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互調幹擾是由傳(chuan) 輸信道中非線性電路產(chan) 生的,當兩(liang) 個(ge) 或多個(ge) 不同頻率的信號輸入到非線性電路時,由於(yu) 非線性器件的作用,會(hui) 產(chan) 生很多諧波和組合頻率分量,其中與(yu) 所需要的信號頻率ω0相接近的組合頻率分量會(hui) 順利通過接收機而形成幹擾,這種幹擾稱為(wei) 互調幹擾。根據IS95規範和國家無委的檢測標準,GSM直放站產(chan) 生的雜散和互調信號在9KHz-1GHz時小於(yu) -36dBm,在1GHz-12.75GHz時小於(yu) -30dBm。
在移動通信係統中,互調產(chan) 生的原因有三方麵:發信機互調、接收機互調和外部效應引起的互調。
直放站的雜散和互調的產(chan) 生主要來自於(yu) 直放站內(nei) 部的功放模塊。發射機互調是由於(yu) 直放站在多個(ge) 發信機(載波)同時工作時,因合路器係統的隔離度不夠而導致信號相互耦合,幹擾信號侵入發射機末級功率放大器,從(cong) 而與(yu) 有用信號之間合成互調產(chan) 物,並隨有用信號發射,造成幹擾。接收機互調主要是由高放級以及第一混頻級電路的非線性所引起。外部效應引起的互調主要是由於(yu) 發射機饋線、高頻濾波器等無源電路接觸不良,以及由於(yu) 異種金屬的接觸部分非線性等原因,使強電場的發散信號引起互調,產(chan) 生幹擾源。
當有多個(ge) 頻率信號通過非線性電路時,便會(hui) 相互調製產(chan) 生互調失真,以二階和三階失真幅度為(wei) 最大,階數越高失真越小。二階互調fa+fb、fa-fb等,因其頻率遠離主導信號頻率fa、fb,可不考慮:三階互調的兩(liang) 種模型2fa-fb、fa+fb-fc,因其頻率接近或等於(yu) 主導信號頻率,對通信的影響最大;三階以上互調失真幅度較小,均可不考慮。移動通信設備主要考慮三階互調的影響。
在同一個(ge) 地點,有兩(liang) 台發射機以上,就可能產(chan) 生互調幹擾。發射機A發出的射頻信號fA從(cong) 空中再通過發射機B的天線,進入發射機B的功放級,與(yu) 該機發射頻率fB相互調製,產(chan) 生出第三個(ge) 頻率fC。反之,同時產(chan) 生fD。所以,在該處兩(liang) 台發射機發出四個(ge) 頻點的射頻功率信號。其中fC和fD是互調產(chan) 物(見圖一)。
一、互調幹擾的危害性
(1) 互調幹擾對係統的影響:
互調產(chan) 物也是由發射機發出的射頻能量信號,該信號與(yu) 另一台發射機再次互調,還會(hui) 產(chan) 生另一個(ge) 互調產(chan) 物。所以,在發射機多的基站上空,有許許多多無序頻譜能量,有的人稱之為(wei) 背景噪聲。這些信號,與(yu) 其它差轉接收機頻率或尋呼BP機頻率相同的概率非常之大。同時,也嚴(yan) 重幹擾民航導航信號、廣播電視信號。因而,治理由互調幹擾引起空間電波秩序紊亂(luan) 是刻不容緩的。
