无线环境下的噪声与干扰
3-移动通信的噪声和干扰
作业
1、移动通信系统中主要干扰有哪些？
2、互调产物产生的原因是什么？ 3、减小发射机和接收机互调干扰的措施是什么？ 4、已知发射机T1T2输出功率为10W,发射机互调转效损耗为15dB， 已知单向器正向损耗（插入损耗）为1dB，反向隔离度为20dB， 混合电器正向损耗为3dB,隔离度为25dB，试求到达天线上的互调 产物的功率（dBw）。 5、给出一组工作频率：150.050MHz，150.275MHz，150.350MHz， 150.375MHz，150.525MHz，150.950MHz，试判断这组频率是否有 3阶互调分量落入有用频道之内？给出判断的方法。
3.1噪声和干扰的基本概念
噪声的来源及分类：
噪声是指使通信质量受到损害的，且与所传输的信号无关 的各种形式的寄生干扰的总称。
大气 噪声 自然 噪声 外部 噪声 人为 噪声 噪声 热噪 声 内部 噪声 散弹 噪声 电源 噪声 宇宙 噪声 热噪 声
3.1噪声和干扰的基本概念
噪声的来源及分类：
依据特征不同，噪声可分为单频噪声，脉冲噪声和起伏噪声三种。
耦合损耗Lc：发射机1的输出功率与进入发射机2的输出端的功率之 比，分用天线时垂直分离隔离度较大。一般大于30dB
互调转换损耗Li：在发射机2输出端上，来自发射机1的功率与来自 发射机 2 的信号产生的互调产物的功率之比，一般为 5~20dB ，典型值 为15dB，且与频距有关。
传输损耗Lp：发射机2输出端到被干扰接收机输入端间互调干扰信 号的传输损耗。
3.4互调干扰
1、互调干扰的产生原因
互调干扰：当两个或多个不同频率的信号同时输入到非线性电路时，
由于非线性的作用，会产生许多谐波和组合频率分量（互调产物），当
无线通信中的信号增强与恢复技术研究与分析
无线通信中的信号增强与恢复技术研究与分析在当今数字化和信息化的时代，无线通信已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
从手机通话、无线网络连接到卫星通信，无线通信技术的应用无处不在。
然而，在无线通信的过程中，信号往往会受到各种因素的干扰和削弱，导致通信质量下降。
为了解决这一问题，信号增强与恢复技术应运而生。
这些技术的研究和发展对于提高无线通信的可靠性、稳定性和效率具有重要意义。
一、无线通信中信号面临的挑战在无线通信中，信号在传输过程中会经历多种损耗和干扰。
首先是路径损耗，信号在传播过程中会随着距离的增加而逐渐减弱。
其次是阴影衰落，由建筑物、山脉等障碍物阻挡信号传播路径导致。
此外，多径衰落也是一个常见问题，信号通过多条不同的路径到达接收端，导致不同路径的信号相互干扰和叠加。
同时，无线通信还面临着噪声干扰的问题。
环境中的电磁噪声、设备内部的热噪声等都会影响信号的质量。
这些干扰和损耗使得接收端接收到的信号变得微弱和失真，严重影响通信的效果。
二、信号增强技术（一）天线技术天线是无线通信系统中用于发送和接收信号的关键组件。
通过采用高增益天线、智能天线和多输入多输出（MIMO）天线技术，可以有效地增强信号的强度和方向性。
高增益天线能够集中信号能量，增加传输距离；智能天线可以根据信号的来源和方向动态调整波束，提高信号接收质量；MIMO 天线技术则通过多个天线同时发送和接收多个数据流，显著提高系统的容量和性能。
（二）功率控制技术功率控制是通过调整发射端的功率来优化信号传输。
在保证通信质量的前提下，适当降低发射功率可以减少对其他用户的干扰，提高频谱利用率；而在信号较弱的情况下，增加发射功率可以增强接收端的信号强度。
（三）分集技术分集技术是利用多个独立的信号副本进行合并处理，以降低衰落的影响。
常见的分集技术包括空间分集、频率分集和时间分集。
