5G NR TDD 網路干擾尋找：使用 Gated Trigger 分離上行鏈路訊號

概述：5G 時代的頻譜挑戰

隨著 5G 日益普及，保持頻譜純淨為網路營運商帶來了新的挑戰，無論是遊戲應用、電影快速下載，還是透過會議平台分享簡報，使用者都期望獲得高速資料傳輸、超低延遲和超高可靠性的體驗。頻譜效率最大化和成本競爭正在推動無線市場的發展。

然而，乾淨的頻譜是實現這一切的前提，在 5G NR (新無線電) 部署中，TDD (分時雙工) 技術成為提高頻譜利用率的關鍵，但也為現場工程師帶來了嚴峻的「干擾尋找 (Interference hunting)」難題，傳統的量測方法在 TDD 訊號面前常束手無策，特別是當干擾隱藏在強大的下行鏈路訊號中時。

TDD 技術的實作挑戰

當下行鏈路 (DL) 和上行鏈路 (UL) 依照 3GPP (第三代合作夥伴計畫) 的定義，在相同通道或感興趣的頻段內共享頻譜時，TDD 技術便開始運作；儘管 TDD 對無線通訊領域而言並非新技術，但其在 5G 中的實作方式產生了新的挑戰，特別是在使用傳統頻譜分析儀偵測干擾時。

此為 FDD 訊號（左）和 TDD 訊號（右）的典型配置示意圖。FDD 在不同頻率上平行傳輸 UL 和 DL，而 TDD 在同一頻率上交錯傳輸 UL 和 DL 時槽。

上行鏈路干擾的偵測難點

在通訊中，UL 訊號通常比 DL 訊號更容易受到干擾，在傳統的分頻雙工 (FDD) 網路中，由於 UL 和 DL 使用不同的頻率，工程師可以輕易地專注於分配給 UL 的頻率範圍，並使用頻譜分析儀或可攜式接收機來識別和定位干擾源。

然而，在 TDD 網路中，DL 和 UL 使用相同的頻率，這導致高功率的 DL 訊號會遮罩 (Mask) 住功率較低的 UL 訊號以及隱藏在其中的任何其他訊號，使得干擾偵測變得極為困難。

此圖顯示使用 R&S®Spectrum Rider FPH 在頻域中擷取的 5G NR TDD 訊號。此訊號擷取自複製的 N78 頻段，中心頻率為 3.5 GHz，頻寬為 100 MHz，子載波間距為 30 kHz。

Rohde & Schwarz 解決方案：閘控觸發 (Gated Trigger)

R&S®Spectrum Rider FPH 手持式頻譜分析儀搭配定向天線，展現了小型化設計與強大效能的結合，即使在複雜的 TDD 網路中也能協助工程師識別並定位干擾源。

Rohde & Schwarz 的手持式解決方案，例如 R&S®Spectrum Rider FPH 手持式頻譜分析儀，支援閘控觸發 (gated trigger) 功能，這項關鍵技術能讓使用者在時域 (time domain) 中精準分離 UL 和 DL 訊號；所捕獲的 5G NR (TDD) 訊號在同一頻段內不斷快速變化，這使得分離 UL 和 DL 成為一項挑戰。

運用 Gated Trigger 分離 TDD 訊號

在時域量測（即零展頻模式 (zero span mode)）下，UL 和 DL 的時槽 (slot) 可以被清晰地視覺化，使用者可以設定一個具有特定長度（Gate Length）和延遲（Gate Delay）的視窗，或稱為閘門 (gate)。

在此應用中，使用者將閘門精確配置在一個 UL 時槽內，儀器便只會量測閘門開啟期間的訊號，其結果就是，工程師能便捷地對 UL 訊號進行頻譜量測，有效排除了 DL 訊號的影響。

此為 R&S®Spectrum Rider FPH 進入零展頻模式（Span 0 Hz）的畫面，可清晰顯示 UL（上行鏈路）和 DL（下行鏈路）時槽，並設定 Gated Trigger 參數（如 Gate Delay 和 Gate Length），準備進行訊號分離。

此畫面顯示 R&S®Spectrum Rider FPH 成功啟用 Gated Trigger 後的頻譜圖，儀器僅顯示 UL 訊號，進而突顯了隱藏的干擾訊號（Interferer）和 DC 載波。

識別與定位干擾源

R&S®Spectrum Rider FPH 所支援的瀑布圖 (waterfall diagram)（或稱 Spectrogram）有助於識別干擾訊號的特性，其長達 999 小時的長時間記錄功能，對於捕捉難以捉摸的偶發性干擾源（sporadic interferers）來說非常實用，訊號可以在使用者設定的特定時間視窗內，或在觸發特定訊號限制（Signal limits）時進行記錄。

R&S®Spectrum Rider FPH 利用 Gated Trigger 功能分離 UL 和 DL 訊號，並透過光譜圖（Spectrogram，即瀑布圖的下半部）清晰識別出間歇性（intermittent）的干擾訊號（顯示為紅色條紋）。

此外，R&S®Spectrum Rider FPH 還具備音調 (tone) 功能，能顯著協助干擾尋找的過程。使用者可以搭配定向天線，透過聆聽儀器發出的音調來實體尋找訊號來源。干擾源的功率越高，儀器發出的聲音音調就越高，工程師可依此快速逼近干擾源位置。

結論

在 5G NR TDD 網路中尋找干擾，這項起初看似不可能的任務，現在透過 Rohde & Schwarz 的手持式解決方案（尤其是 Gated Trigger 功能）而變得輕而易舉。

推薦的分析儀與配件

R&S 提供了完整的手持式分析儀、天線與配件產品組合，包含 R&S®Spectrum Rider FPH、R&S®FSH、R&S®Cable Rider ZPH、R&S®ZVH，以及各式定向、全向天線與測試電纜。

R&S®Spectrum Rider FPH (手持式頻譜分析儀)

FPH 是執行 TDD 干擾尋找的理想工具，其關鍵特點包括：

• Gated Trigger（閘控觸發）： 專為 TDD 網路量身打造，可精準分離 UL 和 DL 訊號，是解決此應用的核心功能。

• 寬廣的頻率範圍： 最高可支援至 31 GHz，完整涵蓋 5G FR1 與 FR2 頻段。

• Spectrogram（光譜圖）與長時間記錄： 可有效追蹤並記錄偶發性干擾。

• 輕巧便攜與長效電池： 專為現場量測設計，具備運作穩定性。

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R&S®FSH (手持式頻譜分析儀)

FSH 是一款功能全面且堅固耐用的手持式頻譜分析儀，適用於各種現場應用：

• 出色的靈敏度： 有助於偵測低電平的干擾訊號。

• 干擾分析功能： 內建 Spectrogram 模式與強大的分析工具，適用於一般性的干擾尋找任務。

• 堅固耐用： 適合嚴苛的戶外測試環境。

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R&S®Cable Rider ZPH (手持式電纜與天線分析儀)

在排除干擾時，確認基礎設施的健康度同樣重要，ZPH 能協助工程師：

• 驗證纜線與天線系統： 可執行回波損耗 (return loss) 與 DTF (Distance-to-Fault) 量測。

• 排除實體層問題： 確保干擾不是由受損的纜線、進水的接頭或故障的天線所引起或加劇的。

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R&S®ZVH (手持式電纜與天線分析儀)

ZVH 是另一款高效的電纜與天線分析儀（最高支援 8 GHz），同樣是現場技術人員的可靠夥伴：

• 快速量測： 可快速完成纜線與天線系統的特性分析。

• 簡易操作： 協助現場人員快速驗證與排除實體層故障。

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