WLAN設備引發干擾的思考和建議

徐行至

近年來，我國無線通信網絡建設事業飛速發展，為社會發展提供了極大的推動力量。相較于傳統的有線網絡，無線網絡技術更加靈活、便捷、高速，逐漸成為立體化網絡建設部署的重要環節。無線網絡技術種類繁多，其中無線局域網絡（WLAN，Wireless Local Area Network）屬于應用較為廣泛的一種。它以無線多址信道作為傳輸媒介，可以實現用戶隨時、隨地的寬帶網絡接入，廣泛應用于餐飲零售、倉儲管理、監視系統等領域。隨著WLAN的大規模建設，也帶來了一系列由此引發的無線電干擾事件。本文將通過一起由塔吊安全監控系統引起的干擾案例，對WLAN可能產生的無線電干擾進行分析討論，并尋找合理的解決和規避途徑。

一、案例介紹

1.1干擾排查過程

2013年11月9日，第四屆環太湖國際公路自行車賽第八賽段在常州開賽。中央電視臺體育頻道選擇此賽段比賽進行現場直播。常州市無線電管理處負責承擔比賽的無線電安全保障工作。

為確保中央電視臺直播過程中的無線電頻率安全，保證航拍圖像傳輸信道的暢通，管理處在賽前做了周密部署，組織對賽道周邊電磁環境做了全面監測。11月1日，根據央視工作人員的反映，并結合電磁環境監測結果，技術人員在比賽出發點（淹城春秋樂園正門）發現2370MHz頻點存在干擾信號。該信號強度較弱，登上直播車云臺（距離地面10多米高空）后方可測得，大約為-120.3dBm。隨后，技術人員驅車搜尋，在相距5公里外的招商花園城工地發現信號達到最大，為-43.6dBm。經過查找，干擾信號來自于工地塔吊所安裝的安全監控系統。技術人員立即與工地負責方進行交涉，要求其在賽事期間關閉該系統，避免對直播造成影響。在隨后的幾天中，技術人員又陸續在聚緣公寓、星河丹堤等三處工地發現了類似干擾，并逐一處理，從而為賽事直播掃清了障礙，營造了良好的電磁環境。

1.2塔吊安全監控系統

據悉，由于建筑行業是安全事故的多發行業，為了加強施工安全管理，國務院于2010年下發了《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》（國發〔2010〕23號），要求“強制推行先進適用的技術裝備，大型起重機械要安裝安全監控管理系統”。所以，目前常州市在建工地塔吊上都安裝了這種安全監控系統。該系統可以記錄存儲塔吊的工作狀態，進行安全監控報警，并進行遠程監控，從而有效預防塔吊因錯誤操作、超載等引起的安全事故。

1、系統組成

系統由監控點和監控中心組成。（圖1）

2、工作原理

塔吊安全監控系統依托WLAN技術，采用IEEE 802.11b/g標準，通過2.4GHz無線網橋實行點對點的圖像數據傳輸。

攝像機將拍攝的圖像經視頻編碼器調制后由無線視頻發射天線發出，再由無線視頻接收天線將接收的數據通過有線網絡傳輸到監控中心，監控中心就可以實時監看每個塔吊的現場情況。同時，監控中心可以通過指令發射器、指令發射天線以及安裝在監控點的指令接收天線等設備，實現對監控點的遠程控制。

其中，點對多點無線網橋所使用的頻段為2290～2510MHz，有十二個子信道，中心頻率分別為：2290MHz、2310MHz、2330MHz、2350MHz、2370MHz、2390MHz、2410MHz、2430MHz、2450MHz、2470MHz、2490MHz、2510MHz，發射功率分為1W和3W兩種。

1.3干擾原因分析

2.4GHz頻段為非授權公共開放頻段，設備的最大發射功率及其天線的最大增益都應遵守《關于短距離微功率元線電設備使用2400MHz頻段有關問題的通知》（信部無〔2001〕653號）的規定，等效全向福射功率（EIRP）在天線增益<10dBi時，必須小于20dBm（100mW）；在天線增益>10dBi時，必須小于27dBm（500mW）。而塔吊安全監控系統的無線傳輸功率都在1W以上，大于規定值，加之天線架設在高空，導致信號輻射范圍擴大，從而對周邊其他使用相同或相近信道的WLAN設備產生了無線電干擾。

