摘 要:移動通信是當今通信領域發展的熱點技術之一,同時也存在很多的問題需要處理。分析移動通信系統中存在的干擾并采取相應的措施,對網絡運營者提出了很高的要求。本文是作者結合多年工作經驗,主要針對現階段移動通信網絡系統的抗干擾能力改造技術措施作出了相關的闡述分析,以供參考。
關鍵詞:移動通信,存在干擾,措施,網絡通信工程師,期刊論文發表
一、移動通信系統中的主要干擾
1.1在整個移動通信系統中主要干擾包括同頻干擾、鄰頻干擾和互調干擾。但是目前移動通信系統均采用小區制結構,以同頻復用方式來提高頻率利用率,每隔一定的距離,小區可重復使用同一頻率。在滿足一定的距離間隔的條件下,系統內的同頻干擾不會對正常通信產生太大的影響。但隨著小區分裂,同頻復用系數增加時,大量的同頻干擾將嚴重影響系統的正常工作。當同頻干擾的載干比小于某一特定值時,會直接影響到手機的通信質量,嚴重的會產生掉話或使用戶無法建立正常的呼叫。
1.2由于頻率規劃等原因,可能造成鄰小區中存在鄰頻或覆蓋范圍設計不合理的情況,這就會導致鄰頻信號落入鄰頻接收機通帶而造成鄰頻干擾。另外,由于遠近效應的存在,也加大了鄰頻干擾的影響。當鄰頻載干比小于某一特定值時,也會影響到手機的通信質量,產生掉話或無法建立正常呼叫。
1.3由于通信系統中采用了大量的非線性電路,當兩個以上的不同頻率信號同時進入時就會產生互調,若調制信號的頻率落入接收頻帶,就會產生互調干擾。干擾的直接后果是造成基站資源的浪費,也會產生掉話。
1.4在CDMA 系統中,除上述干擾外,還存在一種需要關注的干擾就是多址干擾,在用戶數較多時,多址干擾是最主要的干擾。
1.5由于頻分、時分劃分的正交性,在FDMA 系統和TDMA 系統中,多址干擾小到可忽略的程度。而CDMA 由于在碼組設計時,不可避免地存在碼組間的互相關性不理想問題,也就是碼間不能完全正交,這就會造成多個用戶間的相互干擾,即多址干擾。在實際系統中,小區內的多址干擾約占總多址干擾的60%。
1.6由于移動通信是靠無線電波傳播的,當空中某些電波如工業干擾、電源火花干擾、天電干擾等干擾信號的強度達到一定程度時,也會影響移動通信系統的正常工作。
由于互調及頻率規劃中存在的問題,也可引起系統與系統之間的干擾,如GSM系統的上行信道干擾CDMA 系統,或CDMA 干擾GSM的上行信道正常工作。
二、網絡優化過程中的抗干擾技術
2.1 跳頻技術。跳頻就是使通信中的工作載頻在幾個頻點上跳變,跳頻可起到頻率分集的作用,改善由衰落造成的誤碼特性,但跳頻也可起到干擾源分集作用。在業務密集區,GSM系統的容量受頻率復用產生的干擾限制,相對載干比可能在呼叫之間有很大的變化。載波電平一般隨移動臺與基站的距離及相互間的障礙情況變化而變化。而干擾電平則在很大程度上依賴于鄰近小區的同頻干擾。由于系統的目標是盡可能滿足更多用戶的要求,當不選用跳頻時,若某一頻點出現干擾,當某用戶占用該頻點時就會造成通話質量下降,而使用戶難以接受,若干擾是連續的,很容易造成質量差掉話。當使用跳頻時,該干擾情況就會被該載波的其他呼叫所共享,干擾被平均了,干擾不再處于連續狀態,而處于突發狀態,整個網絡的性能將得到很大提高。經分析,使用跳頻的網絡可比不采用跳頻的網絡高3dB 的增益。GSM系統中采用慢跳頻技術,跳頻速率為217跳/秒,跳頻在兩個時隙間進行,一個時隙內用固定頻率收發,下一時隙用另一頻率收發,以減小干擾的影響。
2.2 功率控制技術。功率控制是在一定范圍內,用無線電方式改變移動臺或基站的傳輸功率。功率控制可在保證良好接收的條件下,盡量減少發射功率,改善對其他呼叫的干擾。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為僅由移動臺參與的開環功率控制和移動臺、基站共同參與的閉環功率控制。對于由遠近效應引起的鄰頻干擾,采用功率控制技術可獲得很好的改善。當移動臺與基站間的距離變近時,降低移動臺的發射功率可減少對其他用戶的干擾,當距離變遠時可增加移動臺的發射功率,克服所增加的路徑衰耗,使移動臺發射的信號在到達基站時有盡可能相等的信號強度。
