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(jiǎn)單解讀多系統(tǒng)：運(yùn)營(yíng)商多，制式多。中國(guó)移動(dòng)GSM900,DCS1800,TD;中國(guó)聯(lián)通GSM900，DCS1800,WCDMA;中國(guó)電信CDMA800,CDMA2000,另外還有WLAN等等。合路：由于多運(yùn)營(yíng)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(yùn)而生。 一次布放，施工簡(jiǎn)單； 美觀； 綜合造價(jià)低廉，共用天饋分布，減少重復(fù)建設(shè)； 系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)，升級(jí)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(tái)，以及兩種方式的混合使用。對(duì)于合路系統(tǒng)較少的中小規(guī)模場(chǎng)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(duì)于合路系統(tǒng)較多的復(fù)雜場(chǎng)景（如：地鐵、機(jī)場(chǎng)、大型場(chǎng)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(hào)，或者不同頻率間也會(huì)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(gè)系統(tǒng)的發(fā)射頻段外的雜散發(fā)射落入到了另一個(gè)系統(tǒng)的接收頻段內(nèi)而可能造成的干擾，（圖）雜散干擾對(duì)系統(tǒng)最直接的一個(gè)影響就是降低了系統(tǒng)的接收靈敏度。2）接收機(jī)阻塞阻塞干擾，就是各系統(tǒng)信號(hào)及其頻率組合成分，落在各系統(tǒng)中某基站接收機(jī)所接收的信道帶寬之外，卻仍然能進(jìn)入該基站接收機(jī)，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(shí)，就會(huì)引起接收機(jī)接收靈敏度的下降，惡化接收機(jī)的性能。3）系統(tǒng)間互調(diào)干擾互調(diào)干擾是指兩個(gè)或以上不同的頻率作用于非線性電路或器件時(shí)，頻率之間相互作用所產(chǎn)生的新頻率落入接收機(jī)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。互調(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(jìn)行合路時(shí)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(gè)系統(tǒng)的上行接收頻段內(nèi)，從而對(duì)該系統(tǒng)基站的接收靈敏度造成一定的影響。3、我國(guó)移動(dòng)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(guó)移動(dòng)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(dòng)（MHz）聯(lián)通（MHz）890-909935-954909-915954-960GSM18001710175518051850移動(dòng)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(dòng)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(duì)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(jī)雜散指標(biāo)：頻率范圍最大值測(cè)試帶寬9 KHz1GHz-36dBm200 KHz890 MHz915MHz-103dBm10 KHz1GHz12.75 GHz-30dBm3 MHz2、CDMA蜂窩發(fā)信機(jī)雜散指標(biāo)：頻率范圍最大值測(cè)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(jī)雜散指標(biāo)：頻率范圍最大值測(cè)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(jī)雜散指標(biāo)頻率范圍最大值測(cè)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(hù)頻段最大電平測(cè)量帶寬備注19201980MHz-96dBm100KHzBS接收頻段921960MHz-57dBm100KHz與GSM900共存時(shí)876915MHz-98dBm100KHzGSM900 BTS與UTRA Node B 共址時(shí)18051880MHz-47dBm100KHz與DCS1800共存時(shí)17101785 MHz-98dBm100KHzDCS1800 BTS與UTRA Node B 共址時(shí)1893.51919.6MHz-41dBm300KHz與PHS共存時(shí)21002105MHz-30+3.4（f-2100MHz）dBm1MHz與鄰頻帶業(yè)務(wù)共存時(shí)21752180 MHz-30+3.4（2180MHzf）dBm1MHz與鄰頻帶業(yè)務(wù)共存時(shí)18801920MHz20102025 MHz-52 dBm1MHz與TDSCDMA BS 共存時(shí)18801920MHz20102025 MHz-86 dBm1MHz與TDSCDMA BS 共存時(shí)23002400 MHz-52 dBm1MHz與TDSCDMA BS 共存時(shí)23002400 MHz-86 dBm1MHz與TDSCDMA BS 共存時(shí)6、WLAN AP 雜散指標(biāo)：頻帶最大值測(cè)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(duì)底噪影響表經(jīng)過計(jì)算，可得到干擾電平的增加對(duì)系統(tǒng)噪聲的影響，進(jìn)而惡化了系統(tǒng)的接受靈敏度。表三：干擾電平增量對(duì)系統(tǒng)噪聲影響表單位（dB）干擾電平相對(duì)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(hào)上迭加一個(gè)比它低7dB的干擾信號(hào)，系統(tǒng)噪聲增量允許值為0.8dB，接收機(jī)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(hù)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(jì)算通過干擾分析，我們可以計(jì)算出將干擾對(duì)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(jī)的靈敏度時(shí)的干擾水平。