干扰测试的流程

如果系统未按预期运行，且怀疑问题的根本原因是有干扰信号进入了系统的接收机，则应使用频谱分析仪来确定操作频率信道中是否存在无线信号。
干扰测试的流程

下面是测量步骤，可用于确定干扰信号的存在和位置。
1. 报告观测到的系统性能的降低
2. 使用频谱分析仪确认无线干扰的存在
3. 通过了解环境中其他无线信号确定干扰类型
4. 使用具有定向天线的频谱分析仪来确定干扰信号的位置
5. 校正或移除干扰源
这个检测过程可能包括对信号类型的查找，包括连续传输、出现次数、载波频率、带宽，以及干扰发射机的最新物理位置。
若系统可操作全双工模式，则需对正向和反向链路频率信道进行测试。如果用户想查看系统接收机收到的信号和干扰，应将频谱分析仪放置于同样的接收路径或直接与系统天线相连。
图 13 显示了无线系统（已将频谱分析仪连接至位于天线和收发信机间的定向耦合器）的方框图。许多无线系统（包括蜂窝基站和雷达基站）中连接收发信机和系统天线的电缆上都安装了定向耦合器。如图 13 所示，部分定向耦合器具有两个采样点，可用于监测收发信机或到达接收机的信号。频谱分析仪与耦合器连接后，可在正常系统操作过程中观察到信号和干扰。

 图13. 图（A）为用于测量无线干扰的频谱分析仪配置中使用定向耦合器，图（B）为直接与天线相连

针对在收发信机和天线间未接入无线电的情况，频谱分析仪可直接与系统天线相连，或如图 13B 所示分析仪位于发射机附近区域的情况，可将其连至外部天线。在检测过程中，全向天线是最佳选择，以便可从周围环境中测量到来自所用方向的信号。全向型天线包括rubber-ducky和拉杆天线。

条件允许的话，关闭系统发射机，使用前述方法设置频谱仪的的最低本底噪声来测量带内和同信道干扰。在本案例中，假设任何带外和相邻信道发射机发射的信号不会让频谱分析仪的前端产生过载。

捕获间歇信号

间歇信号往往很难测量。无线电性能偶尔受到干扰，似乎是随时发生。对于脉冲或间歇干扰，频谱分析仪设置为可储存大量扫描的最大迹线值。重新调用图 13 中的空中测量，GSM 850 信号的较低信道仅可在短时隙内进行传输，从而使测量的波形中显示出包络的断点。

    将频谱分析仪置于“最大保持”模式，仪器将在多次扫描后进入间隙。可根据各种安捷伦 HSA 的 [TRACE] 菜单找到 {Max Hold} 部分，使用最大保持的 GSM 850 信号的测量结果显示在图 14 中。此时可在图 14 中明显看到两个信道中的信号具有相似的频谱和功率分布。

    图 14. 使用具有选定的迹线“最大保持” 安捷伦 N934xC HSA 对 GSM 850 下行链路传输进行空中测量。
各种安捷伦 HSA 的迹线功能可显示高达四种不同的迹线。多迹线包含最大保持、最小保持、储存内存和有源测量的组合，具有包括默认“正向峰值”的不同检波选项。有关检波器的更多信息，请参见安捷伦应用指南 “更好地进行频谱分析的 8 个提示”（文献号 5965-7009E）。
安捷伦 HSA 的另一个重要的显示功能是谱图。谱图是在同一个显示屏中检测频率、时间和振幅的独特方式。谱图可显示频谱随时间变化的过程，其中颜色比例表示信号幅度。在一个谱图中，每个频率迹线占用一个信号，即显示屏上的水平线（高为 1 个像素）。持续时间显示在纵轴上，结果显示为随时间进行向上滚动。
图 15 显示了具有发射机（间歇动态）的信号谱图。图中的谱图部分用红色表示具有最高信号幅度的频率组分。谱图可指示干扰定时，以及干扰时间内信号带宽可能发生改变的方式。可将谱图保存在安捷伦HSA的内置存储器中或外置 USB 闪存器件中。

图 15. 双显示频部分显示了谱图和间歇传输信号的频谱

    谱图可记录信号迹线文件中的 1,500 组频谱数据，用户可设置其更新间隔。HSA可持续自动创建其他迹线文件以保存超过 1,500 组的频谱数据。例如，在 N9344C HSA 中扫描全 20 GHz 频率扫宽，扫描时间为 0.95 秒。因此，在单个迹线文件中，用户可将谱图设置为储存 48 分钟内的频谱数据，更新间隔为 1 秒或 300 秒的更新间隔可使用长达五天。通过 [MEAS] 菜单下的 {SPECTROGRAM} 选项可激活谱图显示屏。

估计干扰位置

    用频谱分析仪观察到干扰后，了解信号类型，如 WIFI、蜂窝或其他有助于估计干扰的位置。例如，无线设备操作员在维护蜂窝网络时可观测到从相邻频率信道发生“频谱外”传输。知道干扰是来自其他蜂窝系统是一个很好的线索，直放站即附近的直放站可能向相邻频带传输了不恰当的能量。

    提示：若要更轻松地定位干扰源，可在 HSA  中连接一个高增益定向天线，如 yagi 或平板天线。

    检测过程的最后一步是定位干扰源。在该步骤中，最好在频谱分析仪上连接定向天线，因为这些高增益天线可在无线环境中提供定向功能。定向天线类型包括 yagi 和平板天线。在该本应用中推荐使用 5 dBi 的天线增益或更高。例如，安捷伦  N9311X-508 定向天线可在 700 MHz 至 8 GHz 的频率范围内提供 5 dBi 的增益。

    将定向天线360度移动，信号幅度信号幅度同时观察频谱分析仪的信号幅度，当信号幅度为最大值时定向天线的指向可能就是干扰的物理位置。但是周围环境中的多路径反射会降低定点精确度，因此在尽可能高的地方（屋顶或高建筑物）进行测量非常重要。蜂窝基站（BTS）天线通常配备了扇形天线，这种天线具有窄射束宽度并使用如图 13 所示的测量配置，这样就可提供干扰的大概方向（扇形区）。

    在环境中的多个位置结合定向测量，可通过三角函数计算出干扰发射机的大体位置。确定干扰源的精确位置需要使便携式频谱分析仪在更小的区域内移动以搜索最大信号幅度。确定干扰源的位置后，最后一步是校正或移除令人头痛的发射机。

总结

    本应用指南描述了在无线环境中干扰测试的技术及流程。讨论了干扰的种类，其中包括带内干扰、同信道干扰、带外干扰和相邻信道干扰。在各种无线信号中测量频谱验证了各种便携式频谱分析仪（如安捷伦 N934xC 和 N9340B 手持式频谱分析仪）在确定和定位无线电干扰源时的有效性。

    作者简介：胡莹 安捷伦科技产品工程师