小靈通通信干擾的測試分析與研究

摘要

　　目前小靈通(PHS)網(wǎng)絡通信在國內(nèi)迅速發(fā)展，各種影響網(wǎng)絡性能的因素逐漸增多，其中來自外部干擾的影響較為突出，目前發(fā)現(xiàn)的干擾源有:工作在PHS頻段（1900～1990 MHz）的無線電干擾設備（電波屏蔽器設備又稱移動電話阻斷器、會場凈化機、會議信息涉密場所保密機等）、模擬微波設備、數(shù)字微波設備、各種發(fā)射機諧波、廣譜干擾機等。對于現(xiàn)在廣泛采用的500mW小靈通(PHS)基站網(wǎng)絡，為保證基站的高接收靈敏度以實現(xiàn)上下行平衡，基站對上行干擾（噪聲）的要求非�？量�，同時500mW基站大多安裝在樓頂，其受干擾的機會也相應增加，所有這些因素使得小靈通(PHS)網(wǎng)絡，受系統(tǒng)外部干擾非常敏感。 本文主要介紹電波屏蔽器設備對PHS小靈通基站干擾的案例，并對干擾原因、干擾分類、干擾測試三方面進行分析研究，提出解決此類干擾的對策。使讀者充分認識小靈通(PHS)網(wǎng)絡受外部干擾的危害。

關(guān)鍵詞

小靈通 通信 干擾 測試

小靈通基站受干擾案例

　　2004年7月15日，遼寧省遼陽市無線電管理委員會辦公室接到用戶投訴反映遼化石化設計院和幼兒園附近PHS小靈通信號變?nèi)跚矣行盘枙r向外撥打電話困難。接到投訴后，韓錫明副局長非常重視，立即派無委辦、遼陽網(wǎng)通公司技術(shù)人員趕赴現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)其附近有三個基站，基站編號分別為F040、F045、F046，到現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)基站LCCH紅燈常亮，對基站進行程序刷卡不成功，通過在網(wǎng)管調(diào)整相關(guān)參數(shù)，基站的BLOCK現(xiàn)象解除，但用戶仍反映撥打電話困難或不能打電話，通過采用多種方法處理仍不能解決問題，于是懷疑是否有外部干擾影響。




　　第二天，我們再次對故障基站周圍進行現(xiàn)場測試，首先在遼化光華小區(qū)1722＃附近進行撥打測試，并用PHS-35C測試同步情況和跟蹤撥打測試流程，發(fā)現(xiàn)同步情況基本正常（見圖1），撥打測試發(fā)現(xiàn)手機對基站的請求幾乎沒有響應，一直提示time's up（見圖2），而且發(fā)現(xiàn)在基站下方信號很強達到60 dB以上時有時可以打電話，在40～50 dB時撥打電話就非常困難，我們在排除了基站故障和線序以及無線和有線通道故障，并排除了在相鄰PA區(qū)CS所在CSC的位置相同會引起信號衰弱的情況下，我們也開始懷疑是否有外部干擾，于是通過PHS-35C的RES MON功能進行外部干擾測試，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)在這三個用戶投訴較多的基站周圍存在外部干擾。后來又從網(wǎng)管提取這三個基站的Running-log進行分析，確定了在投訴區(qū)周圍確實存在外部干擾源，外部干擾源的具體位置，有待進一步查找。表1是三個受影響最大的基站的情況說明。

