中興——WCDMA與GSM的共存干擾分析及解決方案建議

1、zxwr ×××技術(shù)規(guī)范書wcdma與gsm干擾共存分析及解決方案建議zte confidential proprietary ivwcdma與gsm干擾共存分析及解決方案建議修改記錄：版 本日 期作者審 核 者備 注版本升級(jí)時(shí)，必須注明升級(jí)原因和更改的內(nèi)容copyright © 2006 zte corporation shenzhen p. r. chinazte confidential: this document contains proprietary information of zte corporation and is not to

2、be disclosed or used except in accordance with applicable agreements.due to update and improvement of zte products and technologies, information of the document is subjected to change without notice.目錄1overview52gsm與wcdma共存的各種互干擾形式52.1gsm基站對(duì)wcdma基站上行的加性噪聲干擾52.2gsm基站對(duì)wcdma基站上行阻塞干擾62.3gsm基站對(duì)wcdma基站上行的

3、交調(diào)干擾72.4wcdma基站對(duì)gsm基站上行的加性噪聲干擾72.5wcdma基站對(duì)gsm基站上行阻塞干擾82.6wcdma基站對(duì)gsm基站上行的交調(diào)干擾82.7理論情況分析總結(jié)83共站點(diǎn)解決方案建議103.1共天饋方案103.2工程隔離方案113.3gsm/dcs基站加裝濾波器方案124空間隔離度與隔離距離換算方法144.1水平隔離144.2垂直隔離154.3傾斜架設(shè)時(shí)的隔離16圖表目錄圖目錄圖1gsm對(duì)wcdma上行的雜散干擾5圖2阻塞干擾示意6圖3共天饋方案11圖4同向水平隔離示意14圖5天線主瓣同向水平隔離示意14圖617db增益，半功率波寬為65°的定向天線方向圖15圖7天

4、線主瓣偏向35°示意15圖8垂直隔離示意圖15圖9傾斜隔離示意圖16表目錄表 1gsm基站雜散指標(biāo)5表 2wcdma基站規(guī)避加性干擾所需的隔離度6表 33gpp協(xié)議對(duì)wcdma基站抗阻塞性能的規(guī)定6表 4umts窄帶交調(diào)性能要求7表 53gpp協(xié)議對(duì)wcdma基站發(fā)射機(jī)帶外雜散指標(biāo)的規(guī)定7表 6gsm基站規(guī)避加性噪聲干擾需要的隔離度7表 7gsm r99協(xié)議對(duì)gsm基站抗阻塞性能的規(guī)定8表 8gsm r99協(xié)議對(duì)gsm基站抗交調(diào)干擾性能的規(guī)定8表 9gsm與wcdma共存的理論隔離度要求9表 10理論分析gsm與wcdma共存需要的空間隔離距離9表 11與我司gsm網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共存的隔離

5、距離要求10表 12wcdma與其它廠商gsm系統(tǒng)共存的隔離度要求10表 13選頻合路器指標(biāo)規(guī)范11表 14濾波器指標(biāo)要求（滿足r99協(xié)議的gsm基站）12表 15濾波器指標(biāo)要求（不滿足r99協(xié)議的gsm基站）121 概述gsm與wcdma基站共存或共站的方案則達(dá)到了降低建網(wǎng)成本，提高工程效率的目的，但同時(shí)也引入了相應(yīng)的異系統(tǒng)互干擾問題。系統(tǒng)干擾的總體理解就是干擾源對(duì)被干擾接收機(jī)產(chǎn)生的干擾，干擾從理論上來講大致可以分為四類：加性噪聲干擾、交調(diào)干擾、阻塞干擾、acs鄰道干擾，其中g(shù)sm和wcdma頻段相差大于5mhz，因此系統(tǒng)間不存在acs鄰道干擾，可以不予考慮。本文重點(diǎn)分析gsm900/dcs

6、1800與umts2100之間的各項(xiàng)干擾，并針對(duì)gsm與wcdma共站的情況，提出共天饋和不共天饋的解決方案建議。2 gsm與wcdma共存的各種互干擾形式2.1 gsm基站對(duì)wcdma基站上行的加性噪聲干擾gsm信號(hào)頻率（mhz）帶外雜散1926 幅度圖1 gsm對(duì)wcdma上行的雜散干擾由gsm基站發(fā)射機(jī)帶外雜散和噪底直接落在wcdma接收機(jī)的工作頻段造成的干擾。gsm系統(tǒng)帶外雜散指標(biāo):表 1 gsm基站雜散指標(biāo)gsm雜散協(xié)議要求-30dbm/3mhz（舊版本）-96dbm/100khz（r99）現(xiàn)網(wǎng)中大部分gsm基站都符合r99協(xié)議的新指標(biāo)規(guī)定，規(guī)避加性噪聲干擾所需要的隔離距離很小。但是

