学习时收集的10大效应及解决办法.doc

1、多径效应（multipatheffect）：电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。在实际的无线电波传播信道中(包括所有波段)，常有许多时延不同的传输路径。各条传播路径会随时间变化，参与干涉的各分量场之间的相互关系也就随时间而变化，由此引起合成波场的随机变化，从而形成总的接收场的衰落。因此，多径效应是衰落的重要成因。多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。 多径效应：多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间，其接收信号的强度，将由各直射波和反射波叠加合成。多径效应会引起信号衰落。各条路径的电长度会随时间而变化，故到达接收点的各分量场之间的相位关系也是随时间而变化的。这些分量场的随机干涉，形成总的接收场的衰落。各分量之间的相位关系对不同的频率是不同的。因此，它们的干涉效果也因频率而异，这种特性称为频率选择性。在宽带信号传输中，频率选择性可能表现明显，形成交调。与此相应，由于不同路径有不同时延，同一时刻发出的信号因分别沿着不同路径而在接收点前后散开，而窄脉冲信号则前后重叠。 多径效应描述多径时延特性可用时延谱或多径散布谱（即不同时延的信号分量平均功率构成的谱）来描述。与时延谱等价的是频率相关函数。实际上，人们只简单利用时延谱的某个特征量来表征。例如，用最大时延与最小时延的差，表征时延谱的尖锐度和信道容许传输带宽。这个值越小，信道容许传输频带越宽。 影响多径会导致信号的衰落和相移。瑞利衰落就是一种冲激响应幅度服从瑞利分布的多径信道的统计学模型。对于存在直射信号的多径信道，其统计学模型可以由莱斯衰落描述。 工作原理在电视信号传输中可以直观地看到多径对于通信质量的影响。通过较长的路径到达接收天线的信号分量比以较短路径到达天线的信号稍迟。因为电视电子枪扫描是由左到右，迟到的信号会在早到的信号形成的电视画面上叠加一个稍稍靠右的虚像。 基于类似的原因，单个目标会由于地形反射在雷达接收机上产生一个或多个虚像。这些虚像的运动方式与它们反射的实际物体相同，因此影响到雷达对目标的识别。为克服这一问题，雷达接收端需要将信号与附近的地形图相比对，将由反射产生的看上去在地面以下或者在一定高度以上的信号去除。 在数字无线通信系统中，多径效应产生的符号间干扰（intersymbolinterference，ISI）会影响到信号传输的质量。时域均衡、正交频分复用（OFDM）和Rake接收机都能用于对抗由多径产生的干扰。 、抵抗措施抗多径干扰主要有如下几个方面措施： （1）提高接收机的距离测量精度，如窄相关码跟踪环、相位测距、平滑伪距等； 多径效应（2）抗多径天线； 智能天线利用多个天线阵元的组合进行信号处理，自动调整发射和接收方向图，以针对不同的信号环境达到最优性能。智能天线是一种空分多址(SDMA)技术,主要包括两个方面：空域滤波和波达方向(DOA)估计。空域滤波(也称波束赋形)的主要思想是利用信号、干扰和噪声在空间的分布，运用线性滤波技术尽可能地抑制干扰和噪声，以获得尽可能好的信号估计。 智能天线通过自适应算法控制加权，自动调整天线的方向图，使它在干扰方向形成零陷，将干扰信号抵消，而在有用信号方向形成主波束，达到抑制干扰的目的。加权系数的自动调整就是波束的形成过程。智能天线波束成型大大降低了多用户干扰，同时也减少了小区间干扰。 （2）抗多径信号处理与自适应抵消技术等。 多址干扰是由于在多用户系统中采用传统单用户接收方案而造成的恶果。