EVDO频谱扫描与邻频干扰测试分析指导书.docx
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EVDO频谱扫描与邻频干扰测试分析指导书
EVDO频谱扫描与邻频干扰测试分析指导书
（暂行稿）
中国电信集团公司无线网络优化中心
二零零九年二月
编写说明：
为指导各省无线技术人员进行EVDO频谱扫描及邻频干扰测试分析工作，集团公司制定了《中国电信EVDO频段扫描与邻频干扰测试分析指导书》，阐述了频谱扫描及邻频干扰测试基础知识、测试基本方法和要求，并对常用的安捷伦、罗德与施瓦茨及安立频谱仪和安捷伦Viper路测系统在频谱扫描及邻频干扰测试中的操作方法等进行了详细说明。
参与编制单位：
中国电信集团公司无线网络优化中心
中国电信集团公司广东研究院
安捷伦科技有限公司
罗德与施瓦茨公司
安立有限公司
编制历史：
版本
更新日期
修改
更新说明
主要撰写人
V1.0
2009-1-21
钟期洪、陈秀敏等
V1.1
V2.0
V2.1
V2.2
V3.0
目录
1.频谱测试基础1
1.1.信号分析概述1
1.2.频谱仪基本工作原理2
1.3.CDMA频谱4
2.干扰分析基础4
2.1.概述4
2.2.干扰信号分类5
2.3.CDMA系统的无线电干扰5
2.4.干扰的衡量指标7
2.4.1.干扰容限7
2.4.2.邻道干扰7
3.测试基本要求8
3.1.测试方法8
3.2.基本参数设置要求9
4.频谱扫描与邻频干扰测试操作指导9
4.1.罗德与施瓦茨频谱仪操作指导9
4.1.1.测试基本工具9
4.1.2.测试与分析软件10
4.1.3.现场测试操作11
4.1.3.1.频段扫描测试操作11
4.1.3.2.邻频干扰测试操作13
4.1.4.后台软件操作13
4.2.安立频谱仪操作指导16
4.2.1.测试基本工具16
4.2.2.测试与分析软件18
4.2.3.现场测试操作步骤18
4.2.3.1.频段扫描测试操作18
4.2.3.2.邻频干扰测试操作20
4.2.4.后台软件操作步骤20
4.3.安捷伦频谱仪操作指导21
4.3.1.测试基本工具21
4.3.2.测试与分析软件22
4.3.3.现场测试操作22
4.3.4.后台软件操作23
4.4.安捷伦VIPER路测系统操作指导23
4.4.1.测试基本工具23
4.4.2.现场测试操作24
1.频谱测试基础
1.1.信号分析概述
1.1.1.信号的分类
频谱分析的对象是各种复杂信号。
对于各种信号，可以根据信号的特点从不同的角度进行分类，通信中常见的分类如下：
1.根据信号包含信息的不同,信号分为CW信号、调制信号、多址信号（TDMA,CDMA,FDMA等）、噪声信号等。
2.根据信号表现形式，信号可分为：
1）连续波信号（CW信号）
2）模拟调制信号（AM；FM；PM；脉冲调制信号等）
3）数字调制信号（PSK信号；FSK信号；QAM信号等）
4）噪声信号（信号随时间、频率随机变化）
1.1.2.信号的分析技术
针对各种复杂信号，目前主要有三种分析技术：
1.时域分析
2.频域分析
3.调制域分析
1.1.3.时域与频域的关系
在时域中，电信号用时间作为横轴，振幅作为纵轴，将波形的振幅随时间变化绘制成曲线，通常用示波器来观察。
在频域中，电信号用频率作为横轴，有效功率（或电压）作为纵轴，频谱分析则是观察信号的频率与功率集合，并以图形形式表示，通常用频谱分析仪来观察。
频谱分析能获得信号时域测量不能获得的信息，如谐波分量、寄生、边带响应等，可以更清楚地表达信号的细微特征。
时域与频域通过傅立叶变换相互关联。
1.1.4.信号的频域指标
信号的频域指标包括信号频率、信号功率、相位噪声、杂波抑制、谐波抑制等，如图1-1示。