空间分集通过多个天线接收不同路径的信号；频率分集利用不同的频率传输相同的信息；时间分集则在不同的时间发送重复的信息。
噪声对无线信号传输距离的影响
噪声对无线信号传输距离的影响一、噪声的基本概念与分类噪声是无线通信系统中不可避免的现象，它对信号的传输质量有着重要的影响。
在无线通信领域，噪声主要分为两类：外部噪声和内部噪声。
外部噪声主要来源于自然界和人为因素，如雷电、太阳活动、电气设备等产生的电磁干扰。
内部噪声则主要指通信设备自身在工作过程中产生的噪声，包括热噪声、散粒噪声等。
1.1 外部噪声外部噪声是无线通信系统中最常见的干扰源之一。
它可能来自于自然界的雷电、太阳活动等自然现象，也可能来自于人为的电气设备、无线通信设备等。
这些噪声源产生的电磁波会通过空间传播，对无线信号的传输造成干扰。
1.2 内部噪声内部噪声是指无线通信设备在正常工作过程中产生的噪声。
热噪声是由于电子器件中的电子热运动产生的，而散粒噪声则是由于电子器件中的载流子的随机运动产生的。
这些噪声虽然在设备内部产生，但同样会对信号的传输质量造成影响。
二、噪声对无线信号传输距离的影响无线信号在传输过程中，会受到各种噪声的干扰，从而影响信号的传输距离和质量。
噪声对无线信号传输距离的影响主要体现在以下几个方面：2.1 信号与噪声比（SNR）的降低信号与噪声比是衡量无线通信系统性能的重要指标之一。
当噪声水平升高时，信号与噪声比会降低，导致接收端难以从噪声中分辨出有用的信号，从而影响信号的传输距离。
2.2 信道容量的减少信道容量是指在给定的信道条件下，能够无误传输的最大数据速率。
噪声的存在会降低信道容量，从而限制了信号的传输速率和距离。
2.3 误码率的增加误码率是指在信号传输过程中，接收到的错误比特数与总比特数的比率。
噪声会导致信号失真，增加误码率，从而影响信号的传输质量。
2.4 多径效应的加剧多径效应是指无线信号在传播过程中，由于反射、折射、散射等作用，形成多个信号路径到达接收端的现象。
噪声的存在会加剧多径效应，导致信号的叠加和干涉，影响信号的传输距离。
三、降低噪声影响的策略与技术为了降低噪声对无线信号传输距离的影响，可以采取以下一些策略和技术：3.1 提高信号功率提高发射端的信号功率可以增加信号与噪声比，从而提高信号的传输距离。
噪声调频干扰原理
噪声调频干扰原理噪声调频干扰是指在无线通信中，由于外部环境或其他无线设备的干扰，导致接收到的信号中混入了噪声，从而影响了信号的质量和可靠性。
在本文中，我将详细介绍噪声调频干扰的原理和影响，并探讨如何应对和减小这种干扰。
我们需要了解噪声调频干扰的产生原因。
噪声调频干扰主要来自两个方面：外部环境和其他无线设备。
外部环境的因素包括电力设备、天气、建筑物等。
这些因素会产生电磁波辐射，进而干扰到无线信号的传输。
而其他无线设备，则是指其他无线通信设备在相同频段上工作，导致相互之间的干扰。
噪声调频干扰的影响主要体现在信号质量和可靠性上。
由于干扰信号的存在，接收到的信号质量会下降，表现为信噪比降低、误码率增加等。
当信号质量下降到一定程度时，通信系统可能无法正常工作，导致通信中断或数据传输错误。
这对于一些对通信质量要求较高的应用场景，如无人机、智能网联汽车等，将带来严重的影响。
为了应对和减小噪声调频干扰，我们可以采取一系列的技术手段。
首先是频谱管理。
通过合理规划和分配频谱资源，避免不同设备在相同频段上工作，减少干扰的可能性。
其次是信号处理技术。
通过采用前向纠错编码、自适应调制等技术，提高信道容量和抗干扰能力，减小噪声调频干扰对信号的影响。
此外，还可以采用空分复用、波束成形等技术，通过空间域的优化来减小干扰。
除了技术手段，我们还可以从硬件设计和系统部署上着手，来减小噪声调频干扰。
在硬件设计上，可以采用抗干扰设计，增加抗干扰电路的布局和电磁屏蔽措施，提高设备的抗干扰能力。
