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什么是雜散干擾,互調(diào)干擾,阻塞干擾?

發(fā)布日期:2022-10-18 點(diǎn)擊率:63

雜散干擾主要是由于接收機(jī)的靈敏度不高造成的。發(fā)射機(jī)輸出信號通常為大功率信號,在產(chǎn)生大功率信號的過程中會在發(fā)射信號的頻帶之外產(chǎn)生較高的雜散。如果雜散落入某個(gè)系統(tǒng)接收頻段內(nèi)的幅度較高,則會導(dǎo)致接收系統(tǒng)的輸入信噪比降低,通信質(zhì)量惡化。雜散干擾是由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的,包括功放產(chǎn)生和放大的熱噪聲、系統(tǒng)的互調(diào)產(chǎn)物,以及接收頻率范圍內(nèi)收到的其他干擾。
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雜散干擾是一個(gè)系統(tǒng)頻段外的雜散輻射落入到另外一個(gè)系統(tǒng)的接收頻段內(nèi)造成的干擾,雜散干擾直接影響了系統(tǒng)的接收靈敏度,要想減弱雜散干擾的影響,要么在發(fā)射機(jī)上過濾干擾,要么遠(yuǎn)離干擾。
 
若雜散落入某個(gè)系統(tǒng)接收頻段內(nèi)的幅度較高,被干擾系統(tǒng)接收機(jī)系統(tǒng)是無法濾除該雜散信號的,因此必須在發(fā)信機(jī)的輸出口加濾波器來控制雜散干擾。通過干擾分析可以計(jì)算出干擾對系統(tǒng)的影響降低到適當(dāng)程度所需要的隔離度,即靈敏度不明顯降低時(shí)的干擾水平。在POI合路方案中選擇多系統(tǒng)間最大的隔離度要求作為工程需要。
 
雜散干擾是由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的,包括功放產(chǎn)生和放大的熱噪聲、系統(tǒng)的互調(diào)產(chǎn)物,以及接收頻率范圍內(nèi)收到的其他干擾。
 
互調(diào)干擾是兩個(gè)或多個(gè)信號作用在通信設(shè)備的非線性器件上,產(chǎn)生同有用信號頻率相近的頻率,從而對通信系統(tǒng)構(gòu)成干擾的現(xiàn)象。在移動通信系統(tǒng)中產(chǎn)生的互調(diào)干擾主要有發(fā)射機(jī)互調(diào)、接收機(jī)互調(diào)及外部效應(yīng)引起的互調(diào)。
 
互調(diào)干擾,是指當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)干擾信號同時(shí)加到接收機(jī)時(shí),由于非線性的作用,這兩個(gè)干擾的組合頻率有時(shí)會恰好等于或接近有用信號頻率而順利通過接收機(jī),其中三階互調(diào)最嚴(yán)重。
 
三階互調(diào)干擾
 
三階互調(diào)是指當(dāng)兩個(gè)信號在一個(gè)線性系統(tǒng)中,由于非線性因素存在使一個(gè)信號的二次諧波與另一個(gè)信號的基波產(chǎn)生差拍(混頻)后所產(chǎn)生的寄生信號。比如F1的二次諧波是2F1,他與F2產(chǎn)生了寄生信號2F1-F2。由于一個(gè)信號是二次諧波(二階信號),另一個(gè)信號是基波信號(一階信號),他們倆合成為三階信號,其中2F1-F2被稱為三階互調(diào)信號,它是在調(diào)制過程中產(chǎn)生的。又因?yàn)槭沁@兩個(gè)信號的相互調(diào)制而產(chǎn)生差拍信號,所以這個(gè)新產(chǎn)生的信號稱為三階互調(diào)失真信號。產(chǎn)生這個(gè)信號的過程稱為三階互調(diào)失真。由于F2,F(xiàn)1信號比較接近,也造成2F1-F2,2F2-F1會干擾到原來的基帶信號F1,F(xiàn)2。這就是三階互調(diào)干擾。既然會出現(xiàn)三階,當(dāng)然也有更
 
