强大约-85dBm,如图所示。当主叫终端A移动台呼叫被叫终端B移动台时,呼叫建立后,被叫终端接收不到语音或有时未被呼起。
2、呼叫建立后,主叫终端A移动台可以清晰的听到被叫终端B移动台的语音。
二、问题分析
1、 从现象看,终端接收异常。
2、终端侧有干扰信号。
3、 基站侧,下行链路出现异常,一是合路器设备出现故障,二是信道机发射通路出现故障,三是发射天线馈线故障。
三、问题排查
1、检查基站发射是否正常?用测试工具对合路器、信道机发射和天线馈线故障排查,如图4所示。
测试工具包括:手持频谱仪,功率计,定向耦合器。(耦合器的选择原则:基站天线口输出功率-耦合器<频谱仪允许输入最大功率,目的防止仪器烧毁。)
测试步骤一:在Duplexor输出口和天线之间接一个coupler用于耦合基站的下行信号,耦合口连接 spectrumanalyzer的输入口,在频谱仪上观察耦合下行信号的输出功率、三阶互调和下行杂散发射。
测试步骤二:测试完下行发射信号之后,把耦合器和频谱仪拆掉,接入天馈线测试仪,测试天馈线驻波比(要求天馈线驻波比≤1.5)。
经过以上两步测试,指标满足要求,说明基站下行发射信号和发射天馈系统没有问题。
2、终端接收故障排查,更换其它的终端进行测试,故障现象依旧,说明并非终端接收问题。
3、终端侧干扰信号排查,在B点进行排查,首先关闭A基站的信号,用频谱分析仪连接车台天线,设置频谱分析仪的中心频点,此时在频谱分析仪上发现一个强的干扰信号跟A基站的控制信道同频,因此说明故障现象就是这个干扰信号所致。
四、解决方案
通过了解在A基站的附近有一个频率复用的B基站,如图所示,由于A、B基站之间距离不满足同频基站最小安全距离的要求,所以产生干扰,导致下行信令无法解析。同频基站的距离就越远,抗同频干扰的性能也就越好。
解决的方法有:
一、降低频率复用基站的功率;
二、调整频率复用基站天线下倾角或方位角。本案例是通过降低频率复用基站的功率来解决问题的。
注:在无线通信工程实施中,普遍采用群组频率复用的方式进行组网,要求同频复用基站之间要达到最小安全距离的要求,同时要对基站天线架设高度和发射功率进行限制。但在实际组网时,因同频复用基站达不到最小安全距离的要求,且未对基站天线架设高度和发射功率进行限制,造成干扰的情况很常见。)
案例三 塔放增益过高对上行链路的干扰
一、现象描述
为扩大基站的覆盖范围,改善基站的接收,在某高山基站接收天线下方安装了塔顶放大器,安装示意图如所示。在此基站的覆盖区域下,有些点语音通话经常会出现掉字、断续的情况。
二、问题分析
在基站接收前端安装塔放,可以降低系统的噪声系数,降低 1dB的噪声系数,接收灵敏度就提高1dB。基站接收前端加塔放比不加塔放噪声系数降低了,那么接收灵敏度相应提高。加塔放可以提高通话质量,改善上行的覆盖范围,为什么加塔放后会出现上行通话掉字、断续呢?可能的原因有:一是塔放输出异常,二是外界干扰,三是塔放的参数设置不合理。
三、问题排查
1、用频谱仪器测试上行链路,无干扰信号出现。
2、用综测仪对塔放进行测试,输出指标满足要求。
3、查看塔放的配置参数,增益设置为20dB。因用户数量较大,多信道同时使用率较高。增益设置过高,当距离基站较近的用户在通话时,较强的信号进入塔放,经过放大后,信号变的更强,强信号进入分路器后,导致放大管饱和失真,出现很多杂散信号,干扰信道机的解调,从而影响通话质量和覆盖效果。
四、解决方案
塔放的增益设置过高,强信号进入分路器后容易导致放大管饱和失真,出现杂散信号干扰,应结合实际情况,合理设置塔放增益。塔放在工程使用中,结合馈线长度和用户的数量,增益一般设置在 6~12dB 之间最佳。
案例四 馈线防雷器功率容量不足造成的干扰
一、现象描述
某8载频基站,平时用户较少呼叫量不大时通信正常,大型活动用户量大增呼叫量较大时,基站8个载频出现明显的干扰,移动台语音一片噪声,不能正常使用。用频谱仪监测频谱,发现存在明显的杂散信号干扰。
二、问题分析
根据现象分析,基站受到严重干扰,干扰来源:
1、外界环境带来的电磁干扰。大型活动时,部分参与单位临时架设电台,对基站进行干扰。
2、基站系统自身产生的干扰
三、问题排查
1、首先排查外来干扰。关闭基站,将频谱仪的频段范围设置为基站工作频段,将基站天线接到频谱仪,观察频谱,没有发现杂波出现,也没有发现与基站发射同频或邻近频率的信号,说明没有外来干扰,干扰来自基站系统自身。
2、经过前面的测试可以确定,干扰的来源是系统内部产生的,具体是由哪个部件产生的,需要逐级排查。
(1)用天馈测试仪测试天线馈线,指标正常,说明天线馈线没有问题。
(2)用综合测试仪测试信道机,信道机指标正常,说明信道机没有问题。
(3)观察基站的工作情况,关闭部分信道,发现基站在小于四个信道工作时正常,在多于四个信道工作时存在明显的杂散干扰。
(4)根据以上的测试结果,可以看出基站下行发射端不正常,导致产生很多杂散,这种波形的产生大概有两种情况:某个部件的功率容量不够;一路发射信号串扰到另一路,导致信道机发射不正常。对腔体合路器每个输入端口之间的隔离度进行测试,指标满足要求。排除信号串扰的问题,那么可以判断是某个器件的功率容量不足导致。
(5)检查从信道机到天线的各级部件,触摸馈线防雷器发烫严重,检查其功率容量为100W。测试的时候发射4个载频,每个载频的功率为50W,经过合路器的衰减,到达馈线防雷器的功率小于100W,在其承受范围之内。发射多于4个载频时,到达馈线防雷器的功率超出其承受范围,其性能出现变化,产生杂散发射。
四、解决方案
经过问题排查确定产生干扰的原因是馈线防雷器功率容量不足,更换大功率容量(功率容量超200W)的馈线防雷器,问题解决。
结语:
无线电干扰是无线通信中难以避免的问题,无线通信工程人员常常要与无线电干扰作斗争,以确保通信质量达到理想效果。本文结合工作实际,通过处理无线电干扰的几个典型案例,从干扰现象、分析、排查、解决方案等方面介绍了处理无线电干扰的方法,以供无线电规划、方案设计、工程建设和管理维护人员参考。(作者单位:广西公安厅)