　　小靈通(PHS)外部干擾分類簡介

　　2.1 按干擾的方法可分為

　　全頻段掃頻干擾，

　　上行信號干擾，

　　下行信號干擾，

　　噪聲干擾。

　　2.2 按干擾頻譜特性與時變特性可分為

　　2.2.1 CCH干擾

　　此類干擾對網(wǎng)絡控制載頻（通常為26號頻點，中心頻率1902.65 MHz）存在影響，但卻未影響或僅部分影響TCH頻點，其造成的現(xiàn)象是手機有信號打不了電話，在此嚴重情況下，受干擾的基站將被BLOCK;也可造成手機在空閑時頻繁脫網(wǎng)，其在話務數(shù)據(jù)上的表現(xiàn)卻十分隱蔽。由于手機在CCH上的接入性能無法通過單個基站話務數(shù)據(jù)分析，在手機占用TCH階段，由于TCH頻點未被完全干擾，而基站具備的干擾規(guī)避算法（DCA）可自動選擇未受干擾的TCH頻點用于通話，在話務負荷不高的區(qū)域內(nèi)此類干擾情況無法通過從TCH頻率阻塞率、TCH切換率、LCHRe-request率等指標得到確認。雖然尋呼響應率（需要以尋呼區(qū)為單元考察）的下降可以反映這種干擾的存在，但若干擾源影響范圍僅為受影響尋呼區(qū)（PA）的部分基站，則問題也被隱藏起來。對于大部分CCH干擾源，可以通過running log時隙數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)干擾，其現(xiàn)象是基站所有上行時隙的接收電平皆高且基本一致。

　　2.2.2 TCH干擾

　　此類干擾覆蓋(或基本覆蓋)整個TCH范圍，卻沒有影響到26號控制頻點，其造成的影響是手機有信號卻打不了電話以及通話時頻繁切換同時話音質(zhì)量惡化；由于手機能順利接入CCH，造成TCH話務統(tǒng)計，我們可以看到此類干擾對基站話務數(shù)據(jù)表現(xiàn)影響較大，基站的LCHRe-request率、TCH切換率、TCH頻率阻塞率、TCH上行誤碼率等都有顯著的異常表現(xiàn)，通�？筛鶕�(jù)這些指標的區(qū)域性異常判斷網(wǎng)絡中是否存在干擾（需要排除同步異常）。

　　2.2.3 全頻帶干擾

　　該類干擾覆蓋整個PHS頻段，影響面為以上兩種的綜合，干擾源多為人為設置的廣譜干擾發(fā)射機，通常在加油站、政府機關(guān)、軍事機構(gòu)附近存在，其目的是限制其干擾范圍內(nèi)手機的正常通信，雖然該類干擾對正常通信的影響最大，但通常其干擾范圍有限，僅影響個別基站的服務性能。

　　2.2.4 持續(xù)干擾與突發(fā)干擾

　　如果干擾源在指定頻率上的干擾信號幅度不隨時間變化，則稱其為持續(xù)干擾，早期模擬調(diào)制微波設備以及大部分干擾機均屬于這種干擾源，這樣的干擾源易通過PHS35儀表現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，也有利于PHS基站自動規(guī)避受干擾的TCH頻點�，F(xiàn)代數(shù)字微波設備普遍采用QAM調(diào)制方式及跳頻通信以實現(xiàn)高的抗干擾指標，稱這種信號幅度在時間上離散的干擾為突發(fā)干擾，突發(fā)干擾對PHS網(wǎng)絡造成了較為嚴重的影響，當PHS基站檢測信道噪聲電平的周期小于突發(fā)干擾周期時，PHS基站無法在進行TCH分配時對干擾信號規(guī)避，影響了TCH的接入與服務性能，這類突發(fā)干擾源測試需要更專業(yè)的儀表的配合。

　　小靈通基站外部干擾測試分析與研究

　　3.1 干擾測試分析所需技術(shù)參數(shù)

　　在PHS手機與基站接收端，信號和干擾同時存在，可用載干比（C/I）衡量信道質(zhì)量，C/I=載波電平(dBu)-干擾電平(dBu)，C/I值越大，說明載波信號相對于干擾越強，信道質(zhì)量也越好。PHS空中接口采用π/4 QPSK調(diào)制方式，正確解調(diào)該信號要求C/I應大于15dB。