单用户接收机采用匹配滤波器作为相关判决的工具，并不考虑多址干扰的存在，每个用户的检测都不考虑其他用户的影响，是一种针对单用户检测的策略。一般说来，单个用户传输时不存在多址干扰，但在多用户环境中，当干扰用户数增加或者他们的发射功率增加时，多址干扰将不容忽视。因此多用户检测技术应允而生，其算法有最优检测算法和次优检测算法。 多径效应在CDMA系统中，多用户检测问题实际上就是从若干个随机变量线性组合后加噪声的观察值中提取出目标随机变量的过程。一般情况下，多用户接收机不仅需要知道所有用户的扩频信息而且还需随着系统的时变不断更新。此外，还需估计用户的幅值、相位以及定时信息用于接收端的检测，这样势必造成计算复杂度的增加。由于这一限制，多用户检测大都应用于基站一侧，若要将其应用于移动台一侧，一种实现方法是发送已知的训练序列自适应地将接收机参数调整到理想的工作状态。该方法有明显的弊病：当信道响应突变或者用户数目变化时，就必须重新发送训练序列，而频繁发送训练序列会造成频谱资源的极大浪费。鉴于以上原因，开发不需要所有用户的扩频信息，也不需要发送训练序列的盲多用户检测算法成为业界研究的新热点。以线性检测为例，线性盲多用户检测就是在不知道干扰用户扩频信息，也不需要训练序列的情况下求出权向量的过程。由于所有用户都以相同调制方式独立工作，可以假设各用户的信息码元及同一用户的不同码元之间都是独立同分布的，而幅度的差异可以反映在信道响应混合矩阵的系数中。 应用 多径效应影响多径效应不仅是衰落的经常性成因，而且是限制传输带宽或传输速率的根本因素之一。在短波通信中，为保证电路在多径传输中的最大时延与最小时延差不大于某个规定值，工作频率要求不低于电路最高可用频率的某个百分数。这个百分数称为多径缩减因子，是确定电路最低可用频率的重要依据之一。图中为多径缩减因子与路径长度的关系。对流层传播信道中的抗多径措施，通常有抑制地面反射、采用窄天线波束和分集接收等。 多径效应引起的衰落多径效应在不同条件会使传输信号发生平坦衰落、时间选择性衰落和频率选择性衰落，主要还是频率选择性衰落。 抗干扰措施假设信号码元长度为T，第i条传输路径的信号时延与信号平均时延这差为t,则二者的不同组合可产生三种不同的衰落现象。 1当信号码元长度T较小，且tT时，将引起“平坦衰落”； 2当信号码元长度T较长，且tT时，将引起“时间选择性衰落”； 3当信号码元长度T比较小，而t比较大，且不满足tT，将引起“频率选择性衰落”（这是时间扩散在频域中的反映）。因为多径合成波形有可能落在后续码元时间间隔内，引起码间干扰，因此，频率选择性衰落对于高速数据传输危害最大。2、记忆效应：记忆效应多发生在基站分布较密集，移动台快速行使的情况下，如城市的高架道路、城市的轻轨以及磁悬浮列车路线等。3I,F;q%FV$y-G8u产生条件：某一基站A存在两个同频不同BSIC的邻区关系B和C。移动台从B站附近经过，邻区表中已解出B小区的BSIC，过后，以动态快速行使至A小区覆盖区域，并切换到A小区，此后，移动台在快速行使至C小区主覆盖区域，此时，C小区的电平很强，已达到切换条件，基站下发切换命令，但造成切换失败。产生原因：在通信过程中，移动台为了和其邻小区建立起预同步切换关系就必须要根据服务小区下行SACCH携带系统消息的指示去收听其邻小区的BCCH信道，BCCH信道携带着小区的同步和频率校正信道，移动台验证它接收的信道确实是BCCH的一种办法就是确认这个频率是否携带着FCCH。预同步要求移动台不仅要对其邻小区的FCCH解码而且要对带有TDMA帧号和BSIC号的SCH来解码。