多系統(tǒng)合路干擾分析

多系統(tǒng)合路的干擾分析1、主題簡單解讀多系統(tǒng)：運營商多，制式多。中國移動GSM900,DCS1800,TD;中國聯(lián)通GSM900，DCS1800,WCDMA;中國電信CDMA800,CDMA2000,另外還有WLAN等等。合路：由于多運營商、多制式、多頻段，出于施工協(xié)調(diào)、美觀、成本等方面的考慮，合路應(yīng)運而生。 一次布放，施工簡單； 美觀； 綜合造價低廉，共用天饋分布，減少重復(fù)建設(shè)； 系統(tǒng)可擴展性強，升級改造周期短。一般合路，有合路器方式，還有POI方式，也就是Point Of Interface，多系統(tǒng)合路平臺，以及兩種方式的混合使用。對于合路系統(tǒng)較少的中小規(guī)模場景（如：酒店賓館、寫字樓、住宅樓等），可以采用多系統(tǒng)頻段合路器來共用室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)；對于合路系統(tǒng)較多的復(fù)雜場景（如：地鐵、機場、大型場館等），建議采用POI構(gòu)建的室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)。干擾：合路有好處有必要，但是合路后，就難免產(chǎn)生一些干擾信號，或者不同頻率間也會相互干擾。2、干擾的分類系統(tǒng)間的干擾主要分為以下的三類：1）雜散干擾雜散干擾就是一個系統(tǒng)的發(fā)射頻段外的雜散發(fā)射落入到了另一個系統(tǒng)的接收頻段內(nèi)而可能造成的干擾，（圖）雜散干擾對系統(tǒng)最直接的一個影響就是降低了系統(tǒng)的接收靈敏度。2）接收機阻塞阻塞干擾，就是各系統(tǒng)信號及其頻率組合成分，落在各系統(tǒng)中某基站接收機所接收的信道帶寬之外，卻仍然能進入該基站接收機，當(dāng)此干擾大于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的干擾電平時，就會引起接收機接收靈敏度的下降，惡化接收機的性能。3）系統(tǒng)間互調(diào)干擾互調(diào)干擾是指兩個或以上不同的頻率作用于非線性電路或器件時，頻率之間相互作用所產(chǎn)生的新頻率落入接收機的頻段內(nèi)所產(chǎn)生的干擾。通信系統(tǒng)中的無源器件的線性度一般優(yōu)于有源器件，但也可能產(chǎn)生互調(diào)干擾?；フ{(diào)干擾的常見形式及影響最大的是三階互調(diào)干擾，可能產(chǎn)生干擾的頻率組合有2f1-f2、2f1-f3、2f2-f1、2f2-f3、2f3-f1、2f3-f2、f1+f2-f3、f1-f2+f3、f2+f3-f1。這些頻率組合可歸納為2f-f2(一型互調(diào))及f1+f2-f3(二型互調(diào))兩種類型。互調(diào)干擾集中在各系統(tǒng)的下行輸出，在進行合路時的互調(diào)產(chǎn)物上，主要表現(xiàn)為三階互調(diào)干擾。如果互調(diào)產(chǎn)物落在其中某一個系統(tǒng)的上行接收頻段內(nèi)，從而對該系統(tǒng)基站的接收靈敏度造成一定的影響。3、我國移動通信系統(tǒng)頻譜劃分根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部相關(guān)頻率規(guī)劃的規(guī)定，目前我國移動通信系統(tǒng)頻譜劃分具體如下所示：表一 各系統(tǒng)間的工作頻段系統(tǒng)制式上行頻率（MHz）下行頻率（MHz）備注GSM900890915935960移動（MHz）聯(lián)通（MHz）890-909935-954909-915954-960GSM18001710175518051850移動聯(lián)通17101725180518201745175518401850CDMA800825835870880電信PHS19001920退網(wǎng)TD-SCDMA20102025（B頻段）18801900（A頻段-已逐漸使用）19001920（A頻段-PHS退網(wǎng)后用）移動CDMA1920193521102125電信WCDMA1940195521302145聯(lián)通WLAN24002483.5ISM頻段下面詳細(xì)分析一下這三種干擾. 