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通讯网络中的射频搅扰成因与对策

如今可能造成射频干扰的原因正不断增多,有些显而易见容易跟踪,有些则非常细微,很难识别发现。虽然仔细设计基站可以提供一定的保护,但多数情况下对干扰信号只能在源头处进行控制。本文讨论射频干扰的各种可能成因

现在或许构成射频搅扰的原因正不断增多,有些清楚明了简单盯梢,有些则十分纤细,很难辨认发现。虽然细心规划基站能够供给必定的维护,但大都状况下对搅扰信号只能在源头处进行操控。本文评论射频搅扰的各种或许成因,了解其本源后将有助于工程师对其进行丈量盯梢和扫除。

射频搅扰信号会给无线通讯基站掩盖区域内的移动通讯带来许多问题,如电话掉线、衔接呈现噪声、信道丢掉以及接纳语音质量很差等,而构成搅扰的各种或许原因则正以惊人的速度在添加。

现在最新最先进的杂乱电信技术还有必要与旧移动通讯体系(如专用无线通讯或寻呼等)共存于一个杂乱环境中,其间大都旧体系在今后若干年里还将一向用下去;与此一同,其它无线RF设备如数字视频播送和无线局域网等又会发生新的或许使通讯服务间断的信号。

由于环境约束越来越大,很多新事务竞相抢占有限的蜂窝站点,使得蜂窝信号发射塔上竖满了各种天线。而跟着咱们越来越多地经过移动电话联络、在互联网上观看多媒体扮演和进行商业贸易,乃至不久咱们的轿车、冰箱和电烤箱也将运用RF信号彼此沟通,通讯的天空将变得愈加拥堵。

引起RF搅扰的原因

大大都搅扰都是无意构成的,仅仅其它正常运营活动的副产品。搅扰信号只影响接纳器,即便它们在物理上挨近发射器,发射也不会受其影响。下面列出一些最常见的搅扰源,能够让你知道在实践状况下应该从何处着手,要注意的是大大都搅扰源来自于基站的外部,也即在你直接操控规模之外。

1.发射器装备不正确

另一个服务商也在你的频率上发射信号。大都状况下这是由于毛病或设置不正确构成的,发生抵触的发射器服务商会更急于纠正这个问题,以便康复其服务。

2.未经答应的发射器

在这种状况下,其它服务商是成心在与你同一个频段上发射,一般是由于他底子没有拿到答应。他或许在一个频段上没有发现信号,所以假定没有人在运用该频段,所以私行加以运用。发放答应的政府机构一般有助于赶开这类无照经营者。

3.掩盖区域堆叠

你的网络或其它网络的掩盖在一个或多个信道上超越规则规模。天线歪斜不正确、发射功率过大或环境改动等都会引起掩盖区域堆叠,如或人砍掉了一片树林或推倒一个建筑物,而这些本来能够阻挠另一方位上宣布的信号。

4.本身信号互调

两个或两个以上信号混在一同后会构成新调制信号,但却不是任何所期望的信号。最常见互调是三次信号,例如两个距离为1MHz的信号会在原高频信号之上1MHz和低频信号之下1MHz各发生一个新信号,假如本来两个信号别离处于800和801MHz频段,则将在799和802MHz呈现三次信号。

5.与另一发射器信号互调

互调搅扰也或许由于一个或多个外部无线信号经过天线馈送同轴电缆,然后进入构成抵触的发射器非线性终端放大器构成,外来信号彼此稠浊并与发射器自己的信号混在一同,构成一个看上去像是通讯频段中的“新”频率互调信号(常常都是不期望的)。

也或许由两个外部信号发生搅扰信号,而构成抵触的发射器本身的信号没有参与,外部信号仅仅正好用到发射器的非线性级而混在了一同。在这种状况下,混在一同的两个信号没有一个有问题,肇事者是发射器。

处理这个问题有点难度,由于它要求对看上去作业正常的发射器进行改动。需求添加一个窄带滤波器以尽或许衰减外面的信号,再加一个铁氧体绝缘子使RF从发射器传送到天线并衰减馈线上回来的信号。在一同运用多个不同频率的发射塔上,业主常常要求一切发射器都设备这类滤波器和绝缘子。

生锈的围墙/房顶等构成的互调

发射器并不是互调信号的仅有滋生地,非线性衔接也或许是邻近生锈的白铁皮房顶或围墙。当无线发射功率很大时,房顶各部分之间生锈部分将起到非线性二极管的效果,像这种来自物理结构的互调影响很难阻挠,由于它们因天气状况而异,风会把金属生锈部分压在一同或分隔,雨则改动铁锈特性。严重影响通讯的有必要进行修理或替换,以康复牢靠的通讯衔接。

1.天线或衔接器中的互调

有时即便同轴电缆或天线本身一点很小的腐蚀也会发生问题,虽然还不足以引起信号丢掉或VSWR问题,但腐蚀会像一个质量很差的二极管相同构成纤细互调。假如邻近有几个大功率发射器,那么发生的互调会强到足以搅扰移动手机与基站之间的弱小通讯信号。找出这类问题本源最难的当地在于松开天线体系一个衔接器会打乱氧化程度并暂时使问题间断,此刻你有必要花更多时刻仔细记载旋松或拧紧的是哪一个衔接器并在每步之后进行实验以确认它是否便是元凶巨恶。

