在無線通信高度發(fā)達的今天,干擾絕對是不受歡迎的東西,它可能會導致噪聲、手機通話中斷、通信受到干擾。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,干擾實際上是網(wǎng)絡(luò)的一部分。雖然當前越來越多的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)置了干擾檢測功能,但這些工具通常效果不大,因為它們只針對幾種信號,可能只能在一條通道上測量問題的影響。
頻譜分析儀是工程師非常信賴的工具,用以測量和識別干擾源。市場上有許多不同類型的頻譜分析儀,但許多人首選電池供電的小型頻譜分析儀,因為他們需要能夠自由移動,并把來自多個位置的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來。
搜尋干擾頻率
在搜尋干擾時,第一個挑戰(zhàn)是確定是否可以測量干擾信號。一般來說,受擾接收機很容易確定,這也是第一個要查看的地方。挑戰(zhàn)在于,無線接收機要能檢測到非常小的信號。因此,頻譜分析儀必須設(shè)置成接近模擬受擾接收機的靈敏度,才能“看到”接收機“看到”的東西。例如,普通LTE接收機的靈敏度約為-120dBm。也就是說,接收機通道上任何大于-120dBm的射頻污染都會影響接收機的操作。
頻譜分析儀有兩種控制功能可以調(diào)節(jié)靈敏度:基準電平(RefLvl)和解析帶寬(RBW)。挑戰(zhàn)在于,在“空中”(OTA)進行測量時,基準電平必需保持得相當高(-30dBm),這樣在測量所有RF能量時,頻譜分析儀才不會過載。
在大多數(shù)頻譜分析儀中,RBW控制功能會根據(jù)用戶配置的頻寬自動設(shè)置。在OTA測量中,應降低RBW值,以查看可能影響受擾接收機的小信號。這種組合導致大多數(shù)電池供電的頻譜分析儀的掃描速率非常低,也就是說,其不可能看到導致干擾的小的間歇性瞬態(tài)信號。
實時頻譜分析儀解決了這個問題,它能夠使用RBW較窄的濾波器測量頻譜,速度要快于基本掃頻分析儀。圖1顯示了LTE信號在空中傳送(OTA)時的結(jié)果。在這種情況下,頻寬被設(shè)置成40 MHz,默認RBW為300 kHz。注意很難確定畫面中心的輻射。如果有一個窄帶(< 300 kHz)干擾源,那么這種設(shè)置幾乎不可能看得到干擾。
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圖1:LTE信號OTA結(jié)果實例。
圖2:采用1kHz RBW濾波器的實時頻譜分析儀提高了查看LTE信號的能力。
圖2是使用1kHz RBW濾波器的相同設(shè)置。在這種情況下,很明顯LTE通道和有效掃描時間僅提高到40 ms。這是使用實時頻譜分析儀(RTSA)測量無線通道干擾的首要好處之一。這類儀器原本十分昂貴,而且必須固定在桌面上使用,但現(xiàn)在市場上已經(jīng)有一款電池供電、基于USB的經(jīng)濟型實時頻譜分析儀,使RTS成為搜尋干擾的實用選擇。
測量干擾的頻率
傳統(tǒng)上,工程師使用頻譜分析儀器提供的各種跟蹤模式,來分析關(guān)心的RF信號的特點,常見的有峰值保持模式、平均模式和最小值保持模式。即使采用這些跟蹤模式,工程師仍很難確定信號的發(fā)生頻次,或確定信號是否與相同頻寬中其他信號有什么關(guān)聯(lián)。
RTSA為這個問題提供了解決方案:具有余輝效應的快速頻譜顯示器。記住,在實時頻譜分析儀中,對最大實時頻寬以下的任何頻寬,儀器都不會進行掃描,這意味著它能夠每秒測量數(shù)萬次頻譜。但頻譜不能顯示得那么快。為解決這個問題,我們開發(fā)了配有余輝顯示器的頻譜分析儀,如圖3所示。
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