就移动台而言它只有通过TCH26复帧的空闲帧才有足够的时间来解译其邻小区BCCH信的信息。在数据交换过程中，移动台可以在接收结束和发送开始这个时间间隔（约1ms）来测量本小区的接收电平和质量，但没有足够时间来测量邻小区的电平；但在移动台发送结束和接收开始这个时间间隔（约2ms）内，它不仅可以用来测量本小区的接收电平和信号质量，还可以测量邻小区的电平，但还是没有时间来寻找邻小区的FCCH并解码SCH；在TCH26复帧结构中总有一个空闲帧，移动台可以利用这个空闲帧所带来的长间隔（约6ms），来进行FCCH和SCH的解码。但这个空闲帧并不一定正好对应上邻小区的FCCH信道。这里就是26和51两个数的算术特性介入的地方，因为这两个数没有公因子，两个周期随时间推移而循环，可使空闲帧肯定能在11个循环周期内与FCCH对准。在通话过程中，手机没有足够的时间取得同邻小区的同步，根据GSM规范，当某一频点消失后，手机内存中会保存该频点以及BSIC大概10秒钟，当再次出现该频点时，在没有解出BSIC之前，将以前存在内存中的该频点的BSIC码，作为当前的BSIC码。解决措施：主要是修改BCCH的频点。在高速路段尽量拉开同BCCH小区的间距，使移动台不断刷新储存的BCCH和BSIC的对应关系，减少“记忆效应”的发生。3、飞地效应：当基站覆盖在大型水面或多山地区等特殊地形时，由于水面或山峰的反射，使基站在原覆盖范围不变的基础上，在很远处出现飞地，而与之有切换关系的相邻基站 却因地形的阻挡覆盖不到，这样就造成飞地与相邻基站之间没有切换关系，飞地因此成为一个孤岛，当手机占用上飞地覆盖区的信号时，很容易因没有 切换关系而引起掉话。4、远近效应远近效应(near-far effect) 由于手机用户在一个小区内是随机分布的，而且是经常变化的，同一手机用户可能有时处在小区的边缘，有时靠近基站。如果手机的发射功率按照最大通信距离设计，则当手机靠近基站时，功率必定有过剩，而且形成有害的电磁辐射。解决办法解决这个问题的方法是根据通信距离的不同，实时地调整手机的发射功率，即功率控制。 功率控制的原则是，当信道的传播条件突然变好时，功率控制单元应在几微妙内快速响应，以防止信号突然增强而对其他用户产生附加干扰；相反当传播条件突然变坏时，功率调整的速度可以相对慢一些。也就是说，宁愿单个用户的信号质量短时间恶化，也要防止对其他众多用户都产生较大的背景干扰。 远近效应是CDMA所独有的，GSM无此效应。 所谓远近效应，就是指当基站同时接收两个距离不同的移动台发来的信号时，由于两个移动台功率相同，则距离基站近的移动台将对另一移动台信号产生严重的干扰。 内环功控有效得解决了远近效应的问题5、孤岛效应服务小区由于各种原因（无线传输环境太好、基站位置过高或天线的倾角较小），导致覆盖太大以至于将邻小区覆盖在内，造成在某些小区的覆盖范围出现一片孤独区域（所谓的伞状覆盖），此孤独区域在地理上没有邻区，类似于“孤岛”。如果移动台在此区域移动，由于没有邻区，移动台无法切换到其他的小区导致掉话发生。 “孤岛效应”多出现在网络扩容后。随着新基站的割接入网，需对原来的小区覆盖范围作调整，但小区覆盖范围收缩太快会造成2个小区切换带上覆盖不好，反之，容易形成“孤岛效应”。如何判断越区覆盖？在测试中判断越区覆盖，主要从以下几个途径：)|2Q%_ ZM5v&1、看服务小区：在测试地点，MS占用附近基站以外的基站的信号。即MS和服务基站之间另有基站相隔。可以判断服务小区存在越区覆盖。2、看邻小区：如果发现邻小区中存在附近基站/小区之外的小区，且电平和附近小区的电平相当或更高。可以判断该邻小区存在越区覆盖。MSCBSC 移动通信论1、增大天线倾角（推荐2、降功率。