图1-1信号的频域指标
1.2.频谱仪基本工作原理
1.2.1.频谱仪定义
用于频域内分析信号参数的仪器称之为频谱仪，或者说频谱仪是把信号的能量作频率的函数显示出来的测量仪器，其主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性。
1.2.2.频谱仪分类
频谱仪依信号处理方式的不同，一般有两种类型；实时频谱分析仪（Real-TimeSpectrumAnalyzer）与扫瞄调谐频谱分析仪（Sweep-TunedSpectrumAnalyzer）。
实时频谱仪包括多通道滤波器频谱仪和FFT频谱仪；扫瞄调谐频谱分析仪包括扫瞄射频调谐型频谱仪和超外差式频谱仪。
1.2.3.超外差式频谱仪工作原理
应用最广泛的是超外差式频谱仪，其基本结构类似超外差式接收器，工作原理是输入信号经衰减器、预选滤波器外加到混波器，可调变的本地振荡器经与CRT同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，经混波器与输入信号混波降频后的中频信号（IF）再放大、滤波与检波传送到CRT的垂直方向板，因此在CRT的纵轴显示信号振幅与频率的对应关系。
超外差式频谱分析仪工作原理框图如图1-2所示。
图1-2超外差式频谱分析仪工作原理框图
1.2.4.频谱仪的重要性能指标
1.频率范围
通常包括起始频率、终止频率、中心频率和扫频宽度。
2.准确度
1）频率测量准确度
2）幅度测量准确度
3.分辨率
分辨率表征频谱仪在响应中明确地分离出两个输入信号的能力，常用分辨率带宽（RBW）表示，较窄的RBW所需的扫描时间较长。
视频带宽（VBW）是包络检波器的输出滤波器带宽，用于平滑视频显示信号。
4.灵敏度
频谱仪的灵敏度决定了可以测量的最小信号，定义为在一定的分辨率带宽下显示的平均噪声电平（又称本底噪声）。
5.失真（非线性）
频谱仪对输入信号的功率电平有一定的限制。
当输入信号电平过大时，混频器的输出电平就不能线性地跟踪输入，造成非线性，输出因压缩而产生偏差。
频谱仪一般允许的最大连续波功率为＋30dBm。
6.动态范围
动态范围是指在能以给定的不确定度条件下，频谱仪能够测量的同时存在于输入端的最大信号和最小信号之比，并以dB表示。
它表征了测量同时存在的两个信号幅度差的能力。
1.3.CDMA频谱
1.目前，中国电信CDMA频谱资源包括：
1）450MHz频段（公用）：
A频段：
上行450.500---451.975；下行460.500---461.975
C频段：
上行453.500---457.100；下行463.500---467.100
2）800MHz频段：
上行825~835MHz；下行870~880MHz
3）1900MHz频段：
上行1920~1935MHz；下行2110~2125MHz
2.CDMA800MHz频段发射机频率与频道号的关系如下：
移动台：
825＋N*0.03MHz
基地台：
870＋N*0.03MHz
其中N为频道号，取值为37、78、119、160、201、242和283。
2.干扰分析基础
2.1.概述
干扰通常都是指对接收机的干扰。
当异常或非法信号进入接收机前端的时候就会造成接收机灵敏度下降，并由此造成有用信号载干比（C/I）的下降，最终的后果就是通信质量下降或根本无法正常通信。
如图2-1所示，干扰信号（橙色）只要能够进入接收机的双工器或接收滤波器（预选器，蓝色框内频段），就能够对接收机造成干扰，而不必一定要和受到干扰的有用信号（黄色）位于相同的信道（频点）上。
图2-1干扰示意图
2.2.干扰信号分类