7、測(cè)試中也發(fā)現(xiàn)有少部分的老版本gsm基站存在，帶外指標(biāo)非常惡劣，將會(huì)嚴(yán)重影響wcdma基站正常工作，對(duì)此類基站需要通過加濾波器或者更換設(shè)備來解決干擾問題。對(duì)于符合r99協(xié)議的gsm基站，規(guī)避對(duì)wcdma基站加性噪聲干擾需要的隔離度為：表 2 wcdma基站規(guī)避加性干擾所需的隔離度wcdma nodeb sensitivity (for 12.2 k voice service)wcdma nodeb s/n requirement (for 12.2 k voice service)wcdma nodeb maximal noise toleranceoutside interference r

8、equired to reduce wcdma nodeb sensitivity by 1dbminimal isolation degree required to remove interference of gsm1800 bs(r99 )spurious emissions to wcdma nodeb-121dbm-18db-103dbm/3.84mhz-108.87dbm/3.84mhz-96+10*log(3.84mhz/100khz)-(-108.87)=28.71db2.2 gsm基站對(duì)wcdma基站上行阻塞干擾干擾源接收機(jī)強(qiáng)干擾信號(hào)有用信號(hào)飽和失真噪聲接收機(jī)圖2 阻塞干擾

9、示意由于gsm發(fā)射機(jī)發(fā)射強(qiáng)信號(hào)進(jìn)入wcdma接收機(jī)，導(dǎo)致接收機(jī)飽和失真。gsm基站的最大發(fā)射功率有43dbm、46dbm、49dbm等系列，按49dbm(80w)考慮。3gpp協(xié)議規(guī)定的阻塞指標(biāo)如下：表 3 3gpp協(xié)議對(duì)wcdma基站抗阻塞性能的規(guī)定center frequency of interfering signalinterfering signal levelwanted signal levelminimum offset of interfering signaltype of interfering signal1920 1980 mhz-40 dbm-115 dbm 10

10、 mhzwcdma signal with one code1900 1920 mhz1980 2000 mhz-40 dbm-115 dbm 10 mhzwcdma signal with one code925 -960 mhz+16 dbm-115 dbm ¾cw carrier1805 1880mhz+16dbm-115 dbm¾cw carrier根據(jù)gsm/dcs基站最大發(fā)射功率80w（49dbm），可得規(guī)避對(duì)wcdma基站阻塞干擾所需要的隔離度為49-16=33db。2.3 gsm基站對(duì)wcdma基站上行的交調(diào)干擾對(duì)于gsm工作于18051880mhz頻段時(shí)，

11、其產(chǎn)生的三階交調(diào)分量會(huì)落在umts的接收頻段內(nèi)（19201955mhz）。根據(jù)umts 3gpp協(xié)議，當(dāng)umts基站接收機(jī)的前端濾波器對(duì)窄帶強(qiáng)干擾信號(hào)沒有抑制時(shí)，umts基站接收機(jī)的窄帶交調(diào)性能要求：表 4 umts窄帶交調(diào)性能要求interfering signal mean poweroffsettype of interfering signal- 47 dbm3.5 mhzcw signal- 47 dbm5.9 mhzgmsk modulated*根據(jù)gsm基站的最大發(fā)射功率43dbm、46dbm等，當(dāng)umts基站接收機(jī)的前端濾波器對(duì)窄帶強(qiáng)干擾信號(hào)沒有抑制時(shí)，要規(guī)避gsm對(duì)umts基

12、站的交調(diào)干擾所需要的隔離度分別為：43-(-47)=90db46-(-47)=93db此空間隔離度在工程上難以實(shí)現(xiàn)，必須采取以下措施：1） 依靠各國(guó)政府和運(yùn)營(yíng)商的合理頻率來規(guī)避交調(diào)干擾。2） umts設(shè)備的上行接收機(jī)的前端采用窄帶濾波器，保證wcdma基站接收機(jī)在gsm1800頻段的抗交調(diào)指標(biāo)優(yōu)于3gpp規(guī)范指標(biāo)60db以上。(zte的wcdma設(shè)備可滿足這一要求)。2.4 wcdma基站對(duì)gsm基站上行的加性噪聲干擾根據(jù)3gpp協(xié)議，wcdma基站帶外雜散指標(biāo):表 5 3gpp協(xié)議對(duì)wcdma基站發(fā)射機(jī)帶外雜散指標(biāo)的規(guī)定bandmaximum levelmeasurement bandwid

