杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰：移动通信中的干扰类型及定量分析

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杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰：移动通信中的干扰类型及定量分析 [复制链接]

杂散干扰主要是由于接收机的灵敏度不高造成的。发射机输出信号通常为大功率信号，在产生大功率信号的过程中会在发射信号的频带之外产生较高的杂散。如果杂散落入某个系统接收频段内的幅度较高，则会导致接收系统的输入信噪比降低，通信质量恶化。杂散干扰是由发射机产生的，包括功放产生和放大的热噪声、系统的互调产物，以及接收频率范围内收到的其他干扰。

杂散干扰是一个系统频段外的杂散辐射落入到另外一个系统的接收频段内造成的干扰，杂散干扰直接影响了系统的接收灵敏度，要想减弱杂散干扰的影响，要么在发射机上过滤干扰，要么远离干扰。

若杂散落入某个系统接收频段内的幅度较高，被干扰系统接收机系统是无法滤除该杂散信号的，因此必须在发信机的输出口加滤波器来控制杂散干扰。通过干扰分析可以计算出干扰对系统的影响降低到适当程度所需要的隔离度，即灵敏度不明显降低时的干扰水平。在POI合路方案中选择多系统间最大的隔离度要求作为工程需要。

杂散干扰是由发射机产生的，包括功放产生和放大的热噪声、系统的互调产物，以及接收频率范围内收到的其他干扰。

 

互调干扰是两个或多个信号作用在通信设备的非线性器件上，产生同有用信号频率相近的频率，从而对通信系统构成干扰的现象。在移动通信系统中产生的互调干扰主要有发射机互调、接收机互调及外部效应引起的互调。

互调干扰，是指当两个或多个干扰信号同时加到接收机时，由于非线性的作用，这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机，其中三阶互调最严重。

三阶互调干扰

三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），他们俩合成为三阶信号,其中2F1-F2被称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。由于F2，F1信号比较接近，也造成2F1-F2，2F2-F1会干扰到原来的基带信号F1，F2。这就是三阶互调干扰。既然会出现三阶，当然也有更

高阶的互调，这些信号不也干扰原来的基带信号么？其实因为产生的互调阶数越高信号强度就越弱，所以三阶互调是主要的干扰，考虑的比较多。不管是有源还是无源器件，如放大器、混频器和滤波器等都会产生三次互调产物。这些互调产物会降低许多通信系统的性能。所表明的是确切含义是，一个线性系统所包含的非线性系数的大小。这个指标对于大动态放大器是一个非常重要的技术指标。测试这项指标使用的测试仪器主要是频谱分析仪。对于不同指标要求的三阶互调失真，需使用不同性能的频谱分析仪，对三阶互调失真要求越高，对频谱分析仪的要求就越高。在60-70dB的三阶互调失真，用Agilent的8591就可以分析。

定量分析

为了提高频道利用率，移动通信系统通常采用多频道共用的组网方式，由M个移动台共用N个频道(M＞＞N)，移动台通过基地台选择的某个空闲频道进行通信，当一个移动通信系统岸N个等间隔配置工作频道时，整个系统的互调干扰大致可分为：由移动台接收机形成的互调干扰；由基地台接收机形成的互调干扰；由基地台发射机互耦形成的互调干扰；由移动台发射机互耦形成的互调干扰；由移动台、基地台发射机互耦、在移动台发射机形成的互调产物对移动台接收的干扰；由基地台、移动台发射机互耦、在基地台发射机形成的互调产物对基地台接收的干扰。下面就上述六类互调干扰做简要的定量分析。

（A）由移动台接收机形成的互调干扰

当基地台几个频道同时发信时，由移动台收信部分前端电路的非线性所产生的互调干扰属于同频干扰。

（B）由基地台接收机形成的互调干扰

当两个或两个以上移动台在临近基地台的区域内同时发信时，同样会使基地台接收机形成互调干扰。这类干扰的EI和EC无关，而式(2)中的D(N，P)项可以不考虑。当EI=EIMAX、EC=ECMIN时，例如有M1、M2、M3和M4四个移动台同时工作，其中M1、M2、M3在基地台附近，而M4在服务区边缘(ECMIN≈ES，ES为接收机的灵敏度指标)，

