一文详解无线电干扰的基本原理及分类

时间： 2024-06-07 来源：是德科技 Keysight Technologies知乎

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无线电通信干扰的基本原理

无线电干扰是指无线电通信过程中发生的，一些电磁能量通过直接耦合或间接耦合方式进入接收系统或信道，导致有用接收信号质量下降、信息产生误差或丢失，甚至阻断通信的现象。

无线电干扰信号主要是通过直接耦合或者间接耦合方式进入接收设备信道或者系统的电磁能量，它可以对无线电通信所需接收信号的接收产生影响，导致性能下降，质量恶化，信息误差或者丢失，甚至阻断了通信的进行。因此，通常说，无用的无线电信号引起有用无线电信号接收质量下降或者损害的事实，被称为无线电干扰。

无线电干扰分类

干扰无线电信号可来自许多干扰源，包括无线电系统自身产生的干扰或其他无线电产生的干扰和无意辐射体 ( 如接近电气设备和机械 )。

• 带内干扰

带内干扰是指来自各种通信系统或无意辐射体的干扰传输落入所需系统操作带宽内的情况。这种干扰可通过接收机信道滤波器，若干扰振幅大于所需信号幅度，则所需信号将被损坏。

如图1所示，各种无线电系统可直接在所需系统的操作信道中传输信号。该图显示了位于稍高于所需系统的中心频率的潜在干扰。图1显示了带内干扰的另一种形式，这种干扰是由无意辐射体造成的，在本案例中，所需射频信号可通过荧光灯进行调制。在这些案例中，若干扰是有意中断通信，则该带内干扰可认为是无线电“干扰”。

观察带内无线电干扰最简单的方式是关闭所需无线电的发射机，并使用频谱分析仪调谐信道频率以搜索相关信道中的其他信号操作。对于可能调制所需信号的无意辐射体，关闭违规辐射体（如图1中所示的灯）。必须将频谱分析仪设置为高灵敏度模式并使用最大保持显示或谱图以记录任何间歇信号。高灵敏度模式可将输入衰减器设置为0dB，开启的内部前置放大器并将参考电平设置为-50dBm。该模式可在 [AMPTD] ，{More (1 of 2)} 中找到。

• 同信道干扰

这种类型的干扰可造成与带内干扰相似的情况，但是，同信道干扰是源自同一个无线系统的其他无线电操作。在这种情况中，两个或更多信号竞争同一个频谱。

例如，当基站的物理位置很远时可再次使用相同的频率信道，但是从某个基站发出的能量会不定期地进入相邻小区并且可能造成通信干扰。WLAN网络中也会发生同信道干扰。这是因为WLAN无线电可在传输前对打开的信道进行侦听，可能存在两个无线电同时发射信号并在同一个频率信道中发生冲突。

由于系统设计者试图在少量的可用频率信道内设计出可支持大量无线电用户的系统，因此同信道干扰成为最常见的无线电干扰类型之一。

观察同信道无线电干扰最简单的方式是关闭所需无线电的发射机，并使用频谱分析仪调谐信道频率以搜索所需系统中的其他信号操作。有必要将频谱分析仪设置为高灵敏度模式并使用最大保持显示或谱图以记录任何间歇信号。

• 带外干扰

带外干扰源于可在不同频带内进行发射的无线系统，同时可在所需系统的频带中产生能量。如简单设计或制造发射机产生的谐波进入较高频带的情况。谐波通常是基本载波传输的整倍数（ 2倍、3倍、4倍等）。

如图1所示可在500MHz进行操作的发射机频谱。该测量是在手持式频谱分析仪上进行的，显示了基本元件器可在500MHz进行操作并且在1000MHz时出现第二次谐波发射。第二次谐波信号可能干扰其他在1,000MHz上下进行操作的无线系统。