要慎重，有可能造成该小区主力覆盖方向的室内覆盖不好！3、对于全向站而言，天线倾角无法更改，添加切换关系，适当降一点功率；更改频点等。 通常解决此类问题的手段可通过大量的DT测试发现问题，一般可减少小区的覆盖范围以及增加邻区列表。 用冗余相邻关系消除“孤岛”，减少掉话。 无线优化主要解决掉话、频率干扰、切换问题与及网络拥塞，在这里谈谈用冗余相邻关系降低掉话的方法。造成掉话的原因有很多，如带内带外的频率干扰，切换关系的漏定错定，硬件故障，覆盖不够而导致弱信号掉话，用户手机掉电等。这其中很多问题已经有同行们做过探讨。在这里想谈谈在切换关系定义方面来解决掉话的方法。 由于我们的网络覆盖已经相对较好，开通跳频后，频率间干扰也比以前小了很多。在实际工作中常常发现很多掉话是因为切换关系造成的，如下例子： 在一般情况下，B基站的CELL3只定义A基站的CELL1、CELL2为相邻小区，在CDD中一般也是这样定义，我们常常人为的认为B基站的CELL3只会跟A基站的CELL1和CELL2有切换。但在实际路测中常常发现B基站的信号会越过A基站而跑到A基站的CELL3覆盖区，在局部形成其信号强度高于A站CELL3且成为最强小区的情况，即常见的“孤岛效应”。尤其是在基站密集的地方，会有很多重复覆盖，形成许多“小孤岛”（如图中的小圆圈）。由于这些孤岛面积较小，而且随着无线环境的变化而变化，如果路测中按照固定路线一直走下去的话，往往很难发现它们的存在。只有恰好处在这些小孤岛中一段时间，手机重选上B小区CELL3，此时你拨打电话并移动时，一般都会因没有更好的相邻小区而导致掉话。另一方面，若还有一基站C，A基站位于B、C之间，则当A站拥塞或被闭塞时，从B：CELL3到C基站将没有直接的切换关系。相应的，从B基站向C基站移动的用户将可能因为无法找到较好的小区切换或仍然切到一个较差的小区而最终掉话。由于这些“小孤岛”有较强的隐蔽性，致使我们常常忽视它。在指标上也常常难以反映出来。 常用的解决办法有给天线增加倾角，降低发射功率或用TALIM参数限制小区的最大覆盖范围，但这些办法都有其弊端。在实际工作中我们常常采用加定冗余单向切换关系的办法来加以解决，比如在上面的例子中，可以加定B：CELL3到A：CELL3或C：CELL1、CELL2的单向切换关系，甚至加定B：CELL3到C的三个小区的单向切换关系。不过，由于现在的频率复用度很高，可能会出现A：CELL3与C：CELL3 BCCHNO相同的情况，此时加定切换关系还需要更换其中一个小区的BCCHNO，避免相邻小区BCCHNO相同。6、波导效应在电波传播测试的时候，一般是在街道上测试的，对于街道来说存在着“街道效应”，即“波导效应”。 波长越短的无线电波，当遇到在物体时，在其表面发生镜面反射的可能也越大。当信号在两侧是规则楼房的街道中传播时，便是以反射方式进行，我们称之为“波导效应”。当手机收到强弱不同和接到达手机时间不同的信号会有什么效果，可能会掉话也有可能出现通话质量差，就像光波一样，有直射的信号也有反射和折射的信号被手机检测到。波导效应在城市环境中存在，由于街道两旁有高大的建筑物，结果使得沿传播方向的街道上信号增强，垂直于传播方向的街道上信号减弱，两者相差达10dB以上，这种现象在离基站距离越远，减弱程度就越小，隧道覆盖会存在波导效应，微波传输也会存在波导效应，波导效应衰落的比较快产生的原因：当信号源发射来的电波信号的传播方向和测量点所处街道的走向间的夹角很小的时候，接收信号的强度与普通的情况下相比会有很明显的加强，使得平行于传播方向的信号强度比垂直与传播方向的信号强度高出10dB左右。