隨著通信網絡中的無線技術的發(fā)展，干擾始終是其所面臨的一個固有挑戰(zhàn)。無論是哪種類型的網絡，其性能始終受到系統中噪聲干擾的制約，包括內部的和外部的。

    干擾管理的水平決定了服務品質。

    例如，對 LTE 網絡的上行鏈路噪聲加以管理可以顯著提升其性能；在企業(yè)無線局域網(LAN)中，適當的信道分配和復用可以確保預期的連接速度；而衛(wèi)星地面站優(yōu)化的天線位置/方向圖則有助于在各種氣象條件下確?？煽康耐ㄐ?。

    為了檢測所需的信號并對網絡干擾問題進行診斷，實時信號分析（RTSA）功能在外場測試中是必不可少的。

1、無線通信系統面臨的干擾

    商用無線通信網絡面臨的大難題是如何在有限的可用頻譜內提供盡量高的容量。為實現這一設計目標，運營商會采取更多的頻率復用和更密的信道部署。由于蜂窩站點相互之間距離非常接近，并且各基站同時發(fā)射信號，因此在下行鏈路上產生了極大的噪聲。

    手機天線接收到的下行鏈路的這種較大噪聲會導致移動設備增大輸出功率，以克服該噪聲的影響。這反過來又會導致基站天線上行鏈路的噪聲增加?；咎炀€上的噪聲過大會使得蜂窩基站的容量下降。這些情況都被歸屬為網絡內部干擾。

    除了網絡內部干擾之外，外部干擾也變得越來越普遍，主要源自網絡運營商之間的頻率保護帶過小、疏于網絡規(guī)劃和網絡優(yōu)化、以及非法使用頻譜等。

2、航空航天與國防通信系統的干擾問題

    常見的航空航天與國防通信系統包括衛(wèi)星、雷達、電子戰(zhàn)（EW）系統以及公共安全通信網絡。隨著商用領域的無線技術迅猛發(fā)展，越來越多的干擾蔓延到航空航天與國防通信系統中。

衛(wèi)星地面站工作中的干擾類型

    為了解決這些問題，航空航天與國防通信系統向更高的頻率轉移、部署更窄的 RADAR 脈沖并采取高度加密的數字無線系統進行通信。

    這些技術可以有效抵御外部干擾，但它們也給外場故障診斷增加了難度。需要采用新的工具和測量技術來有效地維護航空航天與國防通信系統。

3、傳統干擾分析方法

干擾的分類方式不止一種。

從信號交互的角度來看，

干擾可以分為同信道干擾、鄰道干擾和互調干擾。

從網絡運營的角度來看，

干擾可以分為下行鏈路干擾、上行鏈路干擾和外部干擾。

配有定向天線的頻譜分析儀通常是偵測和定位干擾的選工具。

     傳統的掃描調諧頻譜分析儀和 FFT 頻譜分析儀對于檢測相對恒定的信號非常有效，而檢測間歇信號可以使用“大保持”功能。不過傳統分析儀要么死區(qū)時間較長，在回掃過程中不會捕獲數據，要么死區(qū)時間不可預測。因此在處理隨機猝發(fā)信號、雷達的窄脈沖信號或持續(xù)時間取決于網絡流量條件的瞬態(tài)信號時，其有效性會打折扣。

   我們在偵測干擾時面臨兩大挑戰(zhàn)：

   其一是由于數字無線信號本質上是時分復用信號，而被偵測的干擾更具突發(fā)性；

   其二是頻譜分析儀的死區(qū)時間太多，導致錯過干擾信號。

   要克服這些挑戰(zhàn)，有效的方法是盡量縮短傳統頻譜分析儀中存在的死區(qū)時間。我們需要一種新工具來偵測有挑戰(zhàn)性的信號，這就是無間隙頻譜分析或實時頻譜分析（RTSA）。

4、實時頻譜分析儀（RTSA）

    實時頻譜分析儀（RTSA）是一種沒有死區(qū)時間的 FFT 分析儀。接收機停留在感興趣的頻率掃寬內，該掃寬受到實時頻率帶寬的限制，沒有調諧或步進。它具有足夠大的信號緩沖區(qū)、FFT 計算能力和顯示工具，可在后續(xù)數據幀進入之前處理完上一個數據幀并清空存儲器。在其捕獲帶寬內，它可以檢測各種瞬態(tài)信號、動態(tài)信號和射頻脈沖信號。

