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CDMA无线干扰定位和测试

更新时间:2010-3-22:  来源:毕业论文

CDMA无线干扰定位和测试
【摘要】本文重点介绍CDMA系统的内部和外部的干扰,结合日常维护工作中的干扰定位测试情况,提供测试方法和部分的测试案例。
【关键词】CDMA 干扰 定位 测试
1 干扰概述
在无线通信网络中,各种网络制式的不同决定工作频段的不同,由于无线频率资源的局限性,并且其应用条件也变的日益受限,致使无线通信业界百舸争流,拥挤不堪。同样CDMA网络也必须要与其他的移动通信系统(GSM网络,广播电视,无线局域网,寻呼等)共存于一个复杂的无线环境中,由于每种通信系统也都会采用各种复用方式来提高频谱效率,增加容量,势必会引入同/邻频干扰,同时无线系统还存在着电波传播多径效应造成的干扰以及有些无线射频设备也会产生影响通信的信号等。这些干扰信号必定会对网络覆盖区域的通信指标(掉话率,拥塞次数,通话质量等)产生不利的影响。与GSM网络相比,CDMA网络有其自身设计的复杂性。对各种内,外部的干扰都是非常忌讳的。
1.1 内部干扰
CDMA系统是一个自干扰的系统,系统决定了若干小区的基站要工作在同一频率上,同时这些小区内的移动台也要工作在同一频率上,同一小区中的其他用户和周围小区的其他用户所造成的自干扰是限制系统容量和系统性能的主要因素,因此,CDMA系统有严格的功控,干扰功率控制的结果直接影响系统的容量,频率复用效率,链路性能等。前向链路的干扰主要有两种干扰源,第一种源是来自自身小区的干扰,主要是当前服务基站前向业务信道发射的干扰功率,即发送到相同移动台的业务信道的所有的功率总和,这就意味着限制业务信道的可用数是解决此类干扰的有效途径,当用户密度很大时,可以用统计平均值解决这个问题,而当用户数量很小时,则必须通过模拟方法对网络进行动态分析。第二种源是来自相邻小区的干扰,导频污染,频繁切换,越区覆盖等是我们非常熟悉的干扰类型,主要是由于其他基站在下行链路上发射的业务信道而产生的干扰功率,发射功率的提高只能改善某一小区的接收信号,但是付出的代价是增加了对所有相邻小区的干扰,解决此类干扰的方法是在话务统计的基础上,适当的降低其他相邻基站发射到空中的干扰功率,并且合理地对相邻基站的天馈参数作优化调整,降低当前服务小区前向链路的干扰。
反向链路的干扰主要也有两种干扰源,第一种源是来自当前服务小区移动台的干扰,由于CDMA系统自身存在“呼吸效应”特性,在前期网络规划的基础上,减小服务小区的覆盖范围,从而减小服务的移动台的总数是解决此类干扰的方式,对于反向链路表征出来的“远近效应”,我们通过严格的功率控制(每秒800次)来消除该干扰带来的负面影响。第二种源是来自其他小区移动台所发射的业务信道而产生的干扰功率,一般来讲,在采用全向天线的前提下,来自相邻小区的其他移动台总的干扰相对于来自其他基站总干扰的比例在35%左右,因此通过适当的控制其他服务小区的覆盖范围,降低其服务的移动台的干扰功率,来达到降低此类干扰的目的。
1.2 外部干扰
在我国,相对来讲800MHz频段不如900MHz频段干净,尤其是CDMA上行频段非常容易受到干扰。客观上,外部的干扰对CDMA系统较内部的干扰更能对系统造成至关重要的影响。由于该干扰类型产生的原因复杂,有的很容易识别定位查找,但有的干扰很隐蔽,很细微,而如果还带有时间性,查找定位起来就比较困难,由于我们只能从干扰源头上对其进行控制,超过了我们直接控制的范围。并且当该干扰非常严重时,移动台甚至根本不能起呼,入网等,即使能够起呼,其通话质量EC/IO,掉话率等指标也会非常不理想,同时如果在接收频带内有干扰,对接收器的灵敏度和噪声系数也会有很大的影响。
以下列出了几种干扰电平对系统底噪的影响状况:
表1  干扰电平对系统底噪的影响
系统底噪高于干扰电平的db数 20 16 12 10 9 6 3 0
被干扰后系统底噪提高的db数 0.04 0.1 0.37 0.4 0.5 0.97 1.76 3
系统接收机灵敏度恶化的db数 0.04 0.1 0.37 0.4 0.5 0.97 1.76 3
可见,当干扰电平与系统底噪电平相当时,接收机灵敏度将恶化3个db.