对于各种干扰信号，能以不同方法对干扰信号进行分类，包括按频率、频段、干扰信号方向等。
典型的干扰类别有：
1）带内干扰
2）带外干扰
3）同频干扰
4）邻频干扰
5）上行链路干扰
6）下行链路干扰
2.3.CDMA系统的无线电干扰
对移动通信系统来说，影响较大的是无线电干扰。
无线电干扰是指发生在无线电频谱内的干扰。
CDMA系统无线电干扰通常有如下几类。
1.CDMA自干扰
自干扰指的是由于系统内部的种种原因所产生的干扰问题。
CDMA系统是一个自干扰系统，每个用户都对其它用户构成干扰，每个小区对其它小区构成干扰。
CDMA系统常见的自干扰原因包括：
1）由于基站功率设置、天线高度、天线俯仰角等因素造成的过覆盖问题
2）大面积水域造成的无线信号传播增强
3）CDMA系统中的PN码或扰码设置错误
4）当有效多经数目大于Rake接收机通道数目时，造成多径干扰
5）多用户之间的多址干扰
6）直放站干扰，直放站性能恶化、自激或不正确的参数设置可能成为潜在的干扰源
2.邻频干扰
邻频干扰包括邻接信道（紧接工作信道的信道）干扰和相邻信道（与工作信道的距离多于一个信道）干扰。
邻频干扰主要取决于接收机中频滤波器的选择性和发信机在相邻频道通带内的边带杂散辐射特性。
3.谐波干扰
其他发射机的谐波分量进入接收机前端所造成的干扰就是谐波干扰。
造成干扰的发射机的工作频率距离接收机工作频率较远，但是其谐波成分却恰好位于被干扰接收机的通频带内。
3次谐波通常是最有可能造成严重干扰的谐波成分。
4.交调干扰
交调干扰是另一类常见干扰类型，其产生条件包括两个或两个以上较强信号以及产生交调信号的非线性器件。
所有交调产物中，危害最严重的就是3阶交调产物，其频率关系如下：
1）2f1–f2
2）2f2–f1
其中f1和f2就是上述两个较强的信号。
。
5.非法发射器
在没有得到有关部门的认可情况下，私自在CDMA频段内发射干扰功率，包括非法无线电台和对讲机、以及干扰器。
6.脉冲噪声
也是一种常见的干扰源，通常是由于基站射频器件电弧放电引起的，主要干扰低端频率。
脉冲噪声通常表现为间歇性的底噪抬升，当扫频跨度较大时，还可能表现为如下图所示形状的底噪上升。
2.4.干扰的衡量指标
2.4.1.干扰容限
码分系统的容量与干扰噪声的增加密度相关，目前尚未正式公布有关噪声增量允许值的相关规范和标准。
下表系统干扰容限值为无线电主管部门进行的有关最大干扰容限的仿真实验：
（注：
仿真标准是以接收机灵敏度（射频线性部分）恶化0.8dB为标准，这相当于在被干扰信号SR上迭加了一个比它低6.9dB的干扰信号）
射频灵敏度SR恶化度
加性噪声电平比SR低的分贝数
最大干扰容限（dBm）
0.1
-16
-124
0.8
-6.9
-115
3
0
-108
6
4.7
-103
据此，我们将城市环境噪声水平划分如下（考虑CDMA载波带宽1.25MHz内）：
1）环境底噪<－115dBm，无线环境很好
2）环境底噪<－110dBm，无线环境良好，存在轻度干扰与噪声
3）环境底噪<－105dBm，无线环境一般，存在一定干扰与噪声
4）环境底噪>－95dBm，无线环境差，存在较重的干扰与噪声，需清频
2.4.2.邻道干扰
邻道干扰主要取决于接收机中频滤波器的选择性和发信机在相邻频道通带内的边带杂散辐射特性。
3GPP定义了3个邻频干扰相关参数：
发信机邻道辐射功率比（ACLR）、接收机相邻信道选择性（ACS）和邻频干扰保护比（ACIR）。
ACLR定义为发射机发射功率与接收滤波器在相邻的信道上接收到的功率比。
ACS定义为接收机滤波器在指定信道上的功率衰减与相邻频段上衰减的比值。
ACIR用来衡量整个系统的性能，定义为发射机的发射功率与被干扰接收机接收到的干扰的比值。
它们之间的关系是：