在系统部署上，可以选择合适的通信频段、避免干扰源的靠近，以减小干扰的可能性。
对于一些对通信质量要求极高的应用场景，如军事通信、航空导航等，还可以采用加密技术来保证通信的安全性和可靠性。
通过加密算法和身份认证等技术手段，可以有效防止噪声调频干扰对通信数据的窃听和篡改。
噪声调频干扰是无线通信中不可忽视的问题。
它会对信号的质量和可靠性造成严重影响，给通信系统的正常运行带来威胁。
112. 如何解决无线通信中的噪声干扰？
112. 如何解决无线通信中的噪声干扰？112、如何解决无线通信中的噪声干扰？在当今高度依赖无线通信的时代，从手机通话到无线网络连接，从卫星通信到物联网设备的交互，无线通信无处不在。
然而，噪声干扰却始终是影响无线通信质量和可靠性的一个关键问题。
噪声干扰可能导致信号失真、数据丢失、通信中断等一系列不良后果，严重影响了我们的通信体验和工作效率。
那么，我们应该如何解决无线通信中的噪声干扰呢？要理解如何解决噪声干扰，首先得明白噪声干扰是怎么产生的。
无线通信中的噪声来源多种多样。
自然环境中的电磁干扰，比如雷电、太阳活动等，都可能产生强烈的电磁波，对无线通信信号造成干扰。
此外，各种电子设备，如微波炉、电吹风、甚至相邻的无线设备等，在工作时也会释放出电磁辐射，形成噪声。
城市中的建筑物、山脉等障碍物会导致信号反射和散射，从而产生多径传播，这也会引入噪声。
针对这些噪声来源，我们有多种解决方法。
一种常见且有效的方法是优化天线设计。
天线作为无线信号的收发装置，其性能直接影响到通信质量。
选择合适类型和参数的天线，可以提高信号的接收和发送能力，增强对噪声的抵抗能力。
例如，定向天线能够将信号集中在特定方向上，减少来自其他方向的噪声干扰。
另外，通过采用多天线技术，如 MIMO（多输入多输出）系统，可以利用多个天线同时传输和接收信号，通过信号处理技术来抑制噪声和提高信道容量。
信号处理技术也是解决噪声干扰的重要手段。
其中，滤波技术是一种常用的方法。
通过设计合适的滤波器，可以将噪声所在的频率范围过滤掉，只保留有用的信号频段。
例如，低通滤波器可以去除高频噪声，高通滤波器则可以去除低频噪声。
均衡技术也是一种重要的信号处理方法，它可以补偿由于多径传播等原因导致的信号失真，从而减少噪声的影响。
编码和调制技术的改进也能在一定程度上解决噪声干扰问题。
采用更先进的编码方式，如纠错编码，可以在接收端检测和纠正由于噪声导致的传输错误。
调制方式的选择也很关键，一些抗干扰能力强的调制方式，如正交频分复用（OFDM），能够将宽带信号分成多个窄带子载波，从而降低了由于频率选择性衰落引起的噪声影响。
无线噪声和干扰
衰落
（差）2 烦人噪声
（劣）1 话音不可懂
S/N（dB）20源自304050
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第7.1节、噪声
发射机的噪声及寄生辐射 除了接收机的内部噪声以外，发射机产生的噪声及寄生辐射也会直接 影响到通信质量，尤其是在移动通信系统中，大量移动台发射的含有噪声 的信号势必造成相互之间的干扰，因此必须严格控制发射机产生的噪声及 各种寄生辐射。 发射机的相位噪声：发射机工作时，会存在以载频为中心、分布频率 范围相当宽的噪声，这种噪声称为发射机的相位噪声。它不仅在相邻 的频道内形成干扰．而且会在几MHz的频带内产生影响。 发射机的寄生辐射：目前使用的移动台，为获得较高的频率稳定度， 大多采用晶体振荡器或温补晶体振荡器，然后通过多级倍频器倍频到 所需载频。如果各级倍频器的滤波特性不良，在发射机的输出端便会 产生寄生辐射波，它会干扰正好工作在寄生频率附近的接收机。
