在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，干擾信號(hào)是影響通信質(zhì)量的重要因素之一。隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，頻譜資源日益緊張，通信環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，干擾問(wèn)題也變得更加突出。深入研究移動(dòng)通信中的干擾信號(hào)，分析其產(chǎn)生的原因、特性以及對(duì)通信系統(tǒng)的影響，對(duì)于提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能、保障通信的可靠性和穩(wěn)定性具有重要的意義。

干擾的類型
在無(wú)線移動(dòng)快速發(fā)展的今天，空中的信號(hào)越來(lái)越復(fù)雜，信號(hào)樣式也越來(lái)越多，同一個(gè)信號(hào)，對(duì)于A是有用信號(hào)，對(duì)于B可能就是干擾信號(hào)。即使對(duì)同一種移動(dòng)通信制式，信號(hào)對(duì)其干擾的程度也不盡相同。但是，總的來(lái)說(shuō)，干擾大體可以分為兩類，內(nèi)部干擾和外部干擾。

內(nèi)部干擾

對(duì)于同一種網(wǎng)絡(luò)制式，干擾不只是外部的干擾，內(nèi)部自身也會(huì)產(chǎn)生干擾。

重復(fù)覆蓋

在無(wú)線通信中，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的好壞直接決定了信號(hào)質(zhì)量的大小，所以在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評(píng)估中，經(jīng)常有好點(diǎn)，中點(diǎn)，差點(diǎn)的說(shuō)法，也就是強(qiáng)覆蓋，正常覆蓋和弱覆蓋。在正常理解中，強(qiáng)覆蓋用戶終端體驗(yàn)最好，因?yàn)樾盘?hào)能量大，所以無(wú)論是語(yǔ)音通話還是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，都會(huì)有一個(gè)比較好的性能。但是，這也不是絕對(duì)的，評(píng)估信號(hào)好壞不能只單單從信號(hào)大小來(lái)評(píng)估，我們還要看信號(hào)質(zhì)量，也就是有一定的信噪比，否則，即使信號(hào)大小很強(qiáng)，在解調(diào)的時(shí)候，因?yàn)楦蓴_很大，也很難完全正確的解調(diào)，誤碼率大大提高。這就會(huì)引發(fā)一個(gè)問(wèn)題，為什么信號(hào)大反而信噪比低呢。原因很簡(jiǎn)單，信號(hào)強(qiáng)度大，干擾也大，這也就是我們常說(shuō)的重疊覆蓋。這通常發(fā)生在同一個(gè)地點(diǎn)，周邊布置了很多同頻的無(wú)線發(fā)射裝置，當(dāng)類似的這種設(shè)備多達(dá)一定程度時(shí)候，會(huì)造成重復(fù)覆蓋，也就是在同一個(gè)地點(diǎn)兩個(gè)同頻的發(fā)射設(shè)備。

時(shí)隙干擾

前面介紹的是頻域上相互交叉造成的干擾，除了頻域，時(shí)域上也有可能產(chǎn)生干擾。TDD模式的通信方式具有頻帶占用窄，頻譜利用率高等特點(diǎn)；在現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，TDD網(wǎng)絡(luò)也分布密集；特別是在LTE網(wǎng)絡(luò)制式上，運(yùn)營(yíng)商充分利用頻率資源，布局了眾多TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)。TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)有自身的優(yōu)點(diǎn)，但是也有其局限性，時(shí)隙精度要求比較高；在TDD-LTE建網(wǎng)初期，經(jīng)常有LTE網(wǎng)絡(luò)和GPS不同步的問(wèn)題，理論上，為了避免時(shí)隙間的干擾，TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)和GPS應(yīng)該是同步的，不同基站的信號(hào)基于GPS共同的時(shí)隙來(lái)同步。但是，當(dāng)基站內(nèi)部時(shí)序出現(xiàn)問(wèn)題，譬如時(shí)鐘老化?；景l(fā)射信號(hào)的時(shí)間基準(zhǔn)就會(huì)發(fā)生變化，這樣對(duì)周邊的基站和用戶影響是巨大的，如果損壞基站的下行信號(hào)落在常規(guī)基站的上行時(shí)隙，可能會(huì)對(duì)周邊基站造成強(qiáng)干擾，嚴(yán)重的可能會(huì)引起大面積區(qū)域通信故障。

圖1，5G系統(tǒng)TDD干擾示例

外部干擾

上面簡(jiǎn)述了兩種典型的內(nèi)部干擾，當(dāng)然，內(nèi)部干擾還有很多的形式和種類，一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)部干擾容易發(fā)現(xiàn)和查找。干擾查找和排除最困難的屬于外部干擾。外部干擾的類型更有多種多樣，但是一般來(lái)說(shuō)，其共性特點(diǎn)是外部信號(hào)足夠強(qiáng)，落在了正常通信頻段內(nèi)，特別是移動(dòng)通信中基站受干擾的情況居多，總體來(lái)說(shuō)，外部干擾可以大致分為幾類：