另一个通用的发射机测量指标是邻道功率比（ACPR），或者邻道泄露功率，可用来衡量邻频率信道中的干扰量或功率量。
ACPR常定义为邻频信道的泄露功率和主信道的总发射功率之比。
通常来讲CDMA邻道的ACPR数值要求在-45dBc以下，次邻道要求在-60dBc以下。
3GPP2C.S0010-A《cdma2000扩频基站最低性能标准》中规定了发射机传导性杂散发射抑制的指标。
传导性杂散发射定义为在指定CDMA信道频率之外的发射。
CDMA带内/信道外不同频率偏置范围的杂散发射抑制是不同的：
±（750kHz～1.98MHz）时，要求≤-45dBc/30kHz；±（1.98～3.125.0）MHz时，要求≤-60dBc/30kHz。
3.测试基本要求
3.1.测试方法
1.测试时间：
白天9:
00-19:
00
2.测试方式：
可选择手持频谱仪点测方式或路测设备（如安捷伦VIPER设备，即惠普E74XXS/W路测仪。
集团集采的EagleCDMA2000/EVDO扫频接收机只支持下行频段扫频，不能用于本次测试）路测方式。
在条件允许的情况下，本次测试推荐采用路测方式。
3.测试范围
1）点测方式：
点测范围应覆盖本地EVDO规划覆盖区域内的所有EVDO站点。
2）路测方式：
路测范围应覆盖本地EVDO规划覆盖区域内的主干道、商业密集区道路（商业街）、住宅密集区道路、学院密集区道路、机场路、环城路、沿江两岸、城区内主要桥梁、隧道、地铁和城市轻轨等。
要求测试路线尽量均匀覆盖EVDO规划区，并且尽量不重复。
4.测试要求
1）点测方式：
要求在EVDO规划站点附近10m范围内，至少各做一次CDMA上行频段（825MHz～835MHz）、下行频段（870MHz～880MHz）频谱扫描和邻频干扰测试（邻频干扰测试只取在网CDMA1X最小载频号进行测试）。
每次测试过程中，测试人员须转圈并观察仪表测试值在各小区方向上有无显著的变化，保存或记录测试最差值。
2）路测方式：
要求RF接收机天线（全向）、GPS天线置于车窗外，车速应尽量保持均匀并且不超过40公里/小时。
3.2.基本参数设置要求
测试项目
参数名
参数值
上行
下行
频谱扫描
频率范围
起始频率
终止频率
起始频率
终止频率
825MHz
835MHz
870MHz
880MHz
衰减值
0
分辨率带宽RBW
1kHz
视频带宽VBW
自动
检波方式
RMS（有效值检波方式）
参考电平
-40dBm
邻频干扰
主信道中心频率
取在网CDMA1X最小频道号
主信道带宽
1.23MHz
临近信道带宽
1.23MHz
频道间隔
1.23MHz
4.频谱扫描与邻频干扰测试操作指导
4.1.罗德与施瓦茨频谱仪操作指导
4.1.1.测试基本工具
1.罗德与施瓦茨手持式频谱仪FSH3最基本的测试频率范围为100KHz～3000MHz，适用于CDMA应用的主要频段：
450M、800M及1900MHz，其应用于EVDO频段扫描和邻频干扰测试分析时的基本配置清单如下：
序号
测试工具清单
数量
备注
1
FSH3主机
1
2
测试天线
1
3
数据电缆
1
4
仪表电源
1
5
软件光盘
1
6
笔记本电脑或其他PC
2.FSH3频谱仪外观如下图示：
3.各操作按键说明如下图示：
4.1.2.测试与分析软件
1.前台测试软件：
测试仪表内置（版本8.0以上）
2.后台分析软件：
FSHView（标准，版本8.0以上）
FSH-K1（增强配置，可进行三维瀑布分析）
4.1.3.现场测试操作
4.1.3.1.频段扫描测试操作
1.准备测试，将仪表连接测试天线，开机等准备工作。
2.设置仪表，按Setup键，F3键设置PREAMP（预放打开ON），设置其它如时间、显示等，对应按键操作即可，如下图。
