移动通信系统抗干扰技术研究

1、重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文） 编 号： 审定成绩： 重庆邮电大学移通学院毕业设计（论文）设计（论文）题目：移动通信系统抗干扰技术研究单 位（系别） ：电子工程系学 生 姓 名 ：专 业 ：电子信息工程班 级 ：学 号 ：指 导 教 师 ：答辩组 负责人 ：填表时间： 2013 年 5 月重庆邮电大学移通学院教务处制重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目 移动通信系统抗干扰技术研究 学生姓名 腾飞 系别 电子工程系专业 电子信息工程 班级01120902指导教师 何春燕 职称 助教 联系电话 42887150 教师单位 移通学院电子工程系下任务日期_2013_年_

2、1_月_5_日 主 要 研 究 内 容 、 方 法 和 要 求内容： 1. 了解移动通信系统抗干扰技术；2研究移动通信系统抗干扰的项目设计和规划；3分析抗干扰技术的应用；方法： 1在图书馆和网上查找有关资料；2消化资料，与导师沟通获得建议，对课题进行研究。要求： 通过查找资料了解移动通信系统的网络结构，理解移动通信系统抗干扰规划设计的流程、方法以及项目工程的实施，从而加深对移动通信的认识。 进 度 计 划第4周：接受任务，查找有关资料；第5周：消化资料，撰写开题报告；第6周-第10周：消化资料，与导师沟通；第11周-第12周：在导师的指导下，完成论文一稿；第14周：根据导师的修改意见，对论文进

3、行修改，完成论文二稿；第15周：对论文再次修改，定稿，准备答辩。 主 要 参 考 文 献1 王志勤，万屹，魏贵明3G技术实验及标准研究进展介绍J电信网技术，20032 曹志刚，钱亚生现代通信原理M 北京：清华大学出版社，19923 Rodger EZiemer，Roger LP eterson 数字通信基础M北京：机械工业出版社，20054袁超伟，陈德荣，冯志勇CDMA蜂窝移动通信M北京：北京邮电大学出版社，2003指导教师签字： 2013 年 1 月 6 日教研室主任签字： 2013 年 1 月 8 日备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。-I-摘 要 在第三代

4、移动通信系统中除了大量的环境噪声和干扰以外，还有大量的电台产生的干扰，如邻道干扰、公道干扰和互调干扰，更重要的是第三代移动通信系统的主流标准（WCDMA、CDMA2000等）都采用了码分多址方式，CDMA码分多址系统是一个干扰受限制系统，在信息的传输中，存在着多址干扰，多径干扰和远近效应。那么为了保证网络的畅通运行，我们也采用了第三代移动通信系统采用的相关抗干扰技术进行处理。首先本文就移动通信系统做了系统的阐述比如集群移动通信，也称大区制移动通信；蜂房移动通信，也称小区制移动通信；卫星移动通信；无绳电话。并对其中存在的干扰做了简单的分析如常见的同频干扰、邻频干扰和互调干扰，和在CDMA系统中的

5、多址干扰，其次本文就传统的抗干扰措施做了介绍其中这些技术就包括跳频技术和扩频技术这两种为大众所熟知的抗干扰技术并分析了其中的利与弊，而后本文重点介绍了新型的抗干扰措施这些技术用于减少CDMA码分多址系统的各种干扰，提高系统容量。比如智能天线，RAKE以及联合检测并对这些新型技术和传统技术做了详细的对比，分析其中的优劣做出科学合理的结论。最后本文猜测了未来第三代移动通信系统中所常用的技术联合检测技术，并对这技术做了详细的介绍。【关键词】跳频技术 扩频技术 智能天线 RAKE接收ABSTRACT In the third generation mobile communication system

6、 in addition to a large number of environmental noise and interference，there are a lot of radio interference，such as fair of adjacent-channel interference，interference and intermodulation interference，more important is the third generation mobile communication system of the mainstream standard (WCDM

7、A，CDMA2000，etc) have adopted code division multiple access，CDMA code division multiple access system is an interference limited system，in the transmission of information，there are multiple access interference and multipath interference and near-far effect Then in order to ensure that the network is

8、working，we also adopt the third generation mobile communication system adopts anti-interference techniques related to processing First systematic expatiation is made in this paper，the mobile communication system，such as clusters of mobile communication，also called regional system for mobile communic