（C）由基地台发射机互耦形成的互调干扰

此类干扰对于本系统移动台属于同频干扰。如果系统的所有频道都在工作，只要互调产物比信号低15dB以上，干扰产物对移动台接收机输出信扰比影响就不大。但若有某个频道不工作，例如对N=4的系统，fBT1、fBT2、fBT3工作，fBT4不工作，三阶互调Ⅱ型产物：fBT2+fBT3-fBT1=fBT4=fMR4，有可能造成移动台接收机错停频道及呼损。对于相邻系统来说，此类干扰属于杂散辐射，必须比在波功率低60dB以上(或小于25uw)。（4）由移动台发射机互耦形成的互调干扰

设基地台附近有两个移动台、在系统服务区边缘有一个移动台同时工作(如图2所示)。由基地台附近的两个移动台发射机互耦形成的互调产物有可能影响基地台对来自服务区边缘的那个移动台信号的正常接收。此类干扰时一种瞬间随机干扰，当移动台较少时，影响不大。

（D）移动台、基地台发射机互耦，在移动台发射机形成的互调产物对移动台接收的干扰

（E）由基地台、移动台发射机互耦、在基地台发射机形成的互调产物对基地台接收的干扰

总之，较严重的干扰是（A）、（B）、（D）类干扰，在进行工程设计时必须认真进行定量分析。 

 

阻塞干扰当一个较大干扰信号进入接收机前端的低噪放大器时，由于低噪放大器的放大倍数是根据放大微弱信号所需要的整机增益来设定的，强干扰信号电平在超出放大器的输入动态范围后，可能将放大器推入到非线性区，导致放大器对有用的微弱信号的放大倍数降低，甚至完全抑制，从而严重影响接收机对微弱信号的放大能力，影响系统的正常工作。在多系统设计时，只要保证到达接收机输入端的强干扰信号功率不超过系统指标要求的阻塞电平，系统就可以正常工作。

在实际操作现场测试定位干扰源的更具体点的TD-LTE杂散干扰、阻塞干扰、互调干扰排查测试定位方法及工具：
1）由于TD-LTE是时分双工的系统，上下行均采用相同频段，需要准备可以不关闭周边基站可以同步系统并区分，单独测量上下行频谱的TDD频谱仪（如 东莞纳萨斯 的 DONA 无线干扰检测仪），定向天线。
2）到达受干扰站点天面现场采用上行测量模式或无线干扰底噪测量模式进行测量，并设置到受干扰频带起止干扰频带。（若采用非时TDD分频谱仪表，则需要测试前关闭该区域所有TD-LTE基站，不建议用）
3）无线干扰底噪频谱特征显示 若干扰信号 落入受干扰系统工作频带，且呈越接近干扰源工作频率的频率受干扰越大，称为 杂散干扰。本质是由于干扰源的非工作频带杂散抑制能力差或出问题导致干扰了TD-LTE的工作频带，往往与有源器件有关。
4）若干扰源落入工作频带，且为非联系的干扰，特点呈窄带柱状干扰，且符合干扰源源自两个或以上带外频点，符合互调是 2个信号互相作用，会在其他的频点产生的新的信号，比如3阶就在2F1-F2和2F2-F1,5阶就在3F1-2F2和3F2-2F1等等，属于互调干扰，往往与干扰扰源无源器件有关。
5）若检测结果在工作频带内没有受到干扰，但工作频带邻频有很强信号，且受干扰系统的反向频谱呈受干扰特点，且通信的质量受影响，效果降低。符合接收灵敏度损失。称之为阻塞干扰。本质原因为受干扰系统亢阻塞能力不强，可改造或增加与干扰源隔离度解决。

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可以结合其他技术手段如自适应滤波、数字信号处理等策略来降低杂散干扰对系统的影响，提高系统接收灵敏度和性能。