对现阶段移动通信网络系统的抗干扰能力改造技

摘　要：本文是作者结合多年工作经验，主要针对现阶段移动通信网络系统的抗干扰能力改造技术措施作出了相关的阐述分析，以供参考。

关键词：移动通信；存在干扰；措施
目前移动通信系统线传输技术才能实现在移动中的信息交换，而无线传输极易受到各种其他无线电波的干扰。不管是GSM系统还是CDMA系统，都是干扰受限系统，干扰的大量存在会极大地影响网络的通信质量和系统的容量。分析移动通信系统中存在的干扰并采取相应的措施，对网络运营者提出了很高的要求。
　　一、移动通信系统中的主要干扰
　　(1)在整个移动通信系统中主要干扰包括同频干扰、邻频干扰和互调干扰。但是目前移动通信系统均采用小区制结构，以同频复用方式来提高频率利用率，每隔一定的距离，小区可重复使用同一频率。在满足一定的距离间隔的条件下，系统内的同频干扰不会对正常通信产生太大的影响。但随着小区分裂，同频复用系数增加时，大量的同频干扰将严重影响系统的正常工作。当同频干扰的载干比小于某一特定值时，会直接影响到手机的通信质量，严重的会产生掉话或使用户无法建立正常的呼叫。
　　(2)由于频率规划等原因，可能造成邻小区中存在邻频或覆盖范围设计不合理的情况，这就会导致邻频信号落入邻频接收机通带而造成邻频干扰。另外，由于远近效应的存在，也加大了邻频干扰的影响。当邻频载干比小于某一特定值时，也会影响到手机的通信质量，产生掉话或无法建立正常呼叫。
　　(3)由于通信系统中采用了大量的非线性电路，当两个以上的不同频率信号同时进入时就会产生互调，若调制信号的频率落入接收频带，就会产生互调干扰。干扰的直接后果是造成基站资源的浪费，也会产生掉话。
　　(4)在CDMA 系统中，除上述干扰外，还存在一种需要关注的干扰就是多址干扰，在用户数较多时，多址干扰是最主要的干扰。
　　(5)由于频分、时分划分的正交性，在FDMA 系统和TDMA 系统中，多址干扰小到可忽略的程度。而CDMA 由于在码组设计时，不可避免地存在码组间的互相关性不理想问题，也就是码间不能完全正交，这就会造成多个用户间的相互干扰，即多址干扰。在实际系统中，小区内的多址干扰约占总多址干扰的60%。
　　(6)另外，由于移动通信是靠无线电波传播的，当空中某些电波如工业干扰、电源火花干扰、天电干扰等干扰信号的强度达到一定程度时，也会影响移动通信系统的正常工作。
由于互调及频率规划中存在的问题，也可引起系统与系统之间的干扰，如GSM系统的上行信道干扰CDMA 系统，或CDMA 干扰GSM的上行信道正常工作。
　　二、抗干扰技术发挥的作用
　　存在大量干扰是不可避免的，但干扰要对系统的正常工作产生影响必须满足两个条件：频率和幅度。干扰信号的频率必须落入接收频带内才能产生干扰，干扰信号必须达到一定的强度才能影响通信质量。从这两个方面考虑，可很好地解决干扰的影响。在移动通信系统中常用的抗干扰技术有：跳频技术、功率控制技术、间断传输技术、扩频技术和多用户检测技术等。
　　2.1 跳频技术
　　跳频就是使通信中的工作载频在几个频点上跳变，跳频可起到频率分集的作用，改善由衰落造成的误码特性，但跳频也可起到干扰源分集作用。在业务密集区，GSM系统的容量受频率复用产生的干扰限制，相对载干比可能在呼叫之间有很大的变化。载波电平一般随移动台与基站的距离及相互间的障碍情况变化而变化。而干扰电平则在很大程度上依赖于邻近小区的同频干扰。由于系统的目标是尽可能满足更多用户的要求，当不选用跳频时，若某一频点出现干扰，当某用户占用该频点时就会造成通话质量下降，而使用户难以接受，若干扰是连续的，很容易造成质量差掉话。当使用跳频时，该干扰情况就会被该载波的其他呼叫所共享，干扰被平均了，干扰不再处于连续状态，而处于突发状态，整个网络的性能将得到很大提高。经分析，使用跳频的网络可比不采用跳频的网络高3dB 的增益。GSM系统中采用慢跳频技术，跳频速率为217跳/秒，跳频在两个时隙间进行，一个时隙内用固定频率收发，下一时隙用另一频率收发，以减小干扰的影响。