　　圖3是受干擾最嚴重的三個基站與干擾源（加油站）的位置關(guān)系圖: 加油站距三個基站的直線距離均為100M左右，而且都可以直視看到。

　　3．1．1 HS35C的RES-MON功能測試和WAVE波形圖分析

　　首先給出正常網(wǎng)絡無外部干擾的圖形,以便對比分析。圖4是無外部干擾時用REN MON功能測試的圖形，可以看出基站信號分布均勻，無雜散信號。



　　圖5是正常網(wǎng)絡的WAVE圖形，可以看出信號分布均勻，2.5ms～5ms之間為凈音區(qū)。

　　3.1.2 加油站位置測試分析



　　圖6是在加油站位置的RES MON圖形，可以看出這里的PHS頻點已經(jīng)被完全占用，甚至已經(jīng)超出了PHS的頻點范圍，屬于全頻帶干擾。

　　另外發(fā)現(xiàn)在這里小靈通信號時有時無，后來用北京世紀易達的路測設備進行頻點測試發(fā)現(xiàn),這里信號有時完全屏蔽，有時又很正常，而且信號隨時間一直在變化，由此可以斷定這里應該存在突發(fā)性的干擾源。



　　圖7是在加油站附近測試到的WAVE圖形，可以看出上行時隙已經(jīng)被完全干擾，而且信號強度達到甚至超過40dB,造成C/I值小于15，因此在這里幾乎不能打電話，又由于是突發(fā)性干擾，所以有時又可以打電話。

　　3.1.3 F040:光華小區(qū)1722#樓位置測試分析



　　圖8是在1722＃樓旁邊測試的干擾圖形，可以看出此基站已經(jīng)受到很嚴重干擾，但在基站可以直射到的地方,信號很強時有時還可以通話，等到了房間里，信號還是40dB左右時，由于C/I值下降到小于15dB，手機幾乎不能打電話，與用戶投訴現(xiàn)象相符合。

　　3.1.4 F046:石化設計院位置測試分析



　　圖9是在石化設計院旁邊道路上測試到的信號圖形，很明顯也受到了外部干擾，所以造成了在幼兒園附近此基站直射信號很強時，載干比C/I能滿足要求的情況下尚可打電話，但到了辦公室后由于C/I值下降到小于15dB，手機幾乎不能打電話。

　　3.1.5 F045:承租公寓6＃樓位置測試分析

　　圖10是在承租公寓6＃樓位置測試到的圖形，此基站同樣受到外部干擾，所以造成了在此基站附近撥打電話困難的現(xiàn)象。

　　3.2 使用CSPA對running log數(shù)據(jù)進行圖形分析

　　首先給出正�；�站的圖形如圖11:可以看出下行信號明顯高于上行信號。




　　下面給出F040、F045、F046三個基站的分析圖形。FC040受到的干擾最嚴重，C/I幾乎為零，偶爾會高些，所以打電話最困難，如圖12;FC045和FC046受到干擾的圖形基本一樣，如圖13，從上面嚴重受干擾的圖形可以看出上述三個基站的T-ch和C-ch均被嚴重干擾，基站所有上行時隙的接收電平皆高且基本一致，所以造成了基站的BLOCK,只有通過強制性手段將基站開啟，但根本不能解決問題。另外通過上述方法的分析發(fā)現(xiàn)宏偉局CSC1-4、14、15、18、19,CSC2-4、6、7也受到了不同程度相對較小的外部干擾的影響。

　　小靈通基站外部干擾解決措施

　　經(jīng)過PHS35C和世紀易達路測軟件的多方位的測試，已經(jīng)基本上確定了信號干擾源是在附近的加油站，該加油站為了防止用戶在加油站附近打電話造成危險而設置了干擾手機信號的發(fā)射機，圖14、圖15是現(xiàn)場拍攝到的發(fā)射干擾信號源的設備。小靈通手機在這里信號時有時無，幾乎不能通話。干擾信號發(fā)射器安裝在加油站辦公室立柱上，見圖14藍框內(nèi)立柱上白色設備。圖15是從近處拍攝到的干擾信號發(fā)射器，可以看到像天線式的發(fā)射器，此設備就是手機干擾信號發(fā)射器，是小靈通(PHS)基站外部受干擾的信號源。