图 1. 测量500MHz未过滤的发射机，在输出端产生第二次谐波。

通常在发射机谐波中进行过滤时具有恰当的监管要求非常重要，这样可使无线系统不对在较高频道中操作的其他系统产生影响。检测无线发射机的谐波时，必须使用具有比系统的基本操作频率至少高三倍的频谱分析仪。例如，验证在6GHz时进行操作的发射机性能时，必须测量分别为12GHz至18GHz的第二次和第三次谐波。

但是，并非所有带外干扰都与基本载波有协调关系；杂散信号就属于这类信号。杂散信号通常产生于切换电源和时钟信号引起错误屏蔽的发射机，或源自具有设计简单的频率振荡器的发射机。进入所需系统通带的杂散信号干扰可能对系统性能造成干扰。

带外干扰也可在两个或更多无线服务器在同一地理区域内操作时产生，并且可能会遇到所谓的“近-远”现象。若移动无线电与所需的BTS距离较远而又非常接近有竞争力的服务提供商的BTS，则这种形式的干扰通常产生在网络环境中。尽管这两种系统都可在不同的频带中进行操作，但是移动设备仍是从最近的，且远远高于所需基站的BTS上接收能量电平。移动设备中的前端带通滤波器将抑制来自闭合BTS的大多数能量，而且部分能量从滤波器中泄漏并进入前置放大器/下变频器，可能会因接收机电子器件中产生非线性而损坏所需信号。

观察带外干扰最简单的方法是关闭所需无线电的发射机，并且首先验证通过宽频率范围的所有信号的振幅电平。然后，若该信号低于所需信号，则将频谱分析仪调节为该信道频率并查找信道中的其他信号。有必要将频谱分析仪设置为高灵敏度模式并使用最大保持显示或谱图以记录任何间歇信号。

检测谐波时，频谱仪的最高频率至少是载波频率的三倍才能有效地测试谐波。

• 相邻信道干扰

这种干扰是在所需频率信道中传输信号引起的，可在其他信道中产生不需要的能量。通常，相邻信道干扰主要是由标定的频率信道泄漏的能量以及进入周围较高或较低信道的能量引起的。这种能量泄漏常被认为是互调失真或频谱再生，由于非线性影响功率电子元件，从而使无线电发射机的高功率放大器引发了这种能量泄漏。

作为互调失真的示例，图2显示了在信道2中进行的数字调制信号发射的测量，图中信道1 (较低) 和信道3 (较高)表示与该主要发射相关的相邻信道。

图 2. 测量相邻信道的功率和限制测试

使用手持式频谱分析仪的相邻信道功率比 {ACPR} 测量功能(该功能位于[MEAS] 菜单中)，将手持式频谱分析仪配置为自动对主信道和相邻信道中的功率进行测量。频谱显示屏下方的表格中列出了主信道和上下相邻信道的总功率 (单位：dBm)。{ACPR} 测量还可报告主信道和两个相邻信道的功率比 (单位：dB)。对无线电技术指标进行快速一致性检查时，限制线可设在手手持式频谱分析仪的显示屏上。可在 [LIMIT] 菜单中对限制线进行定义。

图3显示了与之相似的测量，但是该发射机在相邻信道中的功率已增加并且超过技术指标的限制条件，造成仪器屏幕上显示出“不合格” 标记。由于通常在发射机输出端进行相邻信道功率测量，因此必须采用手持式频谱分析仪的高灵敏度模式。并且必须将发射机信号电平降低至不会产生过载的点。

图3. 测量相邻信道的功率和极限测试时显示超出极限条件

• 下行链路干扰

这种干扰通常可损坏BTS与移动设备间的下行链路或上行链路通信。由于移动器件的空隙分布相对较宽，因此，下行链路干扰仅可影响少数移动用户，并且对整个系统的通信质量产生的影响最小。

• 上行链路干扰

上行链路干扰也称为正向链路干扰，可影响BTS的接收机以及移动设备至BTS的相关通信。一旦BTS受到干扰，就可降低基站的整个服务区的性能。

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