同頻干擾

同頻干擾是指相同頻率的信號(hào)在接收機(jī)中產(chǎn)生的干擾。當(dāng)其他無(wú)線發(fā)射設(shè)備在與基站相同的頻率上進(jìn)行發(fā)射時(shí)，其信號(hào)會(huì)與基站接收的有用信號(hào)相互疊加，導(dǎo)致基站接收機(jī)難以正確解調(diào)有用信號(hào)。這種干擾通常發(fā)生在上行，也就是用戶終端發(fā)射的信號(hào)被外部信號(hào)所干擾，導(dǎo)致終端信號(hào)到達(dá)基站時(shí)信噪比比較低，基站不能正確解調(diào)終端發(fā)射過(guò)來(lái)的信號(hào)，特別是當(dāng)終端距離基站比較遠(yuǎn)時(shí)，本身信噪比不高，再疊加外部干擾，導(dǎo)致基站解調(diào)受阻或者完全失敗。從用戶角度來(lái)說(shuō)就會(huì)造成通信質(zhì)量低或者通信徹底失敗的現(xiàn)象。

鄰頻干擾

鄰頻干擾是指相鄰頻率的信號(hào)對(duì)基站接收信號(hào)產(chǎn)生的干擾。由于實(shí)際的無(wú)線信號(hào)頻譜并非理想的矩形，而是具有一定的帶寬和旁瓣，當(dāng)相鄰頻道的信號(hào)功率較強(qiáng)時(shí)，其旁瓣可能會(huì)落入基站接收機(jī)的通帶內(nèi)，對(duì)有用信號(hào)造成干擾。

在一些無(wú)線通信系統(tǒng)中，相鄰頻道之間的間隔較小，如果發(fā)射機(jī)的濾波特性不好，就容易導(dǎo)致鄰頻干擾。例如，某個(gè)基站的相鄰頻道被其他設(shè)備占用，且該設(shè)備的發(fā)射信號(hào)功率較大，就可能對(duì)基站產(chǎn)生鄰頻干擾。所以基站本身在設(shè)計(jì)的時(shí)候，就會(huì)考慮到鄰頻干擾，防止基站發(fā)射大功率信號(hào)時(shí)候造成鄰道泄露。

互調(diào)干擾

當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)不同頻率的信號(hào)同時(shí)進(jìn)入非線性器件（如功率放大器、混頻器等）時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一系列新的頻率分量，其中一些頻率分量可能恰好落在基站的接收頻段內(nèi)，從而對(duì)基站信號(hào)造成干擾，這就是互調(diào)干擾。

在城市中，可能存在多個(gè)不同頻率的無(wú)線發(fā)射設(shè)備，如對(duì)講機(jī)、廣播電臺(tái)等。當(dāng)這些設(shè)備的信號(hào)在空間中傳播并同時(shí)進(jìn)入某個(gè)基站的接收系統(tǒng)時(shí)，如果基站的前端設(shè)備存在非線性特性，就可能產(chǎn)生互調(diào)干擾。

雜散干擾

主要是指無(wú)線發(fā)射設(shè)備在其工作頻段以外發(fā)射的無(wú)用信號(hào)對(duì)基站產(chǎn)生的干擾。這些雜散信號(hào)可能是由于發(fā)射機(jī)的不完善，如濾波器性能不佳、振蕩器不穩(wěn)定等原因產(chǎn)生的。

一些老舊的無(wú)線發(fā)射設(shè)備，由于其內(nèi)部的電路元件老化或設(shè)計(jì)缺陷，可能會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的雜散信號(hào)。如果這些設(shè)備與基站距離較近，其雜散信號(hào)就可能對(duì)基站的接收造成干擾。所以很多電子設(shè)備在市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)時(shí)候都會(huì)有對(duì)應(yīng)的雜散測(cè)試，當(dāng)通過(guò)一定的雜散模板后，才能在市場(chǎng)上流通。

阻塞干擾

當(dāng)外界存在一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)干擾信號(hào)時(shí)，這些強(qiáng)信號(hào)會(huì)使基站接收機(jī)的前端電路進(jìn)入飽和狀態(tài)，導(dǎo)致接收機(jī)的增益下降，噪聲系數(shù)增大，從而使接收機(jī)對(duì)有用信號(hào)的接收能力下降甚至無(wú)法接收，這種干擾稱為阻塞干擾。