　　規(guī)范遼陽市電波屏蔽器設備管理的幾點措施——

　　1.對部分加油站、加氣站、液化罐裝站、電業(yè)等場所未經(jīng)市無線電管理部門審核檢測批準設置的電波屏蔽器，應立即關(guān)機停止使用并自行拆除，逾期不拆除者，市無線電管理委員會辦公室將會同有關(guān)部門強行拆除，并按國家無線電管理的相關(guān)規(guī)定進行嚴厲處罰。

　　2.明示各級公安消防機構(gòu)立即停止推廣使用非國標電波屏蔽器設備。

　　3.各單位和部門今后確實需要安裝設置電波屏蔽器的，必須符合無線電管理的規(guī)范要求，必須符合國家的技術(shù)指標，必須持有國家無線電管理機構(gòu)核發(fā)的“無線電發(fā)射設備型號核準證”，電波屏蔽器設備的標牌上必須標明無線電發(fā)射設備型號核準代碼，并經(jīng)市無線電管理委員會辦公室檢測各項指標符合標準后，方可使用。

　　4.會議電波屏蔽器的安裝只限于召開涉密會議的場所，經(jīng)單位或部門有關(guān)領導批準在涉密會議期間使用，其他場所非涉密會議期間禁止安裝使用。

　　5.涉密會議場所使用的電波屏蔽器必須采用經(jīng)國家保密工作主管部門鑒定、推薦使用的產(chǎn)品。需購置安裝使用電波屏蔽器的單位和部門，必須事先向市保密工作部門提出書面申請，經(jīng)審核批準后，方可安裝使用。保密工作部門對審核批準的會議電波屏蔽器的設置，建立數(shù)據(jù)庫，實施監(jiān)督檢查。

　　6.會議電波屏蔽器安裝使用前，市保密工作部門應會同市無線電管理委員會辦公室，對電波屏蔽器技術(shù)指標和覆蓋范圍進行嚴格測試，防止超范圍覆蓋或?qū)ι婷軙�議場所以外的正常移動通信產(chǎn)生干擾。經(jīng)檢測，符合相應技術(shù)指標和覆蓋范圍要求后，方可投入使用。如遇特殊情況，由上述職能部門協(xié)商解決。

　　7.會議電波屏蔽器的使用必須由各單位保密委員會（保密領導小組）指定專門人員負責，建立必要的管理制度，并加強對會議電波屏蔽器的日常維護和管理。

　　8.經(jīng)允許設置使用電波屏蔽器的單位，應積極配合市無線電管理部門的監(jiān)督、檢查和檢測，嚴格執(zhí)行上述各項管理規(guī)定。并在電波屏蔽器前端加功率衰減器并將鞭狀全向天線改為吸頂全向天線(如圖16)。



　　結(jié)束語

　　為使小靈通(PHS)基站正常工作，滿足用戶正常通話的需要，應立即除掉信號干擾源，具體對策為:遼陽市無線電管理委員會辦公室根據(jù)《中華人民共和國無線電管理條例》第五章、第六章及國家信息產(chǎn)業(yè)部信部無[2001]439號、遼寧省消防局遼消防[2003]53號、遼寧省國家保密局遼寧省無線電管理委員會辦公室遼保局[2003]14號、國無管[1995]8號、國無管[1995]15號等文件規(guī)定的“任何單位不得對依法設置的無線電臺站（含移動電話）施放無線電干擾（法律、法規(guī)另有規(guī)定的除外）”條文，強制性關(guān)閉該加油站手機干擾信號發(fā)射器的電源。至此遼陽小靈通(PHS)基站外部受干擾現(xiàn)象消失，小靈通(PHS)通信恢復正常。

參考文獻

1、《通訊系統(tǒng)中的電磁兼容理論與設計》，北京廣播學院出版社，2000年9月。

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5、《無線電管理與使用必讀》，法律出版社，1995年。

6、《無線電通信原理》，遼寧省無線電管理培訓中心出版。