　　2.2 功率控制技术
　　功率控制是在一定范围内，用无线电方式改变移动台或基站的传输功率。功率控制可在保证良好接收的条件下，尽量减少发射功率，改善对其他呼叫的干扰。功率控制有前向功率控制、反向功率控制，而反向功率控制又分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站共同参与的闭环功率控制。
　　对于由远近效应引起的邻频干扰，采用功率控制技术可获得很好的改善。当移动台与基站间的距离变近时，降低移动台的发射功率可减少对其他用户的干扰，当距离变远时可增加移动台的发射功率，克服所增加的路径衰耗，使移动台发射的信号在到达基站时有尽可能相等的信号强度。
　　在GSM系统中主要采用反向闭环功率控制，移动台根据接收到的从BSC 送来的功率控制指令调整自身的发射功率，从而减小对其他用户的干扰。在CDMA (IS- 95)系统中既可采用前向功率控制，也可采用反向功率控制。反向开环功率控制由移动台主动进行，因为是移动台对发送电平的粗略估计，其可调范围必须足够大，至少应达到±32dB。反向闭环功率控制在开环功率控制的基础上，由移动台根据所收到的功率控制指令进行发射功率调整，使移动台保持最理想的发射功率，在开环功率控制的基础上，移动台可提供±24dB 的可调范围。前向功率控制中，基站可根据移动台提供的测量结果，调整对每个移动台的发射功率，前向功率控制的最大调整范围为±6dB。系统可根据需要选择具体的功率控制方式。功率控制技术在减小远近效应的同时，还可在一定程度上减少多址干扰的影响。在3G 中采用开环功率控制和闭环功率控制，为了克服宽带CDMA 系统的远近效应，需要动态范围达±80dB 的功率控制。
　　2.3 间断传输技术(DTX)和数字话音插空技术
　　(DSI)间断传输技术就是在通话的有声段传输话音编码，在通话的无声段，发射机停止工作，而由接收机根据在发射机停发前所送来的噪声特性参数自行产生舒适的背景噪声。
对移动用户来说，平均的说话时间在40%以下，采用话音间断传输技术可降低空中的总的干扰电平(约能降低网络干扰功率的40%)，提高频率利用率，还可节省移动台发射机的耗电。数字话音插空技术是指在有话音时分配信道，无话 音时系统收回信道分配给其他用户使用。在FDMA 系统和TDMA 系统中很难实现在有话音时分配频率或时隙，在CDMA 中使用实现则很方便。在无声期间收回信道可减少对其他用户的干扰，接收端的信干比提高，表明系统还可允许新用户接入，增加了系统容量。
　　话音间断传输技术应用于GSM系统，数字话音插空技术应用于CDMA IS- 95 系统，均可实现减少干扰影响的目的。
　　2.4 扩频技术
　　扩频技术作为信息传输方式，在发送端对发送信息用扩频码进行扩频调制，将原始信号带宽展宽，在接收端对接收信息用相同的扩频码进行相干解扩，恢复信息数据。
扩频技术将发送信息频谱展宽，传输到收端后解扩时，可将在传输过程中加入的干扰信号频谱展宽而降低了干扰信号的强度。扩频通信中，扩展频谱越宽，抗干扰能力越强。
　　扩频技术应用于CDMA (IS- 95)系统以提高系统的抗干扰能力。在码分系统中，网内所有用户使用同一载波，各用户可同时进行收发，接收机的输入信号干扰比将远小于1，传统的调制解调方式无能为力。要把用户间的相互干扰降到最低，且使各个用户的信号占用相同的带宽，码分系统必须与扩频技术相结合。而且由于码分系统用地址码调制和扩频系统用伪码调制采用的方法相同，在实现时，既可采用单独的地址调制和扩频调制方式，可也采用一次调制同时完成地址调制和扩频调制的方式。当然，在第二种码分直扩系统中由于用来扩频的伪码是准正交的而不是完全正交，各用户之间的相互干扰也就不能完全排除。