4、雜散干擾（以GSM對DCS的影響為例）（圖）各種基站的雜散指標(biāo)：1、GSM/DCS蜂窩發(fā)信機雜散指標(biāo)：頻率范圍最大值測試帶寬9 KHz1GHz-36dBm200 KHz890 MHz915MHz-103dBm10 KHz1GHz12.75 GHz-30dBm3 MHz2、CDMA蜂窩發(fā)信機雜散指標(biāo)：頻率范圍最大值測試帶寬30MHz1GHz-36dBm100 KHz1GHz12.75 GHz-36dBm1MHz806MHz821MHz-67dBm100 KHz885MHz915MHz-67dBm100 KHz930MHz960MHz-47dBm100 KHz1.7GHz1.92 GHz-47dBm100 KHz3.4GHz3.53 GHz-47dBm100 KHz發(fā)射工作頻帶兩邊各加上1MHz過渡帶內(nèi)的噪聲電平-22dBm100 KHz3、PHS蜂窩發(fā)信機雜散指標(biāo)：頻率范圍最大值測試帶寬1.9GHz1.92 GHz（帶內(nèi)）-36dBm300 KHz其他頻帶（帶外）-26dBm300 KHz4、WCDMA蜂窩發(fā)信機雜散指標(biāo)頻率范圍最大值測試帶寬9KHz150KHz-36dBm1KHz150KHz30MHz-36dBm10KHz30MHz1GHz-36dBm100 KHz1GHzFc1-60 MHz or 2100 MHz兩者中的最大值-30dBm1MHzFc1-60 MHz or 2100 MHz兩者中的最大值Fc1-50 MHz or 2100 MHz兩者中的最大值-25dBm1M HzFc1-50 MHz or 2100 MHz兩者中的最大值Fc2+50 MHz or 2180 MHz兩者中的最大值-15dBm1M HzFc2+50 MHz or 2180 MHz兩者中的最大值Fc2+60 MHz or 2180 MHz兩者中的最大值-25dBm1M HzFc2+60 MHz or 2180 MHz兩者中的最大值12.75GHz-30dBm1M Hz5、特殊頻段的抑制保護頻段最大電平測量帶寬備注19201980MHz-96dBm100KHzBS接收頻段921960MHz-57dBm100KHz與GSM900共存時876915MHz-98dBm100KHzGSM900 BTS與UTRA Node B 共址時18051880MHz-47dBm100KHz與DCS1800共存時17101785 MHz-98dBm100KHzDCS1800 BTS與UTRA Node B 共址時1893.51919.6MHz-41dBm300KHz與PHS共存時21002105MHz-30+3.4（f-2100MHz）dBm1MHz與鄰頻帶業(yè)務(wù)共存時21752180 MHz-30+3.4（2180MHzf）dBm1MHz與鄰頻帶業(yè)務(wù)共存時18801920MHz20102025 MHz-52 dBm1MHz與TDSCDMA BS 共存時18801920MHz20102025 MHz-86 dBm1MHz與TDSCDMA BS 共存時23002400 MHz-52 dBm1MHz與TDSCDMA BS 共存時23002400 MHz-86 dBm1MHz與TDSCDMA BS 共存時6、WLAN AP 雜散指標(biāo)：頻帶最大值測量寬帶301000 MHz-36 dBm100KHz2.42.4835GHz-33 dBm100KHz3.43.53GHz-40 dBm1MHz5.7255.85GHz-40 dBm1MHz其他112.75GHz-30 dBm1MHz將干擾系統(tǒng)產(chǎn)生的雜散干擾帶寬轉(zhuǎn)換到被干擾系統(tǒng)后整理得：轉(zhuǎn)換公式：10Log表二：各系統(tǒng)雜散輻射指標(biāo)（單位: dBm）干擾頻段被干擾系統(tǒng)CDMA頻段內(nèi)（1.23MHz）GSM頻段內(nèi)（200KHz）DCS頻段內(nèi)（200KHz）PHS頻段內(nèi)（300KHz）WCDMA頻段內(nèi)（3.84MHz）WLAN頻段內(nèi)（22MHz）CDMA-28dBm-28 dBm-20dBm-25dBm-25dBmGSM-64dBm-90dBm-28dBm-95dBm33dBmDCS-44dBm-42dBm-28dBm-95dBm-37dBmPHS-42dBm-40dBm-40dBm-41dBm-35dBmWCDMA-30dBm-29dBm-29dBm-15dBm-24dBmWLAN-23dBm-21dBm-21dBm-8dBm-17dBm備注：為，帶寬轉(zhuǎn)換因子，原雜散指標(biāo)應(yīng)加上轉(zhuǎn)換因子。 