5、實時頻譜分析儀（RTSA）的關鍵性能指標

     RTSA 中有一些關鍵的技術指標非常重要：一個是實時帶寬，另一個技術指標是 100% 捕獲概率(POI)下的信號的短持續(xù)時間。

    具體來說，就是在捕獲概率達到 100%，測量幅度精度達到連續(xù)波信號測量精度的要求下，能夠捕獲到的信號的短持續(xù)時間。

    在外場使用 RTSA 的主要目的是發(fā)現干擾，因此動態(tài)范圍和與輸入相關的雜散性能非常關鍵。可用的動態(tài)范圍是前端增益壓縮、前置放大器增益和接收機本底噪聲的組合。

    前端射頻鏈路和中頻鏈路信號處理為確保良好的無雜散動態(tài)范圍（SFDR）發(fā)揮了關鍵作用。在外場測試中，接收機周圍存在許多空中信號。如果前端性能不夠強大，無法處理復雜的空中信號，那么 RTSA 將難以區(qū)分有用信號與自己造成的雜散信號。

    左圖顯示的是一款低成本、設計粗糙的 RTSA?？梢钥吹?，輸入信號可以產生很多雜散，其中一些雜散只比實際信號低30 dB。這可能會導致用戶捕獲和分析這些假的干擾信號，卻錯過真正有威脅的信號。

    相比之下，精心設計的射頻鏈路可以顯著改善動態(tài)范圍，增強檢測潛在干擾的能力。例如在右圖中，采用相同的設置，FieldFox 具有十分純凈的雜散性能，在 Fieldfox 上看不到任何明顯的雜散，因此它非常適合用于外場干擾故障診斷。

6、RTSA 可以極大地提高解決干擾問題的效率

    在外場有兩類干擾很難探測和分析：一種是同信道干擾，另一種是上行鏈路干擾。

    對于通信網絡運營商而言，同信道干擾檢測和故障診斷是具挑戰(zhàn)性的任務，因為干擾信號可能隱藏在服務頻率信號之下。

    通常用戶必須關閉載波發(fā)射機才能查找在同一頻道中是否有其他信號，然后定位這些信號并消除或減少其干擾。這種做法非常具有破壞性，會打斷正常的通信業(yè)務。在大部分情況下，關閉服務中的發(fā)射機并不可行。

    RTSA的密度顯示功能是一種增強的頻譜測量，它可以顯示事件發(fā)生頻次。該顯示界面用不同的顏色來表示跡線亮度，并可添加余輝功能，使顯示的舊數據逐漸變暗，讓用戶集中注意力查看較新的事件。

    密度顯示界面可以呈現在給定時間內頻率、功率和信號出現的頻次。由于干擾的信號電平分布與服務載波不同，因此這個顯示界面可以讓您更容易地探測同一個信道中的多個不同信號。

    下圖顯示了一個 W-CDMA 信號和一個隱藏在同一信道內的干擾的調頻信號。

    如果不關閉服務載波，傳統頻譜分析儀無法找到隱藏信號，而RTSA的密度顯示則很容易發(fā)現這個干擾信號。RTSA將信號信息從二維(頻率和功率電平)擴展到三維(發(fā)生的時間)。這一功能可以區(qū)分同一信道上的多個信號。

    系統外場工程師需要對網絡的頻譜性能以及控制信道和業(yè)務信道的時序特性進行驗證。具有余暉功能的 RTSA 密度顯示為您了解信號操作提供了一個獨特的視角，這是傳統頻譜分析儀無法實現的功能。

    干擾只是表象，它背后有更深層次的根本原因。天線、電纜、雙工器和低噪聲放大器等硬件一旦發(fā)生故障，都會在網絡中產生干擾。

    手持式分析儀將頻譜分析儀、RTSA、電纜天線測試儀、矢量網絡分析儀和獨立信號源的功能集于一身，并且增加了定向天線，是用于外場檢測、定位和解決干擾問題的重要工具。

蜂窩站點中的關鍵射頻子系統——天線、電纜、放大器和濾波器