L'actualité PCB - Causes des interférences RF dans les systèmes de communications mobiles

De nos jours, les causes possibles des interférences RF sont de plus en plus nombreuses, certaines évidentes et faciles à suivre, d'autres très subtiles et difficiles à identifier. Bien qu'une conception minutieuse de la station de base puisse fournir une certaine protection, dans la plupart des cas, les signaux d'interférence ne peuvent être contrôlés qu'à la source. Cet article traite des différentes causes possibles d'interférences RF qui aideront les ingénieurs à mesurer, suivre et éliminer les sources d'interférences.

Les signaux RF (Radio Frequency Interference) peuvent causer de nombreux problèmes pour les communications mobiles dans la zone de couverture de la station de base de radiocommunication, tels que les coupures de téléphone, le bruit dans les connexions, la perte de canal et la mauvaise réception de la qualité de la parole. Les diverses causes possibles de perturbation augmentent à un rythme alarmant.

Les technologies de télécommunication sophistiquées d'aujourd'hui doivent coexister dans des environnements complexes avec les anciens systèmes de communication mobile, tels que les communications sans fil dédiées ou la messagerie, et la plupart de ces anciens systèmes continueront à être utilisés dans les années à venir. Dans le même temps, d'autres dispositifs RF sans fil, tels que la diffusion vidéo numérique et les réseaux locaux sans fil, produiront de nouveaux signaux susceptibles d'interrompre les services de communication. En raison des contraintes environnementales croissantes, de nombreuses nouvelles entreprises sont en concurrence pour occuper un nombre limité de sites cellulaires, ce qui permet aux tours de transmission de signaux cellulaires d'être remplies d'antennes. Alors que nous nous connectons de plus en plus via nos téléphones portables, que nous regardons des programmes multimédias et que nous effectuons des transactions sur Internet, et même que bientôt nos voitures, nos réfrigérateurs et nos fours utiliseront des signaux RF pour communiquer, le ciel de la communication deviendra de plus en plus encombré.

Causes des interférences RF

La plupart des perturbations sont involontaires et sont un sous - produit d'autres opérations normales. Les signaux d'interférence n'affectent que les récepteurs et même s'ils sont physiquement proches de l'émetteur, la transmission n'est pas affectée. Voici quelques - unes des sources courantes de distraction pour vous permettre de savoir par où commencer à pratiquer. Notez que la plupart des sources d'interférence proviennent de l'extérieur de la station de base, c'est - à - dire hors de votre contrôle direct.

- configuration incorrecte de l'émetteur

Un autre fournisseur de services envoie également un signal sur votre fréquence. Dans la plupart des cas, cela est dû à un dysfonctionnement ou à un réglage incorrect, et les fournisseurs de services d'émetteur en conflit seront plus désireux de corriger le problème pour rétablir leur service.

* transmetteurs sans licence

Dans ce cas, l'autre fournisseur de services démarre intentionnellement sur la même bande que vous, généralement parce qu'il n'a pas reçu de licence du tout. Il ne peut pas trouver le signal sur la bande, donc supposons que personne ne l'utilise et l'utilise sans autorisation. Les organismes gouvernementaux qui délivrent des licences aident souvent à chasser ces opérateurs non autorisés.

Chevauchement de couverture

Votre réseau ou un autre réseau couvre plusieurs canaux. Une inclinaison incorrecte de l'antenne, une puissance de transmission élevée ou des changements environnementaux peuvent entraîner un chevauchement des zones de couverture, par exemple lorsque quelqu'un coupe une forêt ou renverse un bâtiment, sinon il bloque le signal d'un autre emplacement.

Auto - modulation du signal

Lorsque deux ou plusieurs signaux sont mélangés, un nouveau signal de modulation est formé, mais il ne s'agit pas d'un signal souhaité. Une Intermodulation courante est un signal tertiaire, par example deux signaux espacés de 1 MHz produiront un nouveau signal à 1 MHz au - dessus du signal haute fréquence d'origine et à 1 MHz au - dessous du signal basse fréquence. Si les deux signaux d'origine étaient dans les bandes 800 et 801 MHz, les trois signaux apparaîtraient respectivement à 799 et 802 MHz.

Intermodulation avec un autre signal d'émetteur

Les interférences d'intermodulation peuvent également être causées par un ou plusieurs signaux radio externes alimentant le câble coaxial par l'intermédiaire d'une antenne, Dans lequel les signaux externes sont mélangés entre eux et les signaux de l'émetteur lui - même sont mélangés pour former un "nouveau" signal d'intermodulation fréquentielle qui ressemble à une bande de fréquences de communication (souvent indésirable).

Il est également possible que le signal d'interférence soit généré par deux signaux externes et que le signal de l'émetteur en conflit lui - même ne participe pas et ne soit mélangé qu'en utilisant le niveau non linéaire de l'émetteur. Dans ce cas, il n'y a aucun problème avec les deux signaux mélangés ensemble, l'auteur est l'émetteur.