9、ations; Honeycomb mobile communication，also known as cell mobile communication system; Satellite mobile communications; Cordless phonesAnd that there was made a simple analysis such as common same frequency interference，adjacent frequency interference and intermodulation interference，and the multipl

10、e access interference in CDMA system，secondly，in this paper，the anti-interference measures of traditional did the introduction of these technologies including frequency hopping technology and spread spectrum technology both for the known as the anti-interference technology and analyses the advantage

11、s and disadvantages，and then this paper mainly introduces the new type of anti-interference measures these techniques used to reduce various interference of CDMA code division multiple access system，improve the system capacity Such as smart antenna，RAKE and joint detection and the new technology and

12、 traditional technology made a detailed comparison and analysis of the pros and cons to make scientific and rational conclusionAt the end of the paper speculated that the future of the third generation mobile communication system commonly used in the joint detection technology，the performance of thi

13、s technology in particular system are simulated 【Key words】Real-time frequency selection High frequency adaptive Frequency hopping technology 目 录前 言 1 第一章 移动通信系统概述2 第一节 移动通信系统简述2 第二节 移动通信系统发展历史及趋势3 一、移动通信系统的发展历史3 二、移动通信系统的发展趋势3 第三节 本章小结5第二章 移动通信系统中的干扰6 第一节 通信系统中的干扰6 一、移动通信系统中的主要干扰6 二、避免或减少移动通信中的干扰的措

14、施6 三、网络优化中的抗干扰分析9 第二节 本章小结10第三章 移动通信系统中的典型和新型抗干扰技术12 第一节 移动通信系统中的典型干扰12 一、跳频技术12 二、扩频技术13 第二节 移动通信系统中的新型抗干扰技术14 一、智能天线14 二、联合检测技术15 第三节 本章小结18第四章 移动通信系统中抗干扰技术的应用19 第一节 RAKE 接收机19 一、RAKE 接收机的定义及其基本原理19 二、RAKE 接收机性能20 第二节 智能天线的应用20 一、智能天线的发展20 二、智能天线的技术分类21 三、智能天线的发展方向22 第三节 本章小结24结 论25致 谢26参考文献26附 录2

15、7 一、英文原文27 二、英文翻译35IV- -前 言近些年来，为应对通信干扰，已经出现了许多成熟的无线通信抗干扰技术，例如：实时选频、高频自适应、跳频技术、扩频等。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。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%。另外，由于移动通信是靠无线电波传播的，当空中

16、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。- 1 - -第1章 移动通信系统概述第1节 移动通信系统简述移动通信的种类繁多。按使用要求和工作场合不同可以分为： 集群移动通信，也称大区制移动通信； 蜂房移动通信，也称小区制移动通信； 卫星移动通信； 无绳电话。现有的大量的移动通信都持用模拟识别信号，称为模拟移动通信。但为了解决容量增加，提高通信质量和增加服务功能，目前已开始应用数字识别信号，即

17、数字移动通信。在制式上则有时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）两种。总的趋势是数字移动通信将取代模拟移动通信。CDMA体制将更占优势。而移动通信将向个人通信发展。移动通信系统是采用多信道共用技术，在一个无线小区内，同时通信者会有成百上千，基站会有多部收发信机同时在同一地点工作，会产生许多干扰信号，还有各种工业干扰和认为干扰。归纳起来有通道干扰、互调干扰、邻道干扰、多址干扰等，以及近基站强信号会压制远基站弱信号，这种现象称为远近效应。在移动通信中，将采用多种抗干扰、抗衰落技术措施以减少这些干扰信号的影响。移动通信的运行环境十分复杂，电波不仅会随着传播距离的增加而发生弥散消耗，并且会受到地形

18、、地物的遮蔽而发生阴影效应，而且信号经过多点反射，会从多条路径到达接收地点，这种多径信号的幅度、相位和到达时间都不一样，它们互相叠加会产生电平衰落和时延扩展。 移动通信与固定物体之间的通信比较起来，具有一系列的特点，主要是：移动性。就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合1。 电波传播条件复杂。因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多卜勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应； 噪声和干扰严重。在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等； 系统和网络结构复杂。它是一个

19、多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的； 要求频带利用率高、设备性能好。第二节 移动通信系统发展历史及趋势一、移动通信系统的发展历史移动通信技术可以说从无线电通信发明之日就产生了。而现代移动通信技术的发展始于上世纪20年代，大致经历了五个发展阶段。 第一阶段从上世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。 第二阶段从上世纪40年代中期至60年代初期。 第三阶段从上世纪60年代中期至70年代中期。 第四阶段从上世纪70年代中期至80年代中期。这是移动通信蓬勃发展时期。1978年底，美国贝尔试验室