邻频干扰是一种来自相邻或相近的频率的干扰，相近频率可以是相 隔一个或几个载频或信道。邻频干扰主要有两个方面：一是由于工作频带 相邻的若干信道的寄生边带功率、宽带噪声、杂散辐射等产生的干扰；二 是移动通信网内一组空间离散的邻近工作信道引入的干扰。
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第7.3节、邻频干扰
邻频干扰的主要原因： 发信机的边带扩展：发信机边带扩展是指发射信号的频谱超出 了限定的宽度，落到了相邻频道内成为带外辐射干扰。边带扩 展辐射跟系统设计参数及调制器和功率放大器的非线性有关， 主要决定于发信机信道滤波器的带外抑制能力。 发信机的边带噪声：发信机边带噪声存在于发射信号载频的两 侧，而且噪声频谱很宽，可能在几MHz范围内对接收机产生干 扰，成为邻频干扰的一个主要来源。 发信机的杂散辐射：发信机的杂散辐射指的是在有用带宽以外 的某些频率点上的寄生辐射，它包括发信机内部频率源的寄生 辐射和谐波辐射等。非线性器件是产生杂散辐射的重要原因。
无线电通讯干扰问题及其处理策略
无线电通讯干扰问题及其处理策略随着现代科技的发展，无线电通讯在我们的生活中越来越重要，但同时也伴随着一系列的问题，其中最常见的就是无线电通讯干扰问题。
无线电通讯干扰指的是在通讯过程中，由于外界发射源信号的干扰，导致接收信号出现明显的变化，甚至无法正常接收，而造成的通讯不能正常进行的现象。
无线电通讯干扰的表现有以下几种：1.噪声干扰：在接收信号过程中，有时会出现杂音或其他不相关的信号，导致接收信号的质量变差，难以辨认正常信号。
2.严重衰减干扰：在区域内出现其他无线电发射器的干扰信号，造成接收信号强度较小或完全没能接收到信号。
3.交叉干扰：在频率比较接近的无线电设备之间分别发射信号，使得接收到的信号交叉干扰，造成通讯质量变差。
4.多径效应干扰：当信号在传输过程中途遇到建筑物或者其他的障碍物时，有部分信号先到达接收机，另一部分信号则比较迟到达，由此产生干扰。
1.提高通讯设备的质量和技术水平：这是根本的解决办法，提高设备的质量和技术能力可以使得设备在抵御外界干扰时更加稳定。
2.适当调整频率：对于没有规律的噪声干扰，可以通过适当的改变调制方式或者调整中心频率来改善接收信号的质量。
3.降低功率：在频带较窄的情况下，混合信号会较关注于发射功率，而不是频率选择性，降低发射功率有助于改善通讯的干扰问题。
4.使用滤波器：滤波器通常有红外滤波器、紫外滤波器、声波滤波器、光波滤波器、微波滤波器、无线电滤波器等，其中最常用的是无线电滤波器。
使用滤波器可以过滤掉一定范围的频率，对于频率较为接近的设备互相干扰的情况可以起到很好的效果。
5.增加信号强度：信号强度越强，抵御干扰的能力也就越强。
增加信号强度可以使用增益器、激光信号放大器、放大器等设备进行增加。
但是同时也要注意信号强度过强会造成新的干扰问题，因此需要一定的技术经验。
6.寻找最佳定位：在使用无线电设备时，可以通过寻找最佳的定位方式来减少干扰问题的发生。
可以在合适的位置采取斜向或者垂直方向来接受信号，这样可以减少与其他无线电设备的干扰。
信号传输过程中的常见干扰与消除方法
信号传输过程中的常见干扰与消除方法信号传输是现代通讯领域中至关重要的一环，无论是在有线通讯还是无线通讯中，我们都需要确保信号的稳定传输。
然而，在实际的通讯中，常常会遇到各种干扰因素，这些干扰因素会对信号传输产生不利影响，降低通讯质量。
本文将介绍一些常见的信号传输过程中的干扰因素以及相应的消除方法。
一、常见的信号干扰因素：1. 电磁干扰：电磁干扰是指来自外部电磁场对信号的干扰，例如高压电线或电机等设备产生的电磁场会干扰信号的传输。
2. 多径传播：多径传播是指信号在传输过程中经过不同路径到达接收端，导致信号叠加和相位失真，影响信号的接收质量。