Il est un peu difficile de résoudre ce problème, car il nécessite des modifications sur les émetteurs qui semblent fonctionner correctement. Un filtre à bande étroite est nécessaire pour atténuer autant que possible les signaux externes, ainsi qu'un isolant en ferrite pour permettre aux radiofréquences d'être transmises de l'émetteur à l'antenne et d'atténuer les signaux en retour de la ligne d'alimentation. Les propriétaires exigent généralement que tous les émetteurs installent de tels filtres et isolateurs sur des tours de transmission qui utilisent simultanément plusieurs fréquences différentes.

Les interactions causées par les murs / toits rouillés, etc.

L'émetteur n'est pas un terreau fertile pour les signaux d'intermodulation et les connexions non linéaires peuvent également être près d'un toit ou d'un mur en tôle blanche rouillée. Lorsque la puissance de transmission sans fil est élevée, la partie rouillée du toit fonctionnera comme une diode non linéaire. L'interaction des structures physiques est difficile à empêcher, car le vent peut presser ou séparer les pièces rouillées en fonction des conditions météorologiques, tandis que la pluie modifie les caractéristiques de la rouille. Les communications gravement touchées doivent être réparées ou remplacées pour rétablir une connexion de communication fiable.

- Intermodulation d'antennes ou de connecteurs

Parfois, même une légère corrosion du câble coaxial ou de l'antenne elle - même peut causer des problèmes, et bien que cela ne soit pas suffisant pour causer des pertes de signal ou des problèmes VSWR, la corrosion peut entraîner un accord mutuel délicat, comme une diode de mauvaise qualité. S'il y avait plusieurs émetteurs de forte puissance à proximité, l'Intermodulation résultante serait suffisamment forte pour interférer avec les faibles signaux de communication entre le téléphone cellulaire et la station de base. Ce qui est difficile à trouver, c'est que le desserrage des connecteurs dans le système d'antenne détruit l'oxydation et suspend temporairement le problème, vous devez donc passer plus de temps à documenter soigneusement quel connecteur est desserré ou serré et à le tester après chaque étape pour déterminer s'il est le coupable.

Le transmetteur est souvent surchargé

Tout signal de forte fréquence émis par un émetteur peut surcharger les systèmes voisins. La solution consiste à installer un filtre sur le câble d'antenne du récepteur afin que le signal désiré puisse passer et que le signal surchargé soit atténué.

Puissance du canal adjacent sur les émetteurs adjacents

À mesure que les fréquences attribuées deviennent de plus en plus encombrées, les services sans fil concurrents attribuent des fréquences plus proches, ce qui augmente le risque qu'une bande latérale de bruit d'un canal d'émission d'un système apparaisse ou empêche l'émergence d'un autre canal de réception adjacent. Si l'émetteur est conforme aux spécifications techniques, il est nécessaire de modifier le canal ou d'augmenter l'intervalle physique entre l'émetteur et le récepteur.

- harmoniques d'émetteur radio

Les sources de haute puissance, comme les stations commerciales, peuvent produire des harmoniques de signal de haute puissance, comme un émetteur de 5 MW, qui peut facilement générer des harmoniques de 5 W, suffisamment pour interférer avec les communications mobiles à proximité. Si l'émetteur est conforme à toutes les spécifications et réglementations gouvernementales, la solution peut être de migrer l'antenne de communication pour éviter le développement de l'émetteur, ou de redistribuer le schéma de fréquence de sorte que les stations de base de communication proches de l'émetteur en conflit utilisent des canaux qui ne sont pas affectés par leur énergie harmonique.

STL utilisateur principal

Avant l'avènement des systèmes cellulaires, les bandes 900 MHz et 1400 - 2200 MHz étaient généralement attribuées aux connexions Studio - émetteur (STL) des stations de radio. Le Gouvernement a réattribué ces fréquences aux opérateurs cellulaires, mais ils continuent généralement à opérer sur des fréquences sans conflit, sans restreindre les utilisateurs plus âgés. Ces émetteurs devraient passer à de nouvelles fréquences lorsque de nouveaux services cellulaires sont lancés dans ces bandes, mais certains nécessitent un « rappel».

- redresseur audio

Dans de rares cas, le Contrôleur de la station de base transmet encore l'entrée audio analogique à la sortie sans fil, ce qui peut être affecté par un signal fort provenant d'une station AM de diffusion ou d'ondes courtes à proximité. Le signal am peut entrer dans le circuit audio et est redressé pour mélanger le signal audio diffusé dans la conversation téléphonique. Un bon blindage autour de la partie audio connectée à la station de base devrait résoudre ce problème.