在實(shí)際應(yīng)用中我們選擇最大的一個(gè)作為隔離度要求即可滿足實(shí)際的工程需要。發(fā)射機(jī)雜散對(duì)接收機(jī)的干擾計(jì)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(hào)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(jī)的噪聲系數(shù)，可設(shè)為5dB，因?yàn)榛窘邮諜C(jī)噪聲系數(shù)一般不會(huì)超過5dB7dB為干擾保護(hù)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(jì)算都是按照規(guī)范的要求進(jìn)行事實(shí)上，實(shí)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(shí)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(shí)應(yīng)依據(jù)設(shè)備的實(shí)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(shí)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(cè)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(jì)算：PT干擾源發(fā)射的（主信號(hào)）功率電平（對(duì)多載頻系統(tǒng)應(yīng)適當(dāng)增加余量）Sb接收機(jī)抗阻塞干擾限制電平各系統(tǒng)接收機(jī)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(jì)算得MCL2表中G900和G1800主信號(hào)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(guó)家無委的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，GSM直放站產(chǎn)生的雜散和互調(diào)信號(hào)在9KHz-1GHz時(shí)小于-36dBm，在1GHz-12.75GHz時(shí)小于-30dBm。 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，互調(diào)產(chǎn)生的原因有三方面：發(fā)信機(jī)互調(diào)、接收機(jī)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(jī)互調(diào)是由于直放站在多個(gè)發(fā)信機(jī)（載波）同時(shí)工作時(shí)，因合路器系統(tǒng)的隔離度不夠而導(dǎo)致信號(hào)相互耦合，干擾信號(hào)侵入發(fā)射機(jī)末級(jí)功率放大器，從而與有用信號(hào)之間合成互調(diào)產(chǎn)物，并隨有用信號(hào)發(fā)射，造成干擾。接收機(jī)互調(diào)主要是由高放級(jí)及第一混頻級(jí)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(jī)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(qiáng)電場(chǎng)的發(fā)散信號(hào)引起互調(diào)，產(chǎn)生干擾源。當(dāng)有多個(gè)頻率信號(hào)通過非線性電路時(shí)，便會(huì)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(yuǎn)離主導(dǎo)信號(hào)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(hào)頻率，對(duì)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(dòng)通信設(shè)備主要考慮三階互調(diào)的影響。 （1）互調(diào)干擾對(duì)系統(tǒng)的影響：對(duì)其它運(yùn)營(yíng)商的影響：當(dāng)一個(gè)運(yùn)營(yíng)商(移動(dòng)或聯(lián)通)開通了一臺(tái)雜散和互調(diào)較高的直放站時(shí)，互調(diào)和雜散信號(hào)落在本運(yùn)營(yíng)商的頻帶外，會(huì)對(duì)附近另一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的下行信號(hào)造成同頻干擾。 如：運(yùn)營(yíng)商A欲在一四層樓上安裝一臺(tái)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(hào)和有用信號(hào)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(hào)在天線正面的輸出強(qiáng)度為-18dBm，根據(jù)自由空間無線信號(hào)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(duì)其它運(yùn)營(yíng)商的下行信號(hào)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(shí)如果另一運(yùn)營(yíng)商的信號(hào)強(qiáng)度低于-79dBm，使得載波干擾比低于9，就會(huì)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(shí)，控制各運(yùn)營(yíng)商的設(shè)備及天線的距離，對(duì)避免干擾非常重要。 2）對(duì)相鄰基站小區(qū)的影響：在使用大功率寬帶直放站時(shí)，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(gè)功放模塊，而后級(jí)的濾波器是一個(gè)寬帶濾波器，對(duì)通帶內(nèi)的互調(diào)信號(hào)沒有抑制作用，因此很難滿足IS95規(guī)范對(duì)互調(diào)信號(hào)的要求。如果恰好能接收到附近本運(yùn)營(yíng)商基站的同頻信號(hào)，輸出時(shí)后級(jí)寬帶濾波器對(duì)它們不產(chǎn)生任何抑制，那么會(huì)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)