13、th876 mhz to 915 mhz-98 dbm100 khz1 710 mhz to 1 785 mhz-98 dbm100 khz協(xié)議已經(jīng)考慮到兩系統(tǒng)共存和共站的情況，因此wcdma基站帶外雜散對(duì)gsm基站上行的加性噪聲干擾較弱，規(guī)避干擾所需要的隔離度為：表 6 gsm基站規(guī)避加性噪聲干擾需要的隔離度gsm基站接收機(jī)靈敏度gsm基站接收機(jī)噪底gsm基站靈敏度下降1db所需要的外加噪聲消除加性噪聲干擾所需要的隔離度-104dbm-112dbm/300khz-117.87dbm/300khz-98+10*log(300khz/100khz)-(-117.87)=24.64db2.5 wc

14、dma基站對(duì)gsm基站上行阻塞干擾r99協(xié)議對(duì)gsm/dcs系統(tǒng)阻塞指標(biāo)規(guī)定如下：干擾信號(hào)分別為偏離載波頻率±600khz，±800khz，±3mhz的信號(hào)，電平如下表：表 7 gsm r99協(xié)議對(duì)gsm基站抗阻塞性能的規(guī)定頻帶gsm900（dbm）dcs1800（dbm）fo ± 600khz-26-35800khz £ |f-fo| < 3 mhz-16-253mhz £ |f-fo|-13-25帶外80wcdma基站最大發(fā)射功率43dbm（20w）。規(guī)避阻塞干擾所需要的隔離度：gsm900：43-8=35dbdcs1800

15、：43-0=43db2.6 wcdma基站對(duì)gsm基站上行的交調(diào)干擾根據(jù)gsm r99協(xié)議，gsm基站同系統(tǒng)之間的交調(diào)性能要求滿足：表 8 gsm r99協(xié)議對(duì)gsm基站抗交調(diào)干擾性能的規(guī)定interfering signalmean power (gsm900)interferingsignalmean power (dcs1800)offsettype of interfering signal- 43dbm- 49dbm800 khzcw signal- 43dbm- 49dbm1600 khzgsm(dcs) signalwcdma下行發(fā)射信號(hào)不會(huì)在gsm/dcs頻段產(chǎn)生交調(diào)產(chǎn)物，因此

16、不需要考慮。2.7 理論情況分析總結(jié)3gpp協(xié)議考慮了gsm與wcdma的共存干擾，符合r99協(xié)議指標(biāo)的gsm系統(tǒng)與wcdma系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)共存。按照3gpp關(guān)于gsm和wcdma的r99協(xié)議指標(biāo)，理論上：1、 最嚴(yán)重的干擾是dcs1800對(duì)wcdma的交調(diào)干擾，需要的理論空間隔離度88db以上，工程上難以實(shí)現(xiàn)，必須依靠各國(guó)政府和運(yùn)營(yíng)商的合理頻率來規(guī)避交調(diào)干擾。1） 中國(guó)政府的dcs頻段規(guī)劃方案有效地避免了wcdma頻段被干擾的可能：dcs1800上行1710-1755 下行1805-1850, 只有45m帶寬，交調(diào)分量落在1895m以下，不會(huì)干擾wcdma上行，因此頻率規(guī)劃時(shí)無須考慮dcs交調(diào)干

17、擾。2） 國(guó)際上dcs1800頻譜通常劃分為：ul 1710-1785 dl：1805-1880，因此在運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行g(shù)sm站點(diǎn)頻率規(guī)劃時(shí)，必須避免頻率間距過大，使交調(diào)點(diǎn)落入1920-1955mhz帶寬內(nèi)。2、 當(dāng)不存在dcs交調(diào)干擾的可能后， wcdma載頻對(duì)gsm和dcs基站的阻塞干擾上升為gsm與wcdma系統(tǒng)之間的主要干擾，但需求的隔離度不高(參見表格3)，工程上很容易實(shí)現(xiàn)。3、 僅符合r99協(xié)議之前老協(xié)議指標(biāo)或指標(biāo)更惡劣的gsm基站，需對(duì)這些基站進(jìn)行改造。表 9 gsm與wcdma共存的理論隔離度要求gsm900與wcdma共存dcs1800與wcdma共存空間隔離度要求(db)3588

18、43wcdma載頻阻塞gsm基站接收dcs交調(diào)分量干擾wcdma接收頻帶頻率規(guī)劃消除dcs交調(diào)后，阻塞上升為主要干擾表 10 理論分析gsm與wcdma共存需要的空間隔離距離gsm900與wcdma共存dcs1800與wcdma共存空間隔離度要求(db)33（gsm對(duì)wcdma阻塞干擾）43（wcdma對(duì)dcs的阻塞干擾）88dcs交調(diào)干擾垂直隔離時(shí)距離要求0.45m0.4m頻率規(guī)劃水平隔離時(shí)距離要求（理想條件下天線無正對(duì)增益時(shí)）1.3m1.8m頻率規(guī)劃共站水平隔離時(shí)距離要求（考慮最惡劣情況天線有正對(duì)增益時(shí)）9m12m頻率規(guī)劃不共站水平隔離時(shí)距離要求（考慮最惡劣情況天線有正對(duì)增益時(shí)）9m100