在一些工業(yè)場(chǎng)所，可能存在大功率的無(wú)線電發(fā)射設(shè)備或高頻干擾源。當(dāng)基站靠近這些場(chǎng)所時(shí)，大功率的干擾信號(hào)可能會(huì)使基站接收機(jī)產(chǎn)生阻塞干擾。同樣，對(duì)一些高靈敏度的衛(wèi)星接收機(jī)，由于其靈敏度高，接收大信號(hào)能力差，所以，如果有信號(hào)落在衛(wèi)星接收機(jī)天線上，就會(huì)噪聲接收機(jī)阻塞飽和。
干擾檢測(cè)
內(nèi)部干擾檢測(cè)
重復(fù)覆蓋

一般情況下，對(duì)于重復(fù)覆蓋產(chǎn)生的干擾，常規(guī)的頻譜檢測(cè)很難檢測(cè)出干擾程度或者干擾功率大小，因?yàn)楫a(chǎn)生重復(fù)覆蓋的原因一般是同一種制式的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，頻率相同，很多公共信道的參數(shù)配置也相差不大，所以，從頻譜角度，幾乎分辨不出是A發(fā)射點(diǎn)發(fā)射的還是B發(fā)射點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)。一般情況下，這個(gè)時(shí)候，就需要用到掃頻儀來(lái)檢測(cè)這種干擾。掃頻儀不但能對(duì)射頻信號(hào)頻譜分析，還能解調(diào)無(wú)線射頻信號(hào)，能從解調(diào)信息中看到在重復(fù)覆蓋區(qū)域不同發(fā)射站點(diǎn)各自貢獻(xiàn)的功率是多少，還可以測(cè)試到這個(gè)重復(fù)覆蓋的區(qū)域?qū)τ诿總€(gè)站點(diǎn)的信噪比是多少，一般情況下，之所以造成重復(fù)覆蓋，兩個(gè)站點(diǎn)的功率相差不是特別的大，才會(huì)造成相互干擾，這樣，雖然信號(hào)強(qiáng)度都很大，但是信噪比會(huì)很低，所以，對(duì)于終端來(lái)說(shuō)，解調(diào)發(fā)射過(guò)來(lái)的信號(hào)就會(huì)十分困難。

圖2，TSME6重疊覆蓋干擾查找

時(shí)隙干擾

時(shí)隙干擾檢測(cè)一般比較困難，一種方式是解調(diào)基站信號(hào)，測(cè)量每個(gè)小區(qū)相對(duì)于某一個(gè)小區(qū)或者一個(gè)固定基準(zhǔn)時(shí)鐘的延遲，這樣得出的延遲量絕對(duì)值沒(méi)有實(shí)際意義，一般情況下要看相對(duì)值，這種方式在測(cè)試點(diǎn)沒(méi)有GPS信號(hào)或者GPS信號(hào)比較弱時(shí)比較實(shí)用，譬如在室內(nèi)場(chǎng)館，高架下方，隧道等地方，抑或是陰雨天氣時(shí)候。但是，一般GPS和信號(hào)無(wú)線幀延遲是可以在基站維護(hù)平臺(tái)設(shè)置的，所以運(yùn)營(yíng)方經(jīng)常不只要相對(duì)實(shí)延，也需要絕對(duì)時(shí)延，用來(lái)和后臺(tái)設(shè)置做比較，這個(gè)時(shí)候就需要設(shè)備測(cè)量出無(wú)線幀和GPS的絕對(duì)延遲。對(duì)于這種測(cè)試，R&S掃頻儀專門(mén)推出了一個(gè)測(cè)量GPS和無(wú)線信號(hào)幀頭位置的功能，該功能不僅可以測(cè)試相對(duì)時(shí)延，還可以測(cè)試絕對(duì)時(shí)延，每個(gè)小區(qū)都對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的時(shí)延，這在時(shí)隙干擾檢測(cè)方面起到一步到位的作用。不僅如此，用戶還可以路測(cè)，把關(guān)心的區(qū)域路測(cè)完成，后續(xù)通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)精確定位干擾點(diǎn)。

圖3，TSME6時(shí)隙干擾查找

圖4，TSME6時(shí)隙干擾查找結(jié)果

外部干擾檢測(cè)

外部干擾檢測(cè)主要是依靠手持頻譜儀和掃頻儀來(lái)檢測(cè)。另外，如果是對(duì)TDD系統(tǒng)造成的干擾，就需要有具有時(shí)域功能的設(shè)備來(lái)檢測(cè)。

頻譜檢測(cè)