在GSM系統中主要采用反向閉環功率控制,移動臺根據接收到的從BSC 送來的功率控制指令調整自身的發射功率,從而減小對其他用戶的干擾。在CDMA (IS- 95)系統中既可采用前向功率控制,也可采用反向功率控制。反向開環功率控制由移動臺主動進行,因為是移動臺對發送電平的粗略估計,其可調范圍必須足夠大,至少應達到±32dB。反向閉環功率控制在開環功率控制的基礎上,由移動臺根據所收到的功率控制指令進行發射功率調整,使移動臺保持最理想的發射功率,在開環功率控制的基礎上,移動臺可提供±24dB 的可調范圍。前向功率控制中,基站可根據移動臺提供的測量結果,調整對每個移動臺的發射功率,前向功率控制的最大調整范圍為±6dB。系統可根據需要選擇具體的功率控制方式。功率控制技術在減小遠近效應的同時,還可在一定程度上減少多址干擾的影響。在3G 中采用開環功率控制和閉環功率控制,為了克服寬帶CDMA 系統的遠近效應,需要動態范圍達±80dB 的功率控制。
2.3 間斷傳輸技術(DTX)和數字話音插空技術。(DSI)間斷傳輸技術就是在通話的有聲段傳輸話音編碼,在通話的無聲段,發射機停止工作,而由接收機根據在發射機停發前所送來的噪聲特性參數自行產生舒適的背景噪聲。
對移動用戶來說,平均的說話時間在40%以下,采用話音間斷傳輸技術可降低空中的總的干擾電平(約能降低網絡干擾功率的40%),提高頻率利用率,還可節省移動臺發射機的耗電。數字話音插空技術是指在有話音時分配信道,無話音時系統收回信道分配給其他用戶使用。在FDMA 系統和TDMA 系統中很難實現在有話音時分配頻率或時隙,在CDMA 中使用實現則很方便。在無聲期間收回信道可減少對其他用戶的干擾,接收端的信干比提高,表明系統還可允許新用戶接入,增加了系統容量。話音間斷傳輸技術應用于GSM系統,數字話音插空技術應用于CDMA IS- 95 系統,均可實現減少干擾影響的目的。
2.4 擴頻技術。擴頻技術作為信息傳輸方式,在發送端對發送信息用擴頻碼進行擴頻調制,將原始信號帶寬展寬,在接收端對接收信息用相同的擴頻碼進行相干解擴,恢復信息數據。擴頻技術將發送信息頻譜展寬,傳輸到收端后解擴時,可將在傳輸過程中加入的干擾信號頻譜展寬而降低了干擾信號的強度。擴頻通信中,擴展頻譜越寬,抗干擾能力越強。擴頻技術應用于CDMA (IS- 95)系統以提高系統的抗干擾能力。在碼分系統中,網內所有用戶使用同一載波,各用戶可同時進行收發,接收機的輸入信號干擾比將遠小于1,傳統的調制解調方式無能為力。要把用戶間的相互干擾降到最低,且使各個用戶的信號占用相同的帶寬,碼分系統必須與擴頻技術相結合。而且由于碼分系統用地址碼調制和擴頻系統用偽碼調制采用的方法相同,在實現時,既可采用單獨的地址調制和擴頻調制方式,可也采用一次調制同時完成地址調制和擴頻調制的方式。當然,在第二種碼分直擴系統中由于用來擴頻的偽碼是準正交的而不是完全正交,各用戶之間的相互干擾也就不能完全排除。另外,擴頻碼碼型的合理設計也是克服多址干擾的必要措施。
三、結束語
總而言之,對移動通信系統中存在的干擾,必須予以充分關注。在各類抗干擾技術應用的同時,還必須在網絡優化中密切關注。由于基站及相關參數設置等原因引起的各類干擾,必須根據檢測結果分析原因,然后調整相關參數。這需要網絡優化人員給予充分的重視,在網絡優化過程中及時發現,及時解決。
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