20、研制成功先进的移动电话系统(AMPS)，建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。该阶段称为1G（第一代移动通讯技术），主要采用的是模拟技术和频分多址(FDMA)技术。Nordic移动电话（NMT）就是这样一种标准，应用于Nordic国家、东欧以及俄罗斯。 这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展。移动通信大发展的原因，除了用户要求迅猛增加这一主要推动力之外，还有几方面技术进展所提供的条件。首先，微电子技术在这一时期得到长足发展，这使得通信设备的小型化、微型化有了可能性，各种轻便电台被不断地推出。其次，提出并形成了移动通信新体制。随着用户数量增加，大区制所能提供的容

21、量很快饱和，这就必须探索新体制。在这方面最重要的突破是贝尔试验室在70年代提出的蜂窝网的概念，解决了公用移动通信系统要求容量大与频率资源有限的矛盾。第三方面进展是随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展，从而为大型通信网的管理与控制提供了技术手段。以AMPS和TACS为代表的第一代移动通信模拟蜂窝网虽然取得了很大成功，但也暴露了一些问题，比如容量有限、制式太多、互不兼容、话音质量不高、不能提供数据业务、不能提供自动漫游、频谱利用率低、移动设备复杂、费用较贵以及通话易被窃听等，最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求2。第五阶段从上世纪80年代中期

22、开始。这是数码移动通信系统发展和成熟时期。该阶段可以再分为2G、2.5G、3G、4G等。二、移动通信系统的发展趋势从服务的角度看，虽然移动通信最初是为了在移动环境中打电话而发明的，但是21世纪的移动通信绝不是单单为了打电话，必须要有新的服务增长点。因此，3G一开始就定位于多媒体业务。除了多媒体业务，未来移动通信还要实现两个重要方面，即提供无所不在的服务和全球性的服务。多媒体业务将向用户提供声、像、图、文并茂的多种业务，使网上的业务量大大增加。无所不在的服务意指要把通信服务的对象从人扩展到任何一件东西。例如，可以把一个非常小的无线芯片贴在一只正在投递的袋子上，那么就可以对此袋子进行跟踪，更好地完

23、成对整个投递过程的管理。因此，如果任何一件移动的东西都成为移动通信的对象的话，移动通信终端的数量将大大增加，网上流量也将剧增。全球性服务即通过全球范围的标准化，实现移动通信的全球化。为了在多媒体业务、无所不在的服务和全球性服务这三个方面取得成功，有许多技术问题和管理问题需要解决，尤其在多媒体和无所不在这两方面存在的问题更是突出。在具有先进多媒体和无所不在服务的环境中，计算机和通信设备将遍布所有地方，通信方式不仅是人与人之间，而且还包括人、机之间和机、机之间的通信。为了促进在这种环境下的多媒体移动通信，需要给所有移动物体赋予无线通信功能；给所有难以安装固定线路的地方赋予无线通信功能；给所有执行命

24、令、验证和控制功能的用户随身配件赋予无线通信功能3。 3G定位于多媒体IP业务，传输容量更大，灵活性更高，形成了家族式的世界单一标准，并将引入新的商业模式。前一阶段，由于面临标准不稳定、产品不成熟、资金不充足、服务不摸门等困难，3G的发展并不顺利。2004年将是3G走向大规模商用的关键年。 在21世纪，预计移动通信在信息通信领域的发展将达到顶峰，世界各国的用户数将继续增长。移动通信将成为宽带信息通信的使能器，使无所不在的通信成为现实。为了使移动多媒体得到充分的发展，除了在每个国家及时引入和不断扩展ITM-2000之外，还需要不断改进无线系统和核心网，开拓新的服务应用，开发小型高功能终端。技术创

25、新和挑战在未来必将接二连三。为了迎接挑战，实现人类的目标，全世界从事移动通信的研究人员和工程师必须互相交流、共同合作，在全球范围内一起推动研发工作和标准化工作的开展，携手共进。第三节 本章小结移动通信系统中的主要干扰包括同频干扰、邻频干扰和互调干扰。本文在第一章开篇就介绍了移动通信系统的发展史以及未来的发展方向。 第二章着重介绍了通信系统中的主要干扰包括同频干扰、邻频干扰和互调干扰。 第三章则介绍了为了应对通信中的干扰我们所采用的日益更新的技术。 第四章则对空分多址（SDMA）智能天线技术，用于抗多径干扰的RAKE接收技术，抗多址干扰的联合检测技术，做介绍并对这些技术在特定系统中的性能进行了仿