頻譜檢測(cè)一般用手持頻譜儀，根據(jù)可能的干擾源類型，設(shè)置頻譜儀的測(cè)量頻段。例如，對(duì)于常見(jiàn)的無(wú)線通信干擾，可先設(shè)置在手機(jī)頻段（如 GSM 900MHz、DCS 1800MHz 等）、Wi-Fi 頻段（2.4GHz 或 5GHz）等。如果不確定干擾源的頻段范圍，可以先進(jìn)行全頻段掃描。RBW 決定了頻譜儀對(duì)信號(hào)頻率的分辨能力。一般來(lái)說(shuō)，RBW 越小，頻率分辨率越高，但測(cè)量時(shí)間可能會(huì)延長(zhǎng)。對(duì)于查找窄帶干擾信號(hào)，可選擇較小的 RBW，如 100kHz 或更??；對(duì)于寬帶干擾信號(hào)，可以適當(dāng)增大 RBW，以提高測(cè)量速度。參考電平是頻譜儀顯示的幅度基準(zhǔn)。設(shè)置合適的參考電平，使頻譜儀能夠清晰地顯示出干擾信號(hào)的幅度。通常，參考電平應(yīng)設(shè)置在略高于背景噪聲電平的位置，以避免信號(hào)過(guò)載或顯示不清晰。掃描時(shí)間決定了頻譜儀完成一次頻段掃描所需的時(shí)間。根據(jù)頻段范圍和測(cè)量精度要求，合理設(shè)置掃描時(shí)間。如果需要快速定位干擾信號(hào)，可以先設(shè)置較短的掃描時(shí)間進(jìn)行初步搜索，然后再根據(jù)需要延長(zhǎng)掃描時(shí)間以獲取更詳細(xì)的頻譜信息。R&S的手持頻譜儀FPH具有重量輕，靈敏度高，掃描速度快等特點(diǎn)，在干擾查找中深受工程師的青睞。

圖5，F(xiàn)PH干擾檢測(cè)

上行干擾檢測(cè)

使用頻譜分析儀在基站覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行頻譜掃描，查找是否存在非授權(quán)的信號(hào)占用了 TDD 系統(tǒng)的上行頻段。例如，一些非法的無(wú)線電臺(tái)、對(duì)講機(jī)等設(shè)備可能會(huì)在附近頻段發(fā)射信號(hào)，造成干擾。通過(guò)頻譜分析儀可以直觀地觀察到頻段內(nèi)的信號(hào)分布情況，發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)。但是，這種頻譜檢測(cè)不只是單純的掃頻測(cè)試，測(cè)試設(shè)備需要具有分辨上行信號(hào)的能力，因?yàn)樵赥DD系統(tǒng)中，上行下行頻率是相同的，如果測(cè)試設(shè)備不能分辨上下行，測(cè)試到的信號(hào)就不能區(qū)分是下行信號(hào)還是干擾信號(hào)。R&S的手持干擾分析儀PR200具有優(yōu)秀的上行干擾查找能力，該設(shè)備專門(mén)設(shè)計(jì)有TDD的功能，用來(lái)鎖定上行時(shí)隙，從而準(zhǔn)確定位干擾源。

圖6，PR200上行干擾查找顯示

干擾定位
在移動(dòng)通信中，干擾定位是解決網(wǎng)絡(luò)干擾問(wèn)題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通常情況下，發(fā)現(xiàn)干擾并不是一件很復(fù)雜的事情，棘手的是判斷干擾類型，定位干擾源，因?yàn)橹挥姓业礁蓴_源，才能從根本上解決干擾的問(wèn)題，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

如果發(fā)現(xiàn)了干擾源，可以使用定向天線和測(cè)向設(shè)備來(lái)進(jìn)一步確定干擾源的具體位置。通過(guò)測(cè)量不同方向上的干擾信號(hào)強(qiáng)度，逐步縮小干擾源的范圍，最終找到準(zhǔn)確位置。這種方式也是最常用的一種方式，但是這種方式在不同環(huán)境，不同干擾類型，不同干擾距離情況下效果也是有很大區(qū)別的。另外，和檢測(cè)設(shè)備的速度也有很大關(guān)系。譬如，如果接收機(jī)距離干擾源比較遠(yuǎn)，由于輻射源在很遠(yuǎn)的距離空口不同方向上信號(hào)大小差別不大，此時(shí)很難分辨方位。在一些高樓或者環(huán)境復(fù)雜的地方，干擾信號(hào)反射，折射嚴(yán)重，此時(shí)干擾查找也十分困難，經(jīng)常收到的信號(hào)不是干擾信號(hào)，而是干擾信號(hào)的反射，此時(shí)干擾定位嚴(yán)重受到影響。 基于此，R&S推出了一整套的干擾查找方案，包括測(cè)試設(shè)備，天線，測(cè)試軟件等。對(duì)于傳統(tǒng)的干擾查找，R&S推出的專門(mén)干擾查找設(shè)備PR200具有速度快，多種掃描方式，多種顯示配合等特點(diǎn)。另外，還基于PR200推出了自動(dòng)干擾定位方案，天線振子自動(dòng)掃描，軟件通過(guò)大量的掃描數(shù)據(jù)來(lái)綜合分析干擾的位置，避免了人為造成的影響。