5、干擾電平對底噪影響表經(jīng)過計算，可得到干擾電平的增加對系統(tǒng)噪聲的影響，進而惡化了系統(tǒng)的接受靈敏度。表三：干擾電平增量對系統(tǒng)噪聲影響表單位（dB）干擾電平相對原噪聲電平的增量-20-16-12-10-9-7-6-3-0受到干擾后的系統(tǒng)噪聲增量0.040.10.270.40.50.80.971.763系統(tǒng)接收靈敏度惡化的程度0.040.10.270.40.50.80.971.763在被干擾信號上迭加一個比它低7dB的干擾信號，系統(tǒng)噪聲增量允許值為0.8dB，接收機靈敏度惡化了0.8dB，下面為各系統(tǒng)的干擾容限表:表四：各系統(tǒng)干擾容限表（單位：dBm）被干擾系統(tǒng)CDMA GSMDCSPHSWCDMAWLAN系統(tǒng)熱噪聲(Pn)-113dBm-121dBm-121dBm-119dBm-108dBm-101dBm干擾保護7dB7dB7dB7dB7dB7dB基站接收噪聲系數(shù)Nf5dB5dB5dB5dB5dB5dB允許干擾電平(SI)-115dBm-123dBm-123dBm-121dBm-110dBm-103dBm6、隔離度計算通過干擾分析，我們可以計算出將干擾對系統(tǒng)的影響降低到適當(dāng)?shù)某潭人枰母綦x度，即不明顯降低受干擾接收機的靈敏度時的干擾水平。在實際應(yīng)用中我們選擇最大的一個作為隔離度要求即可滿足實際的工程需要。發(fā)射機雜散對接收機的干擾計算雜散所需要的隔離度為：MCLPspu(Pn+Nf-7)Pspu-SI其中：MCL為隔離度要求Pspu為干擾源發(fā)射的雜散信號功率，單位為dBmPn為被干擾系統(tǒng)接收帶內(nèi)熱噪聲，單位為dBmNf為接收機的噪聲系數(shù)，可設(shè)為5dB，因為基站接收機噪聲系數(shù)一般不會超過5dB7dB為干擾保護比PnNf7SI為被干擾系統(tǒng)的允許干擾電平表五： 發(fā)射雜散隔離度 （單位：dB）干擾系統(tǒng)被干擾系統(tǒng)CDMAGSMDCSPHSWCDMAWLANC8008787959090G9008287952890G18007982952886PHS7981818086WCDMA8080809585WLAN8082829586以上的計算都是按照規(guī)范的要求進行事實上，實際設(shè)備的性能均高于規(guī)范要求， 在雜散輻射指標(biāo)上實際設(shè)備均有較大的余量（定義該余量為M，M的典型值為30dB）。因此在考慮合路/共址的工程時應(yīng)依據(jù)設(shè)備的實際情況設(shè)置隔離度（MCL-M），而不需要完全按照協(xié)議要求的情況來考慮系統(tǒng)間的隔離度，不同廠家，不同類型的PHS基站的實際雜散指標(biāo)可能不一樣，應(yīng)該以廠家給出的指標(biāo)或?qū)嶋H測試為準(zhǔn)。7、阻塞干擾因阻塞所需的系統(tǒng)間最小隔離度應(yīng)按下式計算：PT干擾源發(fā)射的（主信號）功率電平（對多載頻系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)增加余量）Sb接收機抗阻塞干擾限制電平各系統(tǒng)接收機阻塞干擾限制電平（單位：dBm）干擾系統(tǒng)CDMA（800）G900G1800PHSCDMA（2000）WCDMATD-SCDMAWLANB頻段被干擾系統(tǒng)PT4343433643433320CDMA（800）-16-16-16-16-16-16G900-13888888G180000-130000PHS19000-5-5-15-15-15-15CDMA2000-16-16-41-41-16-16WCDMA-15-15-15-40-40