當一個(ge) 運營商(移動或聯通)開通了一台雜散和互調較高的直放站時,互調和雜散信號落在本運營商的頻帶外,會(hui) 對附近另一個(ge) 運營商的下行信號造成同頻幹擾。如:運營商A欲在一四層樓上安裝一台直放站,雜散和互調為(wei) -36dBm(滿足無委指標),雜散和互調信號和有用信號一起通過17dBi的業(ye) 務天線發射,那麽(me) 雜散和互調信號在天線正麵的輸出強度為(wei) -18dBm,根據自由空間無線信號傳(chuan) 播公式可知,相距10米衰減大約50dB,相距100米衰減大約70dB,相距1公裏大約衰減90dB;可以算出對其它運營商的下行信號帶來的同頻幹擾。在無阻擋環境下天線正前方100米以內(nei) 同頻幹擾大於(yu) -88dBm,這時如果另一運營商的信號強度低於(yu) -79dBm,使得載波幹擾比低於(yu) 9,就會(hui) 造成無法接通的情況發生。因此,在做室內(nei) 或室外直放站工程時,控製各運營商的設備及天線的距離,對避免幹擾非常重要。
(2) 對相鄰基站小區的影響:
在使用大功率寬帶直放站時,互調指標比較高,由於(yu) 帶寬選擇直放站所有的信道都共用一個(ge) 功放模塊,而後級的濾波器是一個(ge) 寬帶濾波器,對通帶內(nei) 的互調信號沒有抑製作用,因此很難滿足IS95規範對互調信號的要求。如果恰好能接收到附近本運營商基站的同頻信號,輸出時後級寬帶濾波器對它們(men) 不產(chan) 生任何抑製,那麽(me) 會(hui) 產(chan) 生嚴(yan) 重的同頻幹擾。
假設直放站輸出功率10W,一般三階互調40dBc,三階互調實際輸出電平(0dBm),如施主基站使用80、84兩(liang) 個(ge) 載波,三階互調信號就回落在76和89兩(liang) 個(ge) 載波上,通過17dBi的天線向外發射,那麽(me) 在業(ye) 務天線前方使用76和89載波的基站就會(hui) 受到不同程度的同頻幹擾,造成掉話率升高,切換失敗率提高等問題。
(3) 對自身上行信號的影響
直放站下行功放產(chan) 生的雜散和互調信號通過直放站內(nei) 部的雙工器進入上行信道,如果此信號過高就會(hui) 嚴(yan) 重幹擾上行信號,造成直放站的覆蓋範圍降低。
如:直放站的雜散和互調為(wei) -36dBm(滿足無委指標),雙工器的隔離度為(wei) 70dB,下行功放產(chan) 生的雜散和互調對上行信道的幹擾為(wei) -106dBm,再加上直放站的噪聲係數5dB,噪聲電平達到-101dBm,為(wei) 保證GSM要求的最小載幹比9dB,所需最小上行信號電平應大於(yu) -92dBm。假如直放站輸出功率每載波5W(37dBm),手機最大輸出功率2W(33dBm),那麽(me) 直放站實際覆蓋距離是下行信號電平為(wei) -87dBm,低於(yu) 此電平值,手機用戶將會(hui) 因為(wei) 上行鏈路信噪比不夠而無法通話。
二、解決(jue) 方法
通過上述分析可知,影響上行輸出的互調因素有兩(liang) 個(ge) :設備本身的線性度和ALC控製電平。為(wei) 避免產(chan) 生三階互調,可采用下麵的辦法
(1) 選擇適當的頻點組合。拉開頻距選用無三階互調頻道點組工作,使三階互調不會(hui) 落在所使用的頻點內(nei) ;
(2) 采用自動增益(功率)控製(APC)技術,實時減小發射功率以減低互調電平,使其不至於(yu) 落入有源器件的非線性區。
(3) 提高收信機前端的選擇性,抑製幹擾信號;改善收信機輸入級的線性度,提高互調抗拒比;提高功放的選擇性 在GSM網絡中,引入直放站設備控製小區無線覆蓋範圍,協調好全網的頻道幹擾,在工程的設計和建設當中,應根據工程的具體(ti) 情況選擇適當的抗幹擾方法(如設備的選型、網絡結構的優(you) 化調整)。直放站覆蓋好壞主要體(ti) 現
在使用效果、設備性能指標、穩定性、不影響網絡參數上,不能單純追求下行的大功率,應盡量設在相對隔離區域,選擇合適的基站作為(wei) 信號源,以免產(chan) 生無線幹擾。
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