3.选择测试功能，依次按MEAS，F1选择“Analyzer”测试功能进行频段扫描/邻频干扰测试
4.设置测试频段（频段扫描，邻频干扰根据实际要求设置测试频率范围）：
按FREQ设置频率范围（F3，F4设置起始和截至频率），测试上行时START设置为825MHz，STOP为835MHz。
5.设置分辨率带宽：
按BW，F1和F3键分别设置分辨率带宽和视频分辨率带宽。
其中F1键设置RBW值为1KHz，F3设置VBW值为自动（或者手动设置时保持RBW：
VBW=1：
3）。
6.设置检波方式：
按Trace，设置DETECTOR（RMS有效值检波方式）；在测试突发脉冲式干扰时F1键设置TRACEMODE为MaxHold模式。
7.参考电平设置：
按AMPT，F1设置Reflevel参考电平值，这是为了获得更好的测试动态范围，使得显示的电平最高处在仪表的显示上部。
一般Reflevel设置为-40dBm。
8.对测试结果进行定位分析，按MARKER，设置标记点对特定频点信号进行分析。
如下图对特定信号进行分析：
9.测试结果保存，按SAVE键，循环按数字键盘输入需要的字符命名结果文件，ENTER保存结果，以便在PC上进行后处理分析。
10.安装FSHView软件，先将仪表通过随机附带的数据电缆（仪表端为光口）与PC连接，将光盘放入PC，将自动运行，选择安装FSHView。
11.连接上仪表后，在instrument，DATASET中将仪表中存储的所需分析的结果导入到PC。
12.菜单File，Open打开需要分析的测试结果。
4.1.3.2.邻频干扰测试操作
1.按照上面的1，2步操作
2.选择测试功能，依次按MEAS，F1选择“ChannelPower”测试功能进行邻频干扰测试
3.按F1，选择“Standard”中的“CDMA”标准
4.按Freq，F1设置中心频率825MHz+N×0.03MHz（N为频点），选择其中某个频点进行测试，假定以825MHz为例，设置中心频率F1，“CenterFreq”为825MHz。
5.按BW，F1设置RBW为30KHz（CDMA的信道带宽，仪表默认自动设置，查看仪表右上角，如果RBW不为30KHz则手动设置），F3设置VBW为300KHz（仪表默认自动设置，查看仪表右上角，如果不是则手动设置）
6.在仪表上读取Power值并记录为P1，如下图
1.按Freq，改变中心频率，F1改变中心频率为825MHz+/-1.98MHz
2.读取Power值并记录为P2
3.邻频干扰ACPR为P2-P1
4.1.4.后台软件操作
通过FSHView软件进行结果分析操作步骤：
1.打开PC，打开FSHView软件。
2.选择连接仪表的串口端口号，如下图
3.将仪表中存储的结果导入到PC，选择菜单Instrument，DatasetControl。
4.选择需要导入到PC的测试结果文件，在右侧PC中下拉栏选择结果保存的路径，选中需要导入的测试结果，点击“>>”按钮，将测试结果导入到PC。
5.打开文件，分析；选择菜单File，点击Open打开需要分析的结果文件。
6.分析结果，对比多次测试结果，如下例：
通过FSHView软件进行结果对比分析：
FSHView软件中打开某次测试结果（基准），再打开以后的测试结果，与基准进行对比，将鼠标移到后面的测试结果图中按住鼠标左键并将鼠标移到基准结果图中释放鼠标左键，此时软件自动生成对比结果图，如下：
基准
干扰后结果
对比图
4.2.安立频谱仪操作指导
4.2.1.测试基本工具
1.安立手持式频谱仪MS2721B基本的测试频率范围为9KHz～7100MHz，适用于CDMA应用的主要频段：