3. 噪声干扰：噪声是指信号中无用的附加成分，例如大气噪声、热噪声等。
这些噪声会使得信号与噪声混合，降低信噪比，从而影响信号的传输质量。
二、信号干扰的消除方法：1. 电磁屏蔽：采用屏蔽材料、屏蔽箱等方式来阻隔外部电磁场对信号的影响，减少电磁干扰。
2. 频率分离技术：通过将不同频率的信号分配到不同的频带进行传输，以避免不同信号间的相互干扰。
3. 调制技术：采用调制技术将信号调制到较高频率进行传输，以减少对低频噪声的敏感度，提高传输质量。
4. 前向纠错编码：通过在信号中添加冗余信息，使得接收端可以在一定程度上恢复原始信号，提高信号的可靠性。
5. 自适应均衡：针对多径传播引起的信号衰减和相位失真问题，采用自适应均衡算法来对信号进行修复，提高信号的接收质量。
6. 滤波技术：通过滤波器来抑制信号中的噪声成分，提高信号的纯度和准确性。
7. 功率控制：对于无线通信中的信号干扰，可以通过控制发送端的功率来减少对其他信号的干扰。
总结：信号传输过程中的干扰因素多种多样，但是我们可以采取相应的措施来消除或减小这些干扰。
通过电磁屏蔽、频率分离、调制技术、前向纠错编码、自适应均衡、滤波技术和功率控制等手段，我们能够有效地改善信号的传输质量，保证通讯的稳定性和可靠性。
在未来的通讯发展中，我们需要不断创新，不断完善这些消除干扰的方法，以应对不断变化的干扰因素，提供更加高效和可靠的通讯服务。
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（1）发射机互调
发射机互调是基站使用多部不同频率的发射机所
产生的特殊干扰。
因为多部发射机设置在同一个地点时，它们的信
号可能通过电磁耦合或其他途径串入其他的发射机中，
从而产生互调干扰。
发射机末级功率放大器通常工作在非线性状态，
经天线或其他渠道耦合进来的无用信号，与发射信号
产生相互调制，就产生了发射机互调。
（ 2 ）更改天线的安装位置，把基站天线依墙架设在 高层建筑的侧面，或安装在室内，这样能有效地抑制 来自另一侧的同频道小区内移动台发射的上行同频道 干扰信号。
（ 3 ）降低发射功率电平：降低移动台发射功率可以 减小上行同频干扰，但为保证建筑物内手机用户的通 信，发射功率还不能降得太低，降低基站发射功率可 以减少它对其他同频道小区内移动台的干扰，但可能 会引入过多的盲区。
当工作频率在150MHz以上时，大气噪声和宇宙噪声(太
阳噪声和银河噪声总称)都比接收机内部噪声小，基本
上可不考虑。
在1000MHz以下频段，人为噪声较大，尤其是城市
噪声影响较大，在移动通信系统设计时应给予重点考虑
2.6.2 电台本身产生的干扰
发射机噪声: 发射机寄生辐射:
接收机寄生响应:
发射机噪声:
2.6.1 噪声
内部噪声: 主要是指热噪声，它的瞬时值服从高斯分布,又 称高斯噪声或白噪声。
外部噪声 : 包括自然噪声和人为噪声，自然噪声主要有大 气噪声、太阳噪声和银河噪声，人为噪声是由汽车 点火系统、电机电器、电力线等产生的电磁辐射造
成。
图2-45
外部噪声的功率与频率关系
图2-45中，K(玻尔兹曼常数)=1.38×10-23 W/K· Hz ，To=2900K为绝对温度，Bi为接收机带宽。由图可见，
天线方向角。 （8）天线向下倾斜 （9）分集接收 （10）分层小区结构：通过调整最低接入电平参数及 切换参数来使上层小区专为高架桥及高层用户服务， 基站天线架设较高，使用的频率不复用，采用大区制
其覆盖范围很大。下层小区则为其他用户服务，频率
可以复用。
邻道干扰:
邻道干扰是指相邻的或邻近的信道之间的干扰，
主要是由振荡器、倍频器、调制器以及电 源脉冲等造成的。 发射机噪声的大小不仅与主振级信噪比有关 ，而且与倍频器的倍频次数有着密切关系
发射机寄生辐射:
获得高频信号的方法有两种：一种是由频率较低 的主振级经多次倍频而获得，另一种由频率合成 器获得。 在获得高频载频的同时，还会产生大量的谐波或 组合频率成分。它们随着高频信号一起辐射出去 时，称寄生辐射。
2.6.3 组网产生的干扰
邻道干扰: 互调干扰 ： 同频干扰：
同频干扰:
由相同频率的无用信号所造成的干扰，即为
同频干扰，也称为共道干扰。事实上，凡是无用
机造成的干扰都称为同频道干
扰。
蜂窝系统中采用了频率复用技术，显然同频道
的无限小区相距较远，它们之间的空间隔离度就越
为减小寄生辐射，应力求减小倍频次数，同时各 级倍频器输出应具有良好滤波、屏蔽隔离。
接收机寄生响应: 接收机除接收所需的有用信号外，同时还可能 接收其它的无用信号。通常将接收机对无用信号的 响应，称为寄生响应。 为减少接收机寄生响应，应力求减少本振的倍 频次数，同时接收机输入电路、高频放大器应具有 足够好的选择性。
一般情况下，可以将三阶互调干扰归纳为两种
干扰。
互调干扰 ：
互调干扰是指两个或多个不同频率信号作用在 通信设备的非线性器件上，将互相调制产生新频率 信号输出，如果该新频率正好落在接收机共用信道 带宽内，则构成对该接收机的干扰，成为互调干扰 。互调干扰的起因是由于器件的非线性造成的。 在移动通信系统中，造成互调干扰主要有三个 方面：发射机互调、接收机互调以及在天线、馈线 、双工器等处
(1）频率规划优化调整：如果存在邻频道干扰的相
邻小区间的C/I<-9dB时，则需要对蜂窝系统的频率
规划重新进行优化调整。
（2）减小场强变化的范围：例如，降低基站发射功
率以缩小服务区，移动台采用自动功率控制。
（3）设置基站天线近区强信号吸收转置：对近区来
的强信号，可控制天线自动地降低增益。
（4）降低同频道干扰的措施大多可用于减少邻频道
大，同频道干扰就越小，但频率利用率就低。 为了避免同频干扰，必须保证接收机输入端的信 号/同频干扰≧9dB，C为有用信号，I为干扰信号， 该干扰比与调制方式、电波传播特性等有关。
为了克服同频干扰，在系统组网设计中可采用以 下方法： （ 1 ）增加两个同频道小区间的间距，同时频道配置 进行优化调整。
即干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内
所造成的干扰。在多频道共用的移动通信系统组网
中，如图2-46所示。
图2-46
邻道干扰示意图
邻道干扰主要是由移动台发信机的调制边带扩
展和边带噪声辐射造成的。欲减少调制边带扩展干
扰，必须严格限制移动台的发射机频偏。
为了克服邻道干扰，在系统组网设计中可采用
以下方法：
学习目标
理解常见的各类噪声与干扰，如同频 干扰、邻频干扰、互调干扰、时隙干 扰和码间干扰等。 了解某些抑制噪声和干扰的技术。
通常认为，通信系统中任何不需要的信号都 是噪声或干扰。噪声和干扰是使通信性能变坏的 重要原因。接收机能否正常工作，不仅取决于接 收机输入信号的大小，而且取决于噪声和干扰的
大小。
图2-47
发射机互调
如图2-47所示，发射机Ｂ的信号频率为fB，经损
耗L(dB)，进入频率为fA的发射机，在发射机A中产生
互调制。其中，三阶互调产物为2fA- fB和2fB- fA，
互调产物又通过天线辐射出去，因而造成互调干扰尤
其是2fA- fB的电平较高，影响较大。同样，当发射 机A的信号进入发射机B时，也会产生2fB- fA和2fAfB互调产物。
（4）使用不连续发射（DTX）可有效改善无线的干扰
环境。
（5）使用调频技术可有效地改善 无线信号的传输质
量，特别是慢速移动体的传输质量。
（6）降低基站天线高度：在相当平坦的地面上降低
基站天线高度对减少同频道干扰和邻频道干扰非常有
效。
（7）天线方向去耦：利用小区定向天线水平方向图中
不同方向角之间的天线增益差，调整产生干扰的基站