7、拐角效应当移动台沿着一个拐角移动时，移动台的接收信号电平发生变化。在拐角后面如果有一个新的基站，移动台接收到的信号强度就会上升得非常快。如果移动台不能足够快地获得新基站，那么增加的干扰就会导致掉话。另一方面，如果新基站不能调节移动台的功率，高的移动台发射功率会闭塞新小区内的所有用户。拐角效应主要表现在原小区信号快速下降，目标小区信号很快上升，导致手机收不到活动集更新而导致掉话的情况。解决办法：解决拐角效应的方法比较多，此处对不同的方法和相应的优劣说明。1.针对小区配置1a事件参数，使得切换更容易触发。比如，降低触发时间为200ms，减小滞；一般情况需要针对小区进行配置，这个参数的更改会导致该小区和其他小区（没有拐角效应的小区）的切换也更容易发生，可能会造成过多的乒乓切换。2.配制拐角效应产生的两个小区之间的CIO，使目标小区更容易加入。由于CIO只影响两个小区之间的切换行为，影响面相对较小，但CIO会对切换去产生影响，这种配置可能导致切换比例的增加。3.调整天线，使得目标小区的天线覆盖能够越过拐角，在拐角之前就能发生切换，或者使当前小区的天线覆盖越过拐角，从而避免拐角带来的信号快速变化过程，来降低掉话；在实际的实施过程中，由于天线工程参数的调整以及是否能越过拐角的判断过多的依赖于经验，使得这个方法的实施存在一定困难。8、乒乓效应移动通信系统中，如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化，手机就会在两个基站间来回切换，产生所谓的“乒乓效应” 移动通信系统中，如果在一定区域里两基站信号强度剧烈变化,手机就会在两个基站间来回切换,产生所谓的乒乓效应。解决措施： 1、调整两个小区的切换门限2、控制其中一个小区的覆盖（调整接入参数、调整天馈、降低功率等），保证该区域有主覆盖小区3、防止“乒乓切换”的办法是：迟滞在基站下载的参数文件中有两个参数需要我们注意，即“ 再呼叫型区间切换处理电平”(参考值：23dB)和“再呼叫型区间切换区域的选择电平”(参考值：32dB)。这两个参数表示在通话时，当手机接收到原基站的信号强度降到23dB时，手机发起申请，要求做基站间的切换（Handover）,即切换到下一个基站上通话。但下一个基站信号必须在32dB以上，手机才能真正切换过去，否则只能在原基站上通话。之所以这两个参数间有9dB的差值，目的是防止“乒乓效应”。为说明这个问题，我们假设这两个电平值接近，比如都为23dB。此时，手机虽然可以很容易地切换到下一个基站上去，但是由于移动通信的信号有不稳定的特点，很可能刚切换过来的基站的信号又变弱，手机又开始往回切换，从而造成“乒乓效应”。这两个值相差越大，“乒乓效应”发生的可能性就越小。但太大又可能造成手机在合适的时候无法使用下一基站通话。一般情况下，我们都采用上面给出的参考值；一些特殊环境也可考虑改变这些参数。上面我们讨论的是由手机发起切换申请的情形，另外还有由基站发起申请的情形，即当基站接收手机的信号弱到一定程度（6dB），由基站通知手机做切换，如果此时手机能找到一个信号强的基站(32dB以上)，则切换到该基站上通话。造成“乒乓效应”有两种可能，一是通信信号很不稳定，二是两参数值间隔太小。 MSCBSC 移动通信论坛.S!R6&r1O5r-V,X有这样一个例子，某一高层楼房，外面采用日立大功率基站定向覆盖，楼内采用20mW京 瓷基站覆盖。在楼房内的办公室中，当客户通话过程中如果转动身体，则手机便做频繁的切换，甚至无法通话。这是因为，开始时假如用户使用外面的基站进行通 话，手机的上行信号能够经过窗口（较强）和透过墙壁（较弱）到达基站。