Comprendre les types de sources d'interférence

Les interférences peuvent être classées en fonction de leurs propres caractéristiques ou de leurs effets sur les communications entre les stations de base et les téléphones mobiles. La fréquence des conflits est un indicateur couramment utilisé pour montrer les sources et les résultats des perturbations.

- sources d'interférence d'overclocking

Il s'agit d'une perturbation majeure qui comprend un signal fort qui est proche et différent de la fréquence du récepteur et assez fort pour affecter l'entrée. Ces signaux sont généralement très proches de la fréquence attendue car le filtre d'entrée du récepteur filtre les autres signaux trop éloignés.

Regardons les deux effets sur le récepteur. L'un est le blocage de l'extrémité avant, qui résulte de l'entrée d'un signal fort dans le récepteur et de la saturation complète de l'étage (préamplificateur ou mélangeur) surchargé, ce qui rend le signal fort inacceptable. Un autre effet est un effet d'atténuation dans lequel un signal proche entre dans le récepteur et est détecté par l'AGC (Automatic Gain Control) ou le circuit limiteur est activé, entraînant une perte de gain. Le récepteur se comporte comme s'il n'était pas aussi sensible, de sorte que le signal faible est perdu et le rapport signal sur bruit du signal fort est réduit.

Source d'interférence dans la fréquence

Le deuxième type d'interférence est constitué de signaux de même fréquence (forte ou faible) que le signal de communication attendu et est généralement causé par:

Signal de téléphone cellulaire normal au - delà de la portée prévue

. Le transmetteur est défectueux ou mal configuré

- harmoniques de signaux provenant d'émetteurs normaux

Signaux d'interférence non intentionnelle émis par d'autres appareils électriques

Effet intra - fréquence provenant d'une source d'interférence overclockée

Une telle source est difficile à suivre et apparaît comme un signal en fréquence, mais il n'y a pas de source d'interférence notable, par example un signal d'intermodulation formé par mélange au sein d'un élément non linéaire de deux ou plusieurs signaux parfaitement normaux à sa propre fréquence.

- interférence intentionnelle

Les interférences intentionnelles désagréables se produisent généralement à l'intérieur de la fréquence du signal et se comportent plus comme des émetteurs mal configurés. Nous le classons séparément car il est souvent particulièrement insaisissable et nuisible.

Un exemple de brouillage intentionnel est une attaque à distance sur un système de transpondeur sans fil bidirectionnel quelque part dans les collines de la jungle. Le système reçoit initialement un signal très faible sur sa fréquence d'entrée (un décodage audio correct active le transpondeur) qui n'apparaît et reste en l'air que la nuit, désactivant le relais de temporisation du transpondeur et paralysant le système jusqu'à ce que le signal du matin disparaisse. La source d'interférence est particulièrement difficile à trouver car le signal est trop faible pour être détecté et n'émet que la nuit. Quand il a été découvert, la source d'interférence était un émetteur miniature avec un petit panneau solaire situé au Sommet d'un arbre près du mât de l'émetteur. L'émetteur est éteint pendant la journée et ses panneaux solaires l'utilisent pour recharger les batteries.

- harmoniques

Certains ci - dessus se réfèrent à un signal original relativement propre. En pratique, il existe également de fortes harmoniques de fréquence fondamentale dans le signal qui peuvent provoquer des perturbations. Par exemple, un émetteur de télévision VHF américain doit être équipé de filtres pour réduire ses harmoniques à au moins 60 dB de la porteuse principale. L'harmonique gênant est le troisième harmonique, car il est facilement généré par de petits éléments non linéaires dans l'émetteur. Un émetteur de signal de télévision de 5 MW fonctionnant à 621,25 MHz a une troisième harmonique de 1863,75 MHz, même si la troisième harmonique est inférieure à 5 W (après filtrage) à 60 dB! L'envoi de ces signaux de fréquence et de puissance depuis le ciel d'une ville peut facilement causer d'énormes dommages aux signaux de communications mobiles cellulaires à l'échelle de la ville.

Les signaux harmoniques ont une autre caractéristique qui les rend plus difficiles à identifier. Le processus de multiplication qui produit les harmoniques modifie le spectre en multipliant la largeur et la déviation par un facteur égal à la fréquence porteuse. Par exemple, à 157,54 MHz, un signal FM radio bidirectionnel a une largeur de 130 kHz avec une harmonique de 10e rang de 13 kHz et à 1575,4 MHz, seul un décalage de 5 kHz devient 50 kHz. Si l'émetteur partage une tour avec la station de base, ses harmoniques de 10e rang couvriront complètement le récepteur GPS, paralysant la station de base. Pour un émetteur FM de 100 W, une atténuation totale d'environ 195 dB est nécessaire pour éviter cette interférence, et une isolation de l'antenne et une réjection du filtre sont nécessaires pour ce faire.