GSM網絡環境下的抗干擾優化技術研究

【摘要】GSM通信網絡是第二代移動通信系統的主流制式，具有用戶多，數據量大等特點，是當前時期我國移動通信用戶的主要承載網絡之一。GSM網絡會受到來自外部環境或自身產生的多種干擾，進而影響用戶的通話質量，發生掉話、擁塞等網絡問題，為提升用戶的使用體驗，優化和增強網絡質量，就必須采取適當的手段和措施提升GSM網絡的抗干擾性能。

【關鍵詞】GSM通信網絡干擾抗干擾手段

一、GSM網絡及其抗干擾措施概述

在我國的移動通信頻譜資源劃分中，GSM網絡所使用的頻段為900MHz與1800MHz兩個頻段。CDMA網絡所使用的頻段為825MHz～849MHz和870MHz～894MHz兩個頻段。可以看出，GSM網絡與CDMA網絡所使用的頻段在900MHz附近的頻譜間隔較短，非常容易受到CDMA網絡的網間干擾。

1.1GSM網絡受干擾表現

當GSM網絡受到環境干擾時會產生如下幾種表現。一是通話噪音變大。二是網絡接入質量變差，容易發生通話掉線或無法接通等現象。

1.2GSM網絡常用的抗干擾措施

在GSM網絡存在干擾時可以通過調整天線硬件或使用抗干擾強的編解碼和信號收發方式等提升系統的抗干擾性能。其中，調整基站天線屬性如傾角、輻射方位角等可以降低網內干擾，優化和調整不同小區間的網絡覆蓋狀態。

1.2.1跳頻編碼技術

跳頻編碼是一種擴頻通信技術，理論分析和實際應用表明，采用跳頻編碼方式對通信信號進行編碼可以獲得不低于3dB的功率增益，這對于提升GSM網絡的抗干擾性能是非常顯著的。

1.2.2功率控制

功率控制可以降低來自系統內部的通信干擾。在移動通信網絡中，小區的性能是隨時變化的，若采用固定的傳輸功率一方面會降低某些設備的使用壽命，另一方面在頻譜利用率以及對相鄰小區或頻帶資源等方面會產生干擾。為降低這種干擾可以采用自適應功率控制替代固定功率的方式減少網內的干擾：若監測到接收信號質量較好時可以認為該GSM小區的網絡質量較好，此時可以適當的降低發送端信號的傳輸功率，減少其對臨近小區和臨近頻帶的影響。

二、GSM網絡常見上行干擾

GSM網絡中下行通信主要是由基站向手機發起的，該過程的干擾主要是由網內干擾引起的，其所能夠采取的抗干擾措施已經由1.2節分析。GSM網絡中上行通信是由手機向基站發起的，該過程中手機信號在無線環境中傳輸會受到多種干擾源和干擾類型的影響，是抗干擾優化的重點。

2.1來自CDMA的干擾

具體而言，來自CDMA網絡的干擾主要有兩種：（1）雜散干擾：當CDMA發射機機頂口雜散不滿足協議或者無委會要求或者GC站間距太近時，CDMA的雜散信號會對GSM系統信道的靈敏度產生影響，降低GSM網絡的通信質量。（2）阻塞干擾：當GSM網絡與CDMA網絡所使用的收發天線或基站在空間特性方面沒有采取針對性措施時，如耦合隔離等，會使得CDMA信號進入到GSM接收機內造成接收機頻點阻塞，影響GSM網絡通信質量。需要說明的是，CDMA網絡使用率越高，其對GSM網絡造成的組則干擾越大，與CDMA網絡通信頻帶越接近的GSM通信頻帶所受到的干擾越大。

2.2互調干擾

GSM通信系統中常常需要使用到非線性電路對信號進行處理。多個通信信號同時進入同一非線性電路時會受到該非線性電路特性的影響在彼此之間進行信號調制，生成新的調制后信號，若該生成信號的中心頻率與接收機工作帶寬相匹配則會對其造成干擾，影響接收機對信號的處理，即發生互調干擾現象。

具體到GSM天線饋電系統中，雖然天線饋電系統屬于無源線性系統，但是在大功率環境下，構成系統的無源器件受不同材料之間的相互影響、材料或器件本身的屬性影響等會呈現出非線性特性，進而形成互調干擾。理論分析表明，在GSM900頻段內產生的五階和七階互調信號會與GSM接收機匹配，進而提高GSM接收機信號處理信道內的噪聲，產生點狀或片狀互調干擾。

三、GSM網絡干擾識別與處理

3.1來自CDMA的干擾識別與處理

鑒于來自CDMA網絡的干擾主要有雜散干擾和阻塞干擾兩種方式，故在對來自CDMA網絡的干擾進行識別時需要從兩種干擾特性入手做具體的判斷和識別。

對于雜散干擾，若將GSM網絡內部的干擾排除后使用頻譜分析儀對基站接收支路進行測試發現越靠近CDMA頻段的GSM頻段所存在的頻譜強度高于該頻段的低噪或越接近CDMA頻段干擾強度越大，越接近GSM頻段干擾強度越小，則可以初步確定存在CDMA雜散干擾。

對于阻塞干擾，若出現GSM網絡上行全頻段受干擾強度較高，干擾強度與業務量無關，GSM基站附近同時存在CDMA基站，關閉該CDMA基站后干擾不消失，頻譜分析儀測試結果顯示CDMA系統發射總功率接近-13dBm，則可以初步確定存在CDMA阻塞干擾。

上述兩種干擾存在時所需要采取的解決方案如下：對于雜散干擾，可以在CDMA基站中加裝高隔離濾波器實現，但是實際實現中需要與CDMA網絡運營商協商解決；對于阻塞干擾，可以在GSM基站中加裝高隔離抗干擾濾波器實現，該解決方案可行度高，實現較為容易。

3.2互調干擾的識別與處理

互調干擾受通信話務量的影響較大，當話務量較大時，該干擾程度較高，當話務量較小時，該干擾得到適當的緩解，故對其進行判斷可以通過分析干擾趨勢與話務量趨勢實現。

基站硬件系統的每個環節都有無源器件使用，這些使用無源器件的部位都有可能引起互調干擾，因此在進行識別和處理時需要針對不同環節進行分段逐步分析。

3.3直放站干擾的識別與處理

該干擾可以通過受干擾小區話務統計觀察得到：若受干擾小區的上行質量指標相對較差，且干擾頻帶位于四、五級附近，則說明該小區中的干擾有可能是由于直放站存在引起的，此時進行直放站排查，使用檢測設備檢測小區覆蓋范圍內是否存在同鄰頻干擾，之后結合工參信息可以進一步縮小直放站所在位置，提高定位精度。

對于運營商使用的直放站產生的干擾可以使用拉遠RRU或使用光纖選頻直放站替代寬帶直放站等方式進行處理，對于非法裝的直放站應該按照相關法律手段進行取締或拆除。總之，不斷優化網絡建設方案和建設結構可以有效解決直放站對GSM網絡產生干擾的問題。

3.4其他外部干擾的識別與處理

對于其他干擾，可以綜合應用話務統計圖、遠程頻譜分析、現場干擾源確定等方式確定具體的干擾產生原因，之后根據實際需求消除或降低干擾源對GSM網絡的影響。

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