26、真。 第二章 移动通信系统中的干扰第一节 通信系统中的干扰移动通信系统必须采用无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移动通信系统中的主要干扰包括同频干扰、邻频干扰和互调干扰。由于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

27、生太大的影响。移动通信的运行环境十分复杂，电波不仅会随着传播距离的增加而发生弥散消耗，并且会受到地形、地物的遮蔽而发生阴影效应，而且信号经过多点反射，会从多条路径到达接收地点，这种多径信号的幅度、相位和到达时间都不一样，它们互相叠加会产生电平衰落和时延扩展。移动通信常常在快速移动中进行，这不仅会引起多普勒频移，产生随机调频，而且会使得电波传输特性发生快速的随机起伏，严重影响通信质量。故移动通信系统须根据移动信道的特征，进行合理的设计。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。由于频分、时分划分的正交性，在FDMA系统和TDMA

28、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%。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4。二、避免或减少移动通信中的干扰的措施在移动通信系统中常用的抗干扰技术有：跳频技术

29、、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。（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

30、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5。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） 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

31、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。功率控制技术在减小远近效应的同时，还可以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的功率控基本制6。（3） 间断传输技术（D

32、TX）和数字话音插空技术间断传输技术（DSI）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

33、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。（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。存储器再定时四相调制器通断开关四相调制器通断开关存储器信息扩频码发生器扩频码发生器图2.1 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，

34、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

35、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7。在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。（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。 宽带转换器射频前端模块实时处理软件 窄带转换器电话数据DPS传真图2.2 多用户检测技术多用

36、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CDMAIS-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

37、统容量8。多用户检测的主要优点：它是消除或减弱CDMA中多址干扰的有效手段，也是消除或减弱CDMA中多径衰落干扰的有效手段，并且能够消除或减弱CDMA中远近效应，简化CDMA系统中的功率控制，降低功率控制的精度要求，弥补CDMA中由于正交扩频互相关性不理想所带来的一系列消极影响，改善CDMA系统性能，提高系统容量、扩大小区覆盖范围。多用户检测的主要缺点：大大增加CDMA系统的设备复杂度，增加CDMA系统的处理时延，特别是对于采用自适应算法，以及对于扩频码较长的系统更是如此。多用户检测一般需要知道很多附加信息，如所有用户的扩频码、衰落信道的主要统计参量：幅度、相位、延时等，这对于时变信道，需要不

38、停地对每个用户信道进行实时估计才能实现，一般而言是非常困难的，而且参量估计的精度将直接影响多用户检测器的性能好坏。在现阶段，多用户检测技术仍未实用化，所以在所有的3G方案中均未详细定义其应用。但是3GPP已经定义了适于线性多用户检测技术和盲检测技术的短码调制方案，而适用于长码方案的干扰消除器很有可能成为第一种实用化的多用户检测技术。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

39、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9。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。具体可选用定向移动通信系统的抗干扰分析天线替代全向天线、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

40、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

41、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。另外，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10。第二节 本章小结移动通信系统中的主要干扰包括同频干扰、邻频干扰和互调干扰。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。移动通信系统中存在的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。第三章 移动通信系统中的典型和新型抗干扰技术第1节

42、 移动通信系统中的典型干扰一、跳频技术跳频是最常用的扩频方式之一，其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，也就是说，通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。 天线调制器滤波器 调频指令发生器 副载波图3.1 跳频技术从通信技术的实现方式来说，跳频是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式，也是一种码控载频跳变的通信系统。从时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的。其中：跳频控制器为核心部件，包括跳频图案产生、同步、自适应控制等功能；频合器在跳频控制器的控制下合成所需频率；数据

43、终端包含对数据进行差错控制。与一般的数字通信系统一样，跳频系统要求实现载波同步、位同步、帧同步。此外，由于跳频系统的载频按伪随机序列变化，为了实现电台间的正常通信，收发信机必须在同一时间跳变到同一频率，因此跳频系统还要求实现跳频图案同步。跳频系统对同步有两个基本要求：一是同步速度快，二是同步能力强。目前跳频电台的同步方法有精确时钟法、同步字头法、自同步法、FFT捕获法、自回归谱估计法等等。在实际应用中，同步方案常常综合使用多种同步方法。例如战术跳频系统中常用扫描驻留同步法，综合使用了精确时钟法、同步字头法、自同步法三种同步方法，分成扫描和驻留两个阶段进行。扫描阶段完成同步头频率的捕获，驻留阶段