当转动身体时，手机通过窗口的信号减弱，造成外面基站几乎收不到手机的信号，于是基 站申请要手机做切换，以使用周围的比如室内基站。当用户再转动身体时，室内基站信号又变弱，室外基站信号变强，手机又往回切，造成“乒乓效应”。这里的情况主要是由于外面基站采用定向天线的天线阵阵元数目太少（基站侧的另两根全向接收天线对手机的上行信号几乎不起任何作用，因为它们在该用户方向上的接收增益非常微弱），造成下行信号在室内和上行信号在基站侧的多径衰落深度加大，信号不稳定。对于室内20mW基站，其信号强度本身就弱，并且它的天线也为简单阵元结构，本身消除多径效应的能力也很弱。所以，用户所处环境多径衰落非常明显，信号在空间上（手机侧）和时间上（基站侧）很不稳定。 要解决这个问题，须将两个定向天线同时覆盖该楼房，并将另外两根全向接收天线也换成定向天线，以接收来自大楼方向的手机信号；还可以适当调高周围相关基站的两个切换参数间的差值。或者将日立基站换作京瓷基站（因京瓷基站4根天线均为发射和接收天线，可以更好的减小多径衰落；但此时基站会由于采用了定向天线，其自适应功能而被浪费掉）。在满足话务覆盖的情况下，室内的20mW基站也可以不用安装。9、多普勒效应多普勒效应是为纪念奥地利及数学家克里斯琴约翰多普勒（Christian Johann Doppler）而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为：物体辐射的因为光源和观测者的相对运动而产生变化。 多普勒频移，当运动在波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低。波源的速度越高，所产生的效应越大。根据光波红（蓝）移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。多普勒效应，理论计算，在400Km的移动速度下，可能发生的最大频偏是667Hz，但对于GSM200kHz的带宽内，虽然有一定的影响，但并不影响接收机正确的解调，只是会稍微降低接收的灵敏度；如果说一定要减小多普勒频移，关键点是降低相对移动速度，注意，是指相对基站小区的移动速度，而不是MS的绝对移动速度，那么有办法降低嘛？显然有办法 的，比如对一条道理覆盖来说，尽量让基站的设置离道路远一些，使得基站到MS的连线与道路有一个比较大的夹角，这样，即使MS跑得再快，相对移动速度还是 快不到哪去。画一个三角形就很容易理解了！（但注意，如果基站的设置离道路较远，则很难保证在那种高速干道上，一个小区尽可能覆盖远一些的距离，所以，如果为了克服多普勒效应，而牺牲覆盖距离，似乎得不偿失）以上建议，仅供参考！10、呼吸效应在CDMA系统中，当一个小区内的干扰信号很强时，基站的实际有效覆盖面积就会缩小；当一个小区的干扰信号很弱时，基站的实际有效覆盖面积就会增大。简言之，呼吸效应表现为覆盖半径随用户数目的增加而收缩。导致呼吸效应的主要原因是CDMA系统是一个自干扰系统，用户增加导致干扰增加而影响覆盖。 CDMA网络与GSM网络的不同之处在于由于不再把信道和用户分开考虑，也就没有了传统的覆盖和容量之间的区别。一个小区的业务量越大，小区面积就越小。因为 在CDMA网络中业务量增多就意味着干扰的增大。这种小区面积动态变化的效应称为小区呼吸。可以通过形象的例子加以说明，在一个房间中有许多客人，同时讲 话的人愈多就愈难听清对话方的声音。如果开始您还能同位于房间另一头的熟人进行交谈，那么当房间内的嘈杂声达到一定程度时您就根本无法听明白对方的话。这说明谈话区的小区半径缩小了。小区覆盖范围随区内业务强度而 变化的现象就是所谓的“呼吸效应”。