高階的互調(diào),這些信號不也干擾原來的基帶信號么?其實(shí)因?yàn)楫a(chǎn)生的互調(diào)階數(shù)越高信號強(qiáng)度就越弱,所以三階互調(diào)是主要的干擾,考慮的比較多。不管是有源還是無源器件,如放大器、混頻器和濾波器等都會產(chǎn)生三次互調(diào)產(chǎn)物。這些互調(diào)產(chǎn)物會降低許多通信系統(tǒng)的性能。所表明的是確切含義是,一個(gè)線性系統(tǒng)所包含的非線性系數(shù)的大小。這個(gè)指標(biāo)對于大動態(tài)放大器是一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)。測試這項(xiàng)指標(biāo)使用的測試儀器主要是頻譜分析儀。對于不同指標(biāo)要求的三階互調(diào)失真,需使用不同性能的頻譜分析儀,對三階互調(diào)失真要求越高,對頻譜分析儀的要求就越高。在60-70dB的三階互調(diào)失真,用Agilent的8591就可以分析。
 
定量分析
 
為了提高頻道利用率,移動通信系統(tǒng)通常采用多頻道共用的組網(wǎng)方式,由M個(gè)移動臺共用N個(gè)頻道(M>>N),移動臺通過基地臺選擇的某個(gè)空閑頻道進(jìn)行通信,當(dāng)一個(gè)移動通信系統(tǒng)岸N個(gè)等間隔配置工作頻道時(shí),整個(gè)系統(tǒng)的互調(diào)干擾大致可分為:由移動臺接收機(jī)形成的互調(diào)干擾;由基地臺接收機(jī)形成的互調(diào)干擾;由基地臺發(fā)射機(jī)互耦形成的互調(diào)干擾;由移動臺發(fā)射機(jī)互耦形成的互調(diào)干擾;由移動臺、基地臺發(fā)射機(jī)互耦、在移動臺發(fā)射機(jī)形成的互調(diào)產(chǎn)物對移動臺接收的干擾;由基地臺、移動臺發(fā)射機(jī)互耦、在基地臺發(fā)射機(jī)形成的互調(diào)產(chǎn)物對基地臺接收的干擾。下面就上述六類互調(diào)干擾做簡要的定量分析。
 
(A)由移動臺接收機(jī)形成的互調(diào)干擾
 
當(dāng)基地臺幾個(gè)頻道同時(shí)發(fā)信時(shí),由移動臺收信部分前端電路的非線性所產(chǎn)生的互調(diào)干擾屬于同頻干擾。
 
(B)由基地臺接收機(jī)形成的互調(diào)干擾
 
當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上移動臺在臨近基地臺的區(qū)域內(nèi)同時(shí)發(fā)信時(shí),同樣會使基地臺接收機(jī)形成互調(diào)干擾。這類干擾的EI和EC無關(guān),而式(2)中的D(N,P)項(xiàng)可以不考慮。當(dāng)EI=EIMAX、EC=ECMIN時(shí),例如有M1、M2、M3和M4四個(gè)移動臺同時(shí)工作,其中M1、M2、M3在基地臺附近,而M4在服務(wù)區(qū)邊緣(ECMIN≈ES,ES為接收機(jī)的靈敏度指標(biāo)),
 
(C)由基地臺發(fā)射機(jī)互耦形成的互調(diào)干擾
 
此類干擾對于本系統(tǒng)移動臺屬于同頻干擾。如果系統(tǒng)的所有頻道都在工作,只要互調(diào)產(chǎn)物比信號低15dB以上,干擾產(chǎn)物對移動臺接收機(jī)輸出信擾比影響就不大。但若有某個(gè)頻道不工作,例如對N=4的系統(tǒng),fBT1、fBT2、fBT3工作,fBT4不工作,三階互調(diào)Ⅱ型產(chǎn)物:fBT2+fBT3-fBT1=fBT4=fMR4,有可能造成移動臺接收機(jī)錯(cuò)停頻道及呼損。對于相鄰系統(tǒng)來說,此類干擾屬于雜散輻射,必須比在波功率低60dB以上(或小于25uw)。(4)由移動臺發(fā)射機(jī)互耦形成的互調(diào)干擾
 