44、从同步头中提取同步信息，从而完成收发双方的同步。由跳频系统的工作原理可知，任何外来干扰，只有当它的频谱落在有用信号的瞬时带宽内，并且干扰功率足够大时，才可能对有用信号的正确接收造成影响。因此，对于处在跳频信号某瞬时带宽内的跟踪干扰，只可能对这一瞬时有用信号的正确接收产生影响。跳频系统本身也存在着一些缺点和局限，如信号隐蔽性差，抗多频干扰以及跟踪式干扰能力有限等，而扩频的另一种方式直接序列扩频却有较好的隐蔽性和抗多频干扰的能力。把这两种扩频技术结合起来，就构成了直接序列/跳频扩展频谱技术。它在直接序列扩展频谱系统的基础上增加载波频率跳变的功能，直扩系统所用的伪随机序列和跳频系统用的伪随机跳频图案

45、由同一个伪随机码发生器生成，所以它们在时间上是相互关联的，使用同一个时钟进行时序控制。二、扩频技术扩展频谱通信（Spread Spectrum Communication）简称扩频通信，其特点是传输信息所用的带宽远大于信息本身带宽。扩频通信技术在发端以扩频编码进行扩频调制，在收端以相关解调技术收信息，这一过程使其具有诸多优良特性。信息信息扩 频射频调制射频发生器伪 码扩频解调本地伪码解调本地射频发生器图3.2 扩展频谱通信（一）抗干扰性能好它具有极强的抗人为宽带干扰、窄带瞄准式干扰、中继转发式干扰的能力，有利于电子反对抗。如果再采用自适应对消、自适应天线、自适应滤波，可以使多径干扰消除，这对军

46、用和民用移动通信是很有利的。（二）隐蔽性强、干扰小因信号在很宽的频带上被扩展，则单位带宽上的功率很小，即信号功率谱密度很低。信号淹没在白噪声之中，别人难于发现信号的存在，再加之不知扩频编码，就更难拾取有用信号。而极低的功率谱密度，也很少对其它电讯设备构成干扰。扩频通信技术把被传送的信号带宽展宽，从而降低了系统在单位频带内的电波通量密度，这对空间通信大有好处。国际无线电咨询委员会及国际电信联盟规定了空间通信系统在地面上产生通量密度的国际标准，以防止对地面通信的干扰。例如规定在S波段内每4KHz频带内“通量密度”为-154dB/m2。（三）易于实现码分多址扩频通信占用宽带频谱资源通信，改善了抗干扰

47、能力，是提高了频带的利用率。正是由于扩频通信要用扩频编码进行扩频调制发送，而信号接收需要用相同的扩频编码之间的相关解扩才能得到，这就给频率复用和多址通信提供了基础。充分利用不同码型的扩频编码之间的相关特性，分配给不同用户不同的扩频编码，就可以区别不同用户的信号，众多用户，只要配对使用自己的扩频编码，就可以互不干扰地同时使用同一频率通信，从而实现了频率复用，使拥挤的频谱得到充分的利用11。（四）数模兼容可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。常规的无线电通信是在频率上分配（称为频分）或从时间上分配（称为时分）给通信用户，使之在频段上或时间上互不相同，以使彼此互不干扰共用频谱资源。扩频通信是以各用户

48、使用不同的扩频编码来共用同一频率。采用扩频通信多址方式的频谱利用率高于采用频分多址方式的频谱利用率。而且扩频码分多址还易于解决增加新用户的问题。第2节 移动通信系统中的新型抗干扰技术一、智能天线智能天线也叫自适应阵列天线它由天线阵、波束形成网络波束形成算法三部分组成。它通过满足某种准则的算法去调节各阵元信号的加权幅度和相位。从而调节天线阵列的方向图形状。达到增强所需信号抑制干扰信号的目的。智能天线技术适宜于TDD方式的CDMA系统能够在较大程度上抑制多用户干扰提高系统容量。但是由于存在多径效应，每个天线均需一个RAKE接收机，从而使基带处理单元复杂度明显提高12。智能天线包括射频天线阵列部分和