以下列出了一些常见的工作在CDMA频段内的主要的干扰源。
1.2.1非法发射器
在没有得到有关部门的认可后,私自在CDMA频段内发射干扰功率,可以建议其进行移频。
1.2.2老化后的设备频率泄露
像一些使用时间长久的老式VCD,唱片机,其磁头泄露出来的频段刚好影响CDMA的上行链路。
1.2.3广播电视接收器
CDMA上行链路频段与广播电视的U频段很接近,在城镇郊区和农村广泛使用带有放大器的电视接收天线,高端性能一般比较差,很容易自激形成干扰。同时有的还采用劣质的电视增频器,泄露出来的频率对系统也有很强的干扰。
1.2.4寻呼发射台
像280MHz寻呼发射机,其三倍频是840MHz左右,对系统会有干扰,同时寻呼链路发射机一般工作在400—420MHz频段,如果是选择417MHz工作,其二倍频834MHz正好干扰CDMA的首选载频283信道。
1.2.5雷达站和微波链路
像时间比较长的分米波雷达使用的频率与800M CDMA系统很近,若是大功率的,其带外杂波也很强,对周围的基站也会有影响。另外,对于一些微波链路,从基带信号上变频至中频,再调制到高频时,如果屏蔽的不理想,势必会泄露出与CDMA基站GPS工作频点(1.57542G)很近的干扰频率,导致GPS无法正常工作,从而导致基站瘫痪。
1.2.6信号互调
两个或两个以上的信号混在一起,形成了新的调制信号,从而干扰有用信号。
1.2.7直放站干扰
直放站本身是一个有源设备,自身的噪声系数和产生的杂散、互调信号、放大器增益变化等如果控制不当,不仅会对覆盖区域内信号质量产生影响,还能影响整个网络质量,降低接收机的灵敏度,提高系统的底噪,严重时,可能会造成系统的瘫痪。
2 干扰查找定位流程
结合实际测试工作,列出如下步骤。
2.1 干扰前期判断
借助日常的话务统计工具和相关报表分析来初步判断已经影响了网络指标的差的基站列表,结合网管监控OMP(操作维护平台),通过相关的命令查找可疑基站的底噪信息,包括峰值和平均值,在空载的条件下,通过观测基站底噪RSSI平均值,是判断干扰的一个比较有效的途径,经验值一般在100dbm左右,根据该基站话务情况上下跳变5—6dbm,排除受硬件和隐性故障等影响的基站,得到受干扰影响的基站。同时,也可以用手机开启测试模式到可疑基站覆盖区域进行实地测试,通过起呼观测FER值来判断干扰,同时也可以观测手机上的EC/IO值来判断,例如,当看到手机的接收电平上升,但是EC/IO却变的很差,说明前向链路肯定有干扰,在手机上表征出来的现象是信号会跳变,起呼建立的时间长,有时会起呼失败,重新开始初始化。这时,首先应考虑测试区域是否有相邻小区丢失(可借助路测软件),其次,检查该基站是否带有直放站,若带直放站,则检查该直放站性能如何,最后,用测试干扰设备(如TEK),结合该基站一段时间的网络指标变化趋势来判断干扰源的时间性和大致的方向性。
2.2 定位阶段
当在前期判断的基础上得到某个基站存在干扰时,下一阶段的任务就是对干扰进行查找,定位,排除。实际工作中采用的测试设备是泰克公司的YBT250测试仪器,该设备是一套高性能的宽带信号接收机,可以有效显示接收信号频谱特性。在实际工作中,定位干扰源首先应该考虑是否是内部的干扰引起的基站底噪的提升。像可能是机柜中的某个功能模块性能变差(例如LUCENT设备的ULAM,FILTER备板故障时,会影响基站底噪和系统的性能指标),检测的方法就是先在机柜的相关模块的测试端口(设备厂家都会留有测试口),接入TEK测试仪器,判断该干扰的确存在(上,下行都可以检测到),然后断开机柜和外界天线接口的馈线头,接入假负载,再在机柜的相关模块的测试端口进行测试,有了前后的对比,排除内部干扰的可能性,然后有的放矢地到室外进行干扰定位。对于外部的干扰定位,有定点测试和移动测试两种方法,在没有宽频带对数周期天线(如板状天线,八木天线等)的条件下,可以先对受干扰的基站模块的测试口测试来得到干扰源的形状,干扰源的方向性,估计干扰源的距离,然后再到与该基站相邻的基站上,对其机柜模块的测试口测试,根据干扰的强度和扇区的方向就可以得到干扰源的大致位置。当然,借助天线来定位干扰位置是非常916

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