設(shè)基地臺附近有兩個(gè)移動臺、在系統(tǒng)服務(wù)區(qū)邊緣有一個(gè)移動臺同時(shí)工作(如圖2所示)。由基地臺附近的兩個(gè)移動臺發(fā)射機(jī)互耦形成的互調(diào)產(chǎn)物有可能影響基地臺對來自服務(wù)區(qū)邊緣的那個(gè)移動臺信號的正常接收。此類干擾時(shí)一種瞬間隨機(jī)干擾,當(dāng)移動臺較少時(shí),影響不大。
 
(D)移動臺、基地臺發(fā)射機(jī)互耦,在移動臺發(fā)射機(jī)形成的互調(diào)產(chǎn)物對移動臺接收的干擾
 
(E)由基地臺、移動臺發(fā)射機(jī)互耦、在基地臺發(fā)射機(jī)形成的互調(diào)產(chǎn)物對基地臺接收的干擾
 
總之,較嚴(yán)重的干擾是(A)、(B)、(D)類干擾,在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真進(jìn)行定量分析。
 
 
 
阻塞干擾當(dāng)一個(gè)較大干擾信號進(jìn)入接收機(jī)前端的低噪放大器時(shí),由于低噪放大器的放大倍數(shù)是根據(jù)放大微弱信號所需要的整機(jī)增益來設(shè)定的,強(qiáng)干擾信號電平在超出放大器的輸入動態(tài)范圍后,可能將放大器推入到非線性區(qū),導(dǎo)致放大器對有用的微弱信號的放大倍數(shù)降低,甚至完全抑制,從而嚴(yán)重影響接收機(jī)對微弱信號的放大能力,影響系統(tǒng)的正常工作。在多系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),只要保證到達(dá)接收機(jī)輸入端的強(qiáng)干擾信號功率不超過系統(tǒng)指標(biāo)要求的阻塞電平,系統(tǒng)就可以正常工作。
在實(shí)際操作現(xiàn)場測試定位干擾源的更具體點(diǎn)的TD-LTE雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)干擾排查測試定位方法及工具:
1)由于TD-LTE是時(shí)分雙工的系統(tǒng),上下行均采用相同頻段,需要準(zhǔn)備可以不關(guān)閉周邊基站可以同步系統(tǒng)并區(qū)分,單獨(dú)測量上下行頻譜的TDD頻譜儀(如 東莞納薩斯 的 DONA 無線干擾檢測儀),定向天線。
2)到達(dá)受干擾站點(diǎn)天面現(xiàn)場采用上行測量模式或無線干擾底噪測量模式進(jìn)行測量,并設(shè)置到受干擾頻帶起止干擾頻帶。(若采用非時(shí)TDD分頻譜儀表,則需要測試前關(guān)閉該區(qū)域所有TD-LTE基站,不建議用)
3)無線干擾底噪頻譜特征顯示 若干擾信號 落入受干擾系統(tǒng)工作頻帶,且呈越接近干擾源工作頻率的頻率受干擾越大,稱為 雜散干擾。本質(zhì)是由于干擾源的非工作頻帶雜散抑制能力差或出問題導(dǎo)致干擾了TD-LTE的工作頻帶,往往與有源器件有關(guān)。
4)若干擾源落入工作頻帶,且為非聯(lián)系的干擾,特點(diǎn)呈窄帶柱狀干擾,且符合干擾源源自兩個(gè)或以上帶外頻點(diǎn),符合互調(diào)是 2個(gè)信號互相作用,會在其他的頻點(diǎn)產(chǎn)生的新的信號,比如3階就在2F1-F2和2F2-F1,5階就在3F1-2F2和3F2-2F1等等,屬于互調(diào)干擾,往往與干擾擾源無源器件有關(guān)。
5)若檢測結(jié)果在工作頻帶內(nèi)沒有受到干擾,但工作頻帶鄰頻有很強(qiáng)信號,且受干擾系統(tǒng)的反向頻譜呈受干擾特點(diǎn),且通信的質(zhì)量受影響,效果降低。符合接收靈敏度損失。稱之為阻塞干擾。本質(zhì)原因?yàn)槭芨蓴_系統(tǒng)亢阻塞能力不強(qiáng),可改造或增加與干擾源隔離度解決。
 

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