另外，扩频码码型的合理设计也是克服多址干扰的必要措施。
　　在未来的3G 中，WCDMA、cdma2000、TD- SCDMA 等系统无一例外地采用了CDMA 技术，在采用CDMA技术的同时应用了扩频技术，提高了系统的抗干扰性能。
　　2.5 多用户检测技术
　　多用户检测技术就是把所有用户的信号都当作有用信号，充分利用伪码多址的已知结构信息与统计信息进行联合检测。
　　多用户检测的基本实现方法有：线性检测法和相减式干扰对消器。线性检测法通过线性变换消除不同用户间的相关性，使送入每个用户的检测器信号只与自己的信号有关。相减式干扰对消器从送入匹配滤波器输入端的信号中减去本地估计出的来自其他用户的多址干扰，从而消除多址干扰，又可抵抗远近效应和多径干扰，。
　　在CDMA IS- 95 中，采用的接收机中，各个用户的接收是相互独立的。由于各个用户间所用的扩频码难以保证正交，造成多个用户间的相互干扰，并限制了系统容量的提高。在3G 系统中，采用多用户检测技术，通过测量各个用户扩频码间的非正交性，用矩阵求逆或迭代方法消除多用户之间的干扰，在极大程度上改善了系统的抗干扰性能，并进一步提高了系统容量。
　　三、 网络优化中的抗干扰分析
　　在网络的日常维护和优化中，必须切实采取措施，减少干扰，提高通信质量，改善网络的运行环境。日常维护中，可借助无线场强测试仪、DT 测试设备及OMC 统计、CQT 测试等，对干扰原因进行分析。首先通过在OMC 中取得的切换测量报告及DT 或CQT 相关数据，列出受干扰小区及其信道数、闭塞数、干扰数等，根据干扰数判断该信道的闭塞是否由干扰所引起；根据同频信道资料可查出是否由本系统内的同频站引起的同频干扰或外来干扰；否则进一步判断是否是邻频干扰。对于系统内的干扰，可通过网络仿真平台进行同频干扰分析，以确定干扰的存在、干扰源的位置和影响的范围等。
　　对于优化中发现的同邻频干扰可根据实际网络结构和地形地物情况进行相应措施的选用。小区扇区化可降低同频干扰源的数量，以减小干扰信号的强度，减小干扰的影响。具体可选用定向天线替代全向天线、采用多波束智能天线等技术。
　　功率控制以调整发射机的发射功率到最小的必需值，既满足通信质量的要求，又能将覆盖范围控制在要求的范围内，可很好地减小同邻频干扰。进行天线的调整也可以很好地实现同频干扰问题的解决。降低基站天线高度和功率控制一样，可进行覆盖范围的控制，在减少同频干扰的同时可避免孤岛效应造成的掉话；更换基站天线的安装位置可有效抑制来自另一侧的同频小区内的移动台的上行同频干扰信号；对于水平波束宽度60°的定向基站天线，可利用天线不同方位角间的增益差，通过改变天线的方位角实现天线去耦可适当解决同频干扰问题；基站天线的下倾可比降低天线高度更能有效减小同频干扰，主要是利用天线垂直方向图主瓣的指向，改善服务小区覆盖范围内的信号强度，又可减小对同频小区的干扰；采用零值填充消除天线方向图中出现的零值，均匀分布天线辐射能量，提高近距离覆盖效果并减小同频干扰。
　　有一点就是通过调整小区的频率复用及频率组合也可减少网络内同频干扰和邻频干扰的概率。
　　四、结束语
　　总而言之对移动通信系统中存在的干扰，必须予以充分关注。在各类抗干扰技术应用的同时，还必须在网络优化中密切关注。频率规划时频率复用设置不当、频点设置不正确会导致小区间的距离不能满足要求，而造成同频、邻频干扰；基站天线的俯仰角及方位角设置不合理或存在偏差，会导致基站的覆盖范围不合理，从而导致同频、邻频干扰；直放站设置不合理，会造成对周围信号的干扰。对于这些由于基站及相关参数设置等原因引起的各类干扰，必须根据检测结果分析原因，然后调整相关参数。这需要网络优化人员给予充分的重视，在网络优化过程中及时发现，及时解决。 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/txlw/261374.html