二、對WLAN產生無線電干擾的思考

WLAN憑借出色的靈活性、便利性，在人們的生活工作中發揮著越來越重要的作用。但是，由于2.4GHz為開放頻段，導致部分WLAN產品在生產、使用環節缺失監管，很可能會對相同或相近頻段的其他無線電業務產生干擾。通過研究發現，WLAN可能產生的干擾主要有同頻干擾、鄰頻干擾、雜散干擾和互調干擾四種。

2.1同頻干擾

無用信號頻率與有用信號頻率相同，接收機不能將所有的有用信號區分出來，而造成的干擾稱為同頻干擾。

目前，我國WLAN網絡工作以2.4GHz頻段為主，根據《關于短距離微功率元線電設備使用2400MHz頻段有關問題的通知》（信部無（〔2001〕653號）的規定，該頻段屬于非授權公共開放頻段，頻率范圍為2.4GHz至2.4835GHz，劃分為13個信道（14信道最高頻率超過2.4835GHz，不在中國使用）。

但是，目前由于部分違規廠商不經國家無線電管理部門許可，擅自更改設備發射頻率，例如案例中的塔吊安全監控系統，采用2290～2510MHz頻段用作圖像傳輸，超出了國家對WLAN的頻率規劃范圍，非法占用了其他業務的頻段，其中就包括部分TD-LTE（中國移動2320-2370 MHz頻段，中國聯通2300-2320 MHz頻段和中國電信2370-2390 MHz頻段）、藍牙、RFID等頻段，并將對上述無線電業務產生同頻干擾。

2.2鄰頻干擾和雜散干擾

在發射有用信號時，由于發射機的非完美性，會有一部分信號泄漏到設定頻段以外，對其他無線電設備產生干擾，鄰頻干擾和雜散干擾就屬于這類干擾。其中，鄰頻干擾是由于發射機鄰道功率衰減不夠，鄰道信號落入其他無線電設備頻帶內產生的；雜散干擾則是由于發射機輸出大功率信號，在發射信號頻帶外產生了較高的雜散信號而引起的。由于WLAN設備使用頻段與無繩電話、藍牙、Zigbee、TD-LTE等頻段相近，若WLAN設備的濾波器、功率放大器、混頻器等器件的性能不理想，就很可能造成鄰頻干擾或雜散干擾。

2.3互調干擾

當兩個或多個干擾信號同時加到接收機時，由于非線性作用，干擾信號組合產生的新頻率有時會恰好等于或接近有用信號頻率，對通信系統構成互調干擾，其中三階互調最嚴重。例如，在2.4G頻段中，WLAN使用1、6、11三個頻點，中心頻率分別為2412MHz，2437MHz，2462MHz。根據三階互調計算公式，，得出三階互調產物2362MHz、2387MHz正好分別落入了中國移動2320-2370 MHz和中國電信2370-2390 MHz頻段內，造成了互調干擾。

三、WLAN干擾的規避途徑

由于WLAN產生的干擾會直接造成其他被干擾系統的性能降低，所以在WLAN布局過程中，需要采取有效措施，增加系統隔離度，將WLAN產生的干擾控制在可承受的范圍之內。目前，常用的規避方式有三種。

1、控制發射功率。通過限制WLAN發射機的發射功率，縮小WLAN信號的覆蓋范圍，提高頻率利用率。

2、加裝高精度濾波器。在WLAN發射端增加濾波器，降低發射機的鄰道、雜散以及互調產物；在受干擾設備的接收端增加濾波器，抑制帶外強信號，避免系統間干擾。

3、加大5GHz頻段推廣力度。802.11b/g協議在2.4G頻段只有1、6、11這三個可用不重疊信道，而802.11a協議在5GHz頻段有五個可用信道，通過推廣802.11a協議的應用，則可以進一步增加頻譜的選擇性，同時，也能夠提高頻率的隔離度。

四、小結

近年來，伴隨著WLAN的興起，市場上出現了許多參數不符合國家有關規定的WLAN產品，為無線通信事業的發展埋下了極大隱患。

因此，建議無線電管理部門要加強監督管理，從源頭抓起，以《中華人民共和國無線電管理條例》和有關技術規范性文件為指導，以專業技術和行政執法為手段，強化與工商、質監等各部門間的聯動機制，有效規范WLAN設備的生產、銷售和使用環節，共同促進WLAN產業的良性發展，營造良好的電磁環境秩序。