-15-15TD-SCDMAB頻段161616-40-40-4016WLAN0000000由此可計算得MCL2表中G900和G1800主信號發(fā)射功率增加2dB為多載波余量阻塞干擾隔離度要求干擾系統(tǒng)被干擾系統(tǒng)CDMA（800）G900G1800PHSCDMA2000WCDMATD-SCDMAWLANB頻段CDMA（800）-595952-594937G90056352835352512G180043434943433320PHS190043484858584835CDMA2000-595977844936WCDMA58585876834835TD-SCDMA2727277683834WLAN434343364343338、互調(diào)干擾根據(jù)IS95規(guī)范和國家無委的檢測標(biāo)準(zhǔn)，GSM直放站產(chǎn)生的雜散和互調(diào)信號在9KHz-1GHz時小于-36dBm，在1GHz-12.75GHz時小于-30dBm。 在移動通信系統(tǒng)中，互調(diào)產(chǎn)生的原因有三方面：發(fā)信機互調(diào)、接收機互調(diào)和外部效應(yīng)引起的互調(diào)。 直放站的雜散和互調(diào)的產(chǎn)生主要來自于直放站內(nèi)部的功放模塊。發(fā)射機互調(diào)是由于直放站在多個發(fā)信機（載波）同時工作時，因合路器系統(tǒng)的隔離度不夠而導(dǎo)致信號相互耦合，干擾信號侵入發(fā)射機末級功率放大器，從而與有用信號之間合成互調(diào)產(chǎn)物，并隨有用信號發(fā)射，造成干擾。接收機互調(diào)主要是由高放級及第一混頻級電路的非線性所引起。外部效應(yīng)引起的互調(diào)主要是由于發(fā)射機饋線、高頻濾波器等無源電路接觸不良，以及由于異種金屬的接觸部分非線性等原因，使強電場的發(fā)散信號引起互調(diào)，產(chǎn)生干擾源。當(dāng)有多個頻率信號通過非線性電路時，便會相互調(diào)制產(chǎn)生互調(diào)失真，以二階和三階失真幅度為最大，階數(shù)越高失真越小。二階互調(diào)fa+fb、fa-fb等，因其頻率遠離主導(dǎo)信號頻率fa、fb，可不考慮；三階互調(diào)的兩種模型2fa-fb、fa+fb-fc，因其頻率接近或等于主導(dǎo)信號頻率，對通信的影響最大；三階以上互調(diào)失真幅度較小，均可不考慮。移動通信設(shè)備主要考慮三階互調(diào)的影響。 （1）互調(diào)干擾對系統(tǒng)的影響：對其它運營商的影響：當(dāng)一個運營商(移動或聯(lián)通)開通了一臺雜散和互調(diào)較高的直放站時，互調(diào)和雜散信號落在本運營商的頻帶外，會對附近另一個運營商的下行信號造成同頻干擾。 如：運營商A欲在一四層樓上安裝一臺直放站，雜散和互調(diào)為-36dBm（滿足無委指標(biāo)），雜散和互調(diào)信號和有用信號一起通過17dBi的業(yè)務(wù)天線發(fā)射，那么雜散和互調(diào)信號在天線正面的輸出強度為-18dBm，根據(jù)自由空間無線信號傳播公式可知，相距10米衰減大約50dB，相距100米衰減大約70dB，相距1公里大約衰減90dB；可以算出對其它運營商的下行信號帶來的同頻干擾。在無阻擋環(huán)境下天線正前方100米以內(nèi)同頻干擾大于-88dBm，這時如果另一運營商的信號強度低于-79dBm，使得載波干擾比低于9，就會造成無法接通的情況發(fā)生。因此，在做室內(nèi)或室外直放站工程時，控制各運營商的設(shè)備及天線的距離，對避免干擾非常重要。 2）對相鄰基站小區(qū)的影響：在使用大功率寬帶直放站時，互調(diào)指標(biāo)比較高，由于帶寬選擇直放站所有的信道都共用一個功放模塊，而后級的濾波器是一個寬帶濾波器，對通帶內(nèi)的互調(diào)信號沒有抑制作用，因此很難滿足IS95規(guī)范對互調(diào)信號的要求。如果恰好能接收到附近本運營商基站的同頻信號，輸出時后級寬帶濾波器對它們不產(chǎn)生任何抑制，那么會產(chǎn)生嚴(yán)重的同頻干擾。 假設(shè)直放站輸出功率10W，一般三階互調(diào)40dBc，三階互調(diào)