2.正规发射器超载

发射器宣布的任何频率强信号都会使邻近体系超载,仅有处理办法是在接纳器天线电缆上设备一个滤波器,使期望的信号经过,而将超载信号衰减。

3.邻近发射器上相邻信道功率

跟着分配的频谱越来越拥堵,彼此竞赛的无线事务所分到的频率越来越挨近,从而使一个体系发射信道噪声边带呈现在或阻挠另一个挨近接纳信道的危险添加。假如发射器契合技术标准要求,则需求更改信道或添加发射器和接纳器之间的物理分隔。

4.播送发射器谐波

大功率源如商业播送电台等会发生大功率信号谐波,例如一个5MW发射器很简单发生5W谐波,足以搅扰邻近的移动通讯。假如该发射器契合一切标准和政府规则,那么仅有的处理办法或许只要搬迁通讯天线以避开发射器,或许从头分配频率计划使得构成抵触发射器邻近的通讯基站运用的是不受其谐波能量影响的信道。

5.“老爷”级STL用户

在蜂窝体系呈现之前,900MHz和1,400~2,200MHz波段一般分配用于播送电台的演播室与发射器衔接(STL)。政府现已将这些频率从头分配给蜂窝运营商,可是他们常常又没有约束老用户,而让他们持续在没有抵触的频率上运营。当在这些频段展开新的蜂窝事务时,那些发射器应该转向新频率,但有些还需求加以“提示”。

6.音频整流

在极个别当地,基站操控器端还在运用模仿音频输入传送给无线输出,因而会遭到邻近AM播送或短波电台强信号的影响。AM信号或许进入音频电路后并被整流,使得电话攀谈中混入播送音频信号。在与基站衔接的音频部分周围进行杰出屏蔽应能处理这个问题。

知道搅扰源类型

搅扰能够按其本身特性进行分类,也能够按它对基站和手机通讯的影响来分,抵触频率是显现搅扰源和搅扰成果最常用的指示器。

1.频外搅扰源

这是一种首要搅扰,包含一些与接纳器频率邻近而不相同的强信号,强度很大足以影响输入。这些信号一般很挨近预订频率,由于接纳器输入滤波器会滤掉其它相差太远的信号。

让咱们来看一看接纳器遭到的两种影响。一种是前端堵塞,它由于强信号进入接纳器使榜首级(前置放大器或混频器)过载彻底饱满引起,这样会使更强信号无法接纳。另一个影响是减感效应,邻近的信号进入接纳器后被AGC(自动增益操控)发现或许发动约束器电路,构成增益下降。接纳器体现得就像是灵敏度下降,因而弱小信号会丢掉,对强信号的信噪比也将减小。

频内搅扰源

第二类搅扰包含和预订通讯信号频率相同的信号(不管强弱),一般由下列状况引起:
  •正常手机信号超出其预订规模
  •发射器毛病或装备不妥
  •正常发射器的信号谐波
  •其它电气设备辐射出的无意搅扰信号

频外搅扰源发生的频内影响
这类搅扰源最难盯梢,看上去是在频率内的信号,但却没有显着的搅扰源,例如两个或以上在其自己频率上彻底正常的信号在非线性元件内混合后构成的互调信号。

有意搅扰

不怀好意的成心搅扰一般是在信号频率内,体现得更像是一个装备不妥的发射器。咱们将它独自分类是由于它一般具有特别难以捉摸和有害的特性。

有这样一个有意搅扰的比如,有人在森林山上某处远距离进犯一个双向无线转发器体系。体系开始时在其输入频率上收到一个十分弱小的信号(其间正确的音频解码激活了转发器),只在夜间呈现,该信号一向留在空中,最终使转发器超时继电器失效并使体系瘫痪直到早晨信号消失。

搅扰源特别难查找是由于信号太弱而无法发现,而且它只在夜里发射。最终找届时才发现搅扰源是坐落转发器天线杆邻近一棵树顶上的一个带小型太阳能电池板的微型发射器,发射器白日封闭,其太阳能电池板则运用此刻给电池充电。

谐波

上面几种仍是指相对洁净的原始信号,在实践状况下,信号中还有强到能发生搅扰的基频谐波,例如美国甚高频电视发射器就要求设备一个滤波器将其谐波至少减小到主载波60dB以下。最费事的谐波是三次谐波,由于它很简单由发射器中小的非线性元件发生。

一个在621.25MHz下作业的5MW电视信号发射器,其三次谐波为1863.75MHz,即便在60dB以下(滤波之后)三次谐波还有5W!从俯视城市的高处宣布这种频率和功率信号很简单给全城蜂窝移动通讯信号带来极大损坏。

谐波信号还有一个特性使它更难辨识其来历。发生谐波的乘法进程会改动频谱图,其宽度和误差都要乘以和载波频率相同的因数。例如一个坐落157.54MHz下13kHz宽的双向无线FM信号的10次谐波为130kHz宽,基波只要5kHz偏移在谐波频率1575.4MHz下会变成50kHz。

假如这种发射器与一个基站共用一个发射塔,其10次谐波将彻底掩盖GPS接纳器,使基站瘫痪。对一个100WFM发射器,一共需求约195dB的衰减才干防止这种搅扰,要用天线阻隔和滤波器按捺才干完成。
  
咱们评论了移动通讯体系中常见RF搅扰发生的原因,并提出一些扫除毛病的办法。有了比较多的了解后,工程师就能更好地使用新的搅扰丈量东西来知道和盯梢搅扰源。

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