450M、800M及1900MHz，其应用于EVDO频段扫描和邻频干扰测试分析时的基本配置清单如下：
序号
测试工具清单
数量
备注
1
MS2721B主机
1
2
笔记本电脑或其他PC
1
存储测量数据和运行MasterSoftwareTools软件
3
数据电缆
1
方便连接天线进行测试
4
测试天线
1
1.全向天线：
用于扫频测试
2.定向天线：
用于干扰定位
5
衰减器
1
为仪表提供输入保护
6
U盘或CF卡
1
临时存储测试数据（MS2721B标配2GB容量U盘）
2.仪表外观如下图示：
3.仪表按键功能介绍
Shift+File（数字键7）：
与文件操作相关的功能，包括测量结果的保存、打印，以及各种文件操作
Shift+System（数字键8）：
系统菜单，包括系统状态测试、语言选择、网络地址设置等功能
Shift+Mode（数字键9）：
模式菜单，用于选择频谱分析模式或者干扰分析模式
Shift+Measure（数字键4）：
单键测量菜单，包括场强、占用带宽、信道功率、临道比、AM/FM解调，以及C/I测试
Shift+Trace（数字键5）：
与轨迹操作有关的功能菜单，包括轨迹的选择，轨迹的操作（最大保持、最小保持、平均等），另外还可以存储和调回曲线
Shift+Limit（数字键6）：
用于编辑和开/关限制线功能，并可以打开极限报警功能
Shift+Preset（数字键1）：
系统复位菜单
Shift+Calibrate（数字键2）：
在本仪表上不起作用
Shift+Sweep（数字键3）：
与频率扫描有关的功能，包括扫描时间的设置、扫描以及触发方式的选择，另外还有检波器模式的选择（正峰值、负峰值、均方根、样本）
一般可以用返回回到上一级菜单，用更多进入第二屏菜单，也可以直接按Back按键返回上一级菜单。
另外，要取消当前的操作或者设置，可以按最上方的Esc按键。
4.仪表工作模式选择
Shift+Mode（数字键9），然后通过拨轮或者上/下键选择频谱分析模式（SpectrumAnalyzer）或者CDMA2000以及EVDO分析模式等其他测试模式。
5.仪表复位操作
在某些情况下，由于仪表参数设置的冲突，有些功能可能不能正常工作，这时通过复位操作可以使仪表恢复正常状态，具体操作方法如下：
Shift+Preset（数字键1），然后选择预置，就可以恢复初始状态了。
如果需要恢复到出厂设置，则需要首先关机，然后按住Esc键开机，仪表就能够恢复初始设置，界面语言也会变成英文。
4.2.2.测试与分析软件
1.前台测试软件：
测试仪表内置
2.后台分析软件：
MasterSoftwareTools软件，软件版本：
主要功能：
强大的后台数据管理和数据分析软件。
4.2.3.现场测试操作步骤
4.2.3.1.频段扫描测试操作
在频谱分析模式下，基本的操作步骤可以概括为：
频率参数的设置（起始和终止频率、扫频宽度）、幅度参数的设置（参考电平、刻度、衰减、电平偏移、前置放大器、检波方式）、带宽参数的设置（RBW、VBW）、以及单键测量功能的设置。
下面分别进行具体介绍。
1.频率参数的设置
有两种设置方式：
中心频率+频率跨度的方式，或者起始频率+终止频率的方式。
按屏幕下方的频率按键，然后用右边的菜单选择中心频率和频率跨度，或者起始频率和终止频率。
另外，频率间隔指的是按上下箭头时频率的改变量，一般情况下用不到。
信号标准和Channel只在测量特定制式特定信道的信号时才有用，如果直接知道想要测试的频率范围，就不需要用到这两个功能。
以测量现网运行CDMA2000上行频段为例，将起始频率和终止频率分
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