干擾現(xiàn)象
2005年10月10日下午,深圳市無線電監(jiān)測站接到深圳市三威科技有限公司投訴:深圳市高交會試驗用的900 MHz無中心對講機頻率受到干擾。監(jiān)測站十分重視該投訴報告,于11日上午到高交會現(xiàn)場,對該系統(tǒng)進行分析、測試;對所使用的頻率進行了監(jiān)測。監(jiān)測接收機發(fā)現(xiàn)916.4 MHz和916.2 MHz兩個頻點上偶爾有一個數(shù)據(jù)信號,信號場強達5 dBμV,持續(xù)一分鐘左右信號消失。在一天的監(jiān)測中,共發(fā)現(xiàn)4次。由于信號出現(xiàn)的次數(shù)少,持續(xù)時間短,所以較難定位。
干擾初步分析
2.1 周邊基站使用情況調(diào)查
經(jīng)分析,GSM900基站下行頻率935 MHz~960 MHz/基站上行頻率885 MHz~915 MHz(基站最大峰值功率300 W,載波間隔200 kHz)的低端頻率935 MHz~938.5 MHz,與GSM900 MHz基站頻率935 MHz~960 MHz的高端頻率953 MHz~960 MHz可能形成對無中心轉(zhuǎn)發(fā)臺915 MHz~917 MHz的三階互調(diào)干擾。
手機上行頻率885 MHz~915 MHz也可能形成對無中心轉(zhuǎn)發(fā)臺915 MHz~917 MHz的三階互調(diào)干擾。
經(jīng)調(diào)查,深圳市高交會周圍2公里以內(nèi)手機蜂窩基站使用頻率如下:移動GSM900基站下行頻率有117個頻點,基站上行頻率有117個頻點;聯(lián)通GSM900基站下行頻率54個頻點,基站上行頻率54個頻點;移動GSM1800基站下行頻率97個頻點,上行頻率有97個頻點;聯(lián)通GSM1800基站下行頻率有24個頻點;聯(lián)通CDMA800基站下行頻率32個頻點。
由于高交會期間用戶量巨大,每個基站都滿負荷工作,因此,產(chǎn)生三階互調(diào)干擾的概率非常高,組合也非常多。下面進行三階互調(diào)計算分析。
三階互調(diào)干擾計算公式為:
2f1-f2=f ①
式中: f 無中心電臺頻率;
f1 GSM基站頻率;
f2 GSM基站頻率。
在916.4 MHz頻點上,GSM基站上行頻率中能產(chǎn)生69個組合的干擾信號,如:
905.6×2-894.8=916.4/905.2×2-894=916.4/904.6×2-892.8=916.4(單位MHz)等;
在916.4 MHz頻點上,GSM基站下行頻率中能產(chǎn)生35個組合的干擾信號,如:
935.6×2-954.8=916.4/935.2×2-954=916.4/937×2-957.6=916.4(單位MHz)等;
在916.2 MHz頻點上,GSM基站上行頻率中能產(chǎn)生72個組合的干擾信號,如:
901.6×2-887=916.2/902.2×2-888=916.2/903.8×2-891.4=916.2(單位MHz)等;
在916.2 MHz頻點上,GSM基站下行頻率中能產(chǎn)生37個組合的干擾信號,如:
935.2×2-954.2=916.2/936.6×2-957=916.2/938×2-959.8=916.2(單位MHz)等。
2.2 基站頻率組合干擾可能性分析
(1)GSM900基站頻率935 MHz~960 MHz(最大峰值功率300W,載波間隔200 kHz)與GSM1800 MHz基站下行頻率1805 MHz~1825 MHz(高交會館2公里范圍內(nèi)使用頻率,基站最大峰值功率20W,載波間隔200 kHz)不可能形成對無中心電臺915 MHz~917 MHz的三階互調(diào)干擾。
(2)GSM900基站頻率935 MHz~960 MHz與GSM1800 MHz基站頻率1805 MHz~1880 MHz中的1850 MHz~1877 MHz可能形成對無中心電臺915 MHz~917 MHz的差頻干擾。