49、信号处理部分，其中信号处理部分根据得到的关于通信情况的信息，实时地控制天线阵列的接收和发送特性。这些信息可能是接收到的无线信号的情况；在使用闭环反馈的形式时，也可能是通信对端关于发送信号接收情况的反馈信息。把具有相同极化特性、各向同性及增益相同的天线阵元，按一定的方式排列，构成天线阵列。构成阵列的阵元可按任意方式排列，通常是按直线等距、圆周等距或平面等距排列，其间距通常取工作波长的一半，并且取向相同。智能天线系统由天线阵列部分、阵列形状、模数转换等几部分组成。智能天线可以按通信的需要在有用信号的方向提高增益，在干扰源的方向降低增益。因此，智能天线系统的应用可以带来如下好处：提高系统容量、减小衰

50、减、抗干扰能力较强、实现移动台定位、增强网络管理能力等。高增益、窄波束智能天线阵用于WCDMA基站，可减少移动台对基站的干扰，改善系统性能。抗干扰应用实质是空间域滤波。智能天线相当于空时滤波器，在多个指向不同用户的并行天线波束的控制下，可以显著降低用户信号彼此间的干扰。具体而言，智能天线将在以下方面提高未来移动通信系统的性能： 扩大系统的覆盖区域； 增加系统容量； 提高频谱利用效率； 降低基站发射功率，节省系统成本，减少信号间干扰与电磁环境污染。智能天线技术对无线通信，特别是CDMA系统的性能提高和成本下降都有巨大的好处。但是，在将智能天线用于CDMA系统时，必须考虑所带来的问题，并在标准和产

51、品设计上解决这些问题13。二、联合检测技术联合检测是多用户检测的一种。CDMA系统中多个用户的信号在时域和频域上是混叠的，接收时需要在数字域上用一定的信号分离方法把各个用户的信号分离开来。信号分离的方法大致可以分为单用户检测技术和多用户检测技术两种。联合检测技术则指的是充分利用MAI，一步之内将所有用户的信号都分离开来的一种信号分离技术。随着算法和相应基带处理器处理能力的不断提高，联合检测技术的优势也会越来越显著。经过大量的仿真计算和实际的现场实验，我们发现使用联合检测技术可以为系统带来了以下好处：降低干扰：联合检测技术的使用可以降低甚至完全消除MAI干扰。扩大容量：联合检测技术充分利用了MA

52、I的所有用户信息，使得在相同PAW- BER的前提下，所需的接收信号SNR可以大大降低，这样就大大提高了接收机性能并增加了系统容量。削弱“远近效应”的影响。由于联合检测技术能完全消除MAI干扰，因此产生的噪声量将与干扰信号的接收功率无关，从而大大减少“远近效应”对信号接收的影响14。降低功控的要求。由于联合检测技术可以削弱“远近效应”的影响，从而降低对功控模块的要求，简化功率控制系统的设计。通过检测，功率控制的复杂性可降低到类似于GSM的常规无线移动系统的水平。联合检测技术已成功的应用于TD-SCDMA系统，该技术在TD-SCDMA系统中的成熟性和可应用性是没有问题的。c(1)h(1) d（1

53、） n 数据估计器c(k)h(k) d(k) b(1) e c(k)h(k) d(k) b(k) b(k)图3.3 联合检测技术d：表示用户实际要传输的数据c：表示经过扩频后的数据h：代表信道冲激响应e：代表基站接收到的数据 e=Ad+n n：高斯白噪声A：A矩阵k：用户数首先通过Midamble码作信道估计：h=M*/Mh M手机图3.4 Midamble码作信道 上行链路是CDMA系统的瓶颈，而联合检测能大幅度提高上行链路的性能。具有优良的抗多址及多径干扰性能，可以消除通信系统中的大部分干扰，从而降低了整个系统的误码率，使通信系统的容量和通信质量得以显著提高； 具有克服远近效应的能力，增加信号动态检测范围，对功率控制的要求降低； 提高链路性能，降低用户设备（UE）的发射功率，提高待机及通话时间； 增加通信距离，增大基站覆盖范围，降低了基站综合成本。对于下行链路：联合检测使得TD-SCDMA具有克服远近效应的能力，增加信号动态检测范围，对功率控制的要求降低，故可以在一定范围内根据UE的距离分配发射功率，降低系统下行干扰，提高系统容量。联合检测与智能天线相结合：从理论上讲，联合检测技术可以完全消除多址干