(3)CDMA800基站頻率870 MHz~880 MHz(載波間隔1250 kHz)與GSM900基站頻率935 MHz~960 MHz不可能形成對無中心電臺915 MHz~917 MHz的三階互調(diào)干擾。
(4)CDMA800基站頻率870 MHz~880 MHz(載波間隔1250 kHz)與GSM1800基站頻率1805 MHz~1825 MHz不可能形成對無中心電臺915 MHz~917 MHz的三階互調(diào)干擾。
經(jīng)過分析信號的頻譜和出現(xiàn)的時間規(guī)律得出:916.2 MHz、916.4 MHz兩個頻點上的干擾信號很可能是基站上行信號經(jīng)過互調(diào)產(chǎn)生,這種信號出現(xiàn)的時間、頻率都不固定,比較難定位。
電磁兼容分析
下文將對干擾的產(chǎn)生進行簡單的理論分析。
3.1 頻帶共享條件
不同業(yè)務(wù)使用同一頻帶或鄰近頻帶,應(yīng)該以一種業(yè)務(wù)對其它業(yè)務(wù)的干擾不超過ITU—R建議的限制為前提。也就是說共用同一頻帶的不同系統(tǒng)之間能夠“和平共處”,就必須彼此都符合電磁兼容性(EMC)要求。所謂電磁兼容性指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中既能正常工作,又不會對此環(huán)境中任何事物引起不能容許的電磁騷擾的能力。
3.2 電磁干擾的一般模式
就電信領(lǐng)域而言,電磁兼容性可以狹義地理解為:在不損失有用信號所包含的信息的條件下,信號和干擾共存的能力,即在一個給定通信系統(tǒng)內(nèi),分系統(tǒng)、設(shè)備、部件間“和平共處”的能力,以及該系統(tǒng)與其工作的電磁環(huán)境或其它系統(tǒng)間“和平共處”的能力。
為了提高電磁兼容性水平,首先分析造成電磁干擾的一般模式,如圖1所示。
任何電磁干擾即由于電磁騷擾所引起的設(shè)備、傳輸信道或系統(tǒng)性能的劣化,必須同時具備三個條件:
(l) 干擾源,即任何產(chǎn)生電磁干擾的元件、器件、設(shè)備、系統(tǒng)或自然現(xiàn)象;
(2) 干擾宿,即對電磁騷擾敏感的設(shè)備,傳輸信道或系統(tǒng);
(3) 干擾途徑,即干擾源影響敏感的干擾宿的傳播路徑,有沿著導(dǎo)體傳播的傳導(dǎo)及通過空間的電磁波形式傳播的輻射兩種途徑。
我們?nèi)绾畏乐闺姶鸥蓴_,以提高電磁兼容性水平,可以采取下列措施:
(1) 抑制干擾源的傳導(dǎo)發(fā)射電平與輻射發(fā)射電平。
(2) 降低干擾宿的傳導(dǎo)敏感度與輻射敏感度,亦即提高其相應(yīng)抗擾性。
(3) 采取隔離、屏蔽、濾波和接地等措施以切斷電磁干擾途徑。
改進措施
4.1 從干擾宿方提高抗干擾能力著手
(1) 提高接收機的下列選擇性
(a) 鄰道選擇性;
(b) 同頻;
(c) 阻塞;
(d) 雜散響應(yīng);
(e) 互調(diào)抗擾性
可采取如下措施:
(a) 提高高放、混頻級的線性;
(b) 采用矩形系數(shù)好的射頻(915 MHz~917 MHz)帶通濾波器;
(c) 采用矩形系數(shù)好的中頻帶通濾波器;
(d) 加干擾陷波器(935 MHz~960 MHz)。
(2) 提高天線的選擇性
可采取如下措施:
(a) 采用窄帶(915 MHz~917 MHz)高增益天線;
(b) 加矩形系數(shù)好的射頻(915 MHz~917 MHz)帶通濾波器;
(c) 加干擾陷波器(935 MHz~960 MHz)。
4.2 從干擾源方降低干擾程度著手
(1) 在無中心電臺附近的GSM基站不使用935 MHz~938.5 MHz頻率,減少互調(diào)干擾組合;
(2) 調(diào)整GSM基站的935 MHz~938.5 MHz頻率的扇區(qū)不要對準無中心電臺,降低到達無中心電臺的干擾場強;
(3) 調(diào)整移動和聯(lián)通GSM基站天線的俯角,降低到達無中心電臺的干擾場強。
參考文獻
[1] 《實用移動無線電通信》 作者:賈玉濤