19、m頻率規(guī)劃zte的wcdma設(shè)備與gsm系統(tǒng)現(xiàn)網(wǎng)的干擾共存解決方案：zte wcdma雙工器對(duì)gsm1800mhz的抑制為80db以上（內(nèi)部指標(biāo)），消除gsm1800交調(diào)干擾所要求的隔離度為：45804818db。因此，在全球任何國(guó)家和地區(qū)，zte的wcdma系統(tǒng)無須考慮gsm1800可能產(chǎn)生的交調(diào)干擾。為降低wcdma與gsm之間的工程隔離成本，我司針對(duì)以下兩種情況分別給出不同的工程隔離建議：1、 與我司gsm設(shè)備共存：參照我司gsm設(shè)備的實(shí)際性能，我司wcdma設(shè)備與gsm間干擾隔離度要求均小于20db：表 11 與我司gsm網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共存的隔離距離要求空間隔離距離要求gsm900與wcdm

20、a共存dcs1800與wcdma共存空間隔離度要求(db)<20<20垂直隔離時(shí)距離要求>1=0.3m >1=0.15m 水平隔離時(shí)距離要求（理想條件下天線無正對(duì)增益時(shí)）>2.5=0.8m>2.5=0.4m共站水平隔離時(shí)距離要求（考慮最惡劣情況天線有部分正對(duì)增益時(shí)）2.5m3m不共站水平隔離時(shí)距離要求（考慮最惡劣情況天線有正對(duì)增益時(shí)）2.5m18m2、 與其它廠商的gsm設(shè)備的共存：表 12 wcdma與其它廠商gsm系統(tǒng)共存的隔離度要求gsm900與wcdma共存dcs1800與wcdma共存空間隔離度要求(db)33（gsm對(duì)wcdma阻塞干擾）43（w

21、cdma對(duì)dcs的阻塞干擾）垂直隔離時(shí)距離要求0.45m0.4m水平隔離時(shí)距離要求（理想條件下天線無正對(duì)增益時(shí)）1.3m1.8m共站水平隔離時(shí)距離要求（考慮最惡劣情況天線有正對(duì)增益時(shí)）9m12m不共站水平隔離時(shí)距離要求（考慮最惡劣情況天線有正對(duì)增益時(shí)）9m100m3 共站點(diǎn)解決方案建議根據(jù)上述干擾方面的分析，在gsm與wcdma共站的情況下，針對(duì)共天饋和不共天饋，提出zte的干擾解決方案建議：3.1 共天饋方案共天饋合路器有以下兩類： 1）3db電橋?qū)拵Ш下菲?，工作頻帶寬，成本低，但合路損耗大于3db，在外場(chǎng)宏峰窩覆蓋條件下會(huì)嚴(yán)重影響gsm原網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，通常只應(yīng)用于室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)。 2）選頻窄帶

22、合路器，通常需要根據(jù)兩系統(tǒng)的工作頻帶進(jìn)行定制，插損小，對(duì)原網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能的影響比較小，可避免復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃調(diào)整。圖3 共天饋方案zte建議采用選頻窄帶合路器方案，原有g(shù)sm系統(tǒng)的天饋部分的損耗僅僅增加大約0.4db），基本上對(duì)gsm系統(tǒng)的覆蓋沒有影響。表 13 選頻合路器指標(biāo)規(guī)范序號(hào)項(xiàng)目gsmdcs1800wcdma1頻率（mhz）rxtxrxtxrxtx890-915935-9601710-1785 mhz1805-1880 1920-19802110-21702帶寬（mhz）501501203插入損耗（db）0.40.60.63.2 工程隔離方案當(dāng)共天饋方案不可行時(shí)（比如：互干擾的兩系統(tǒng)基站

23、非同一個(gè)運(yùn)營(yíng)商），建議優(yōu)先考慮采用成本較低的工程隔離方案。方案描述：gsm和wcdma系統(tǒng)間的隔離度，可以通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的合理的天線選址來保證。通常有水平隔離 和垂直隔離兩種方式， 具體的空間距離要求如下：1） 如果gsm現(xiàn)網(wǎng)是zte設(shè)備，天饋間的空間距離按2.7節(jié)的表11執(zhí)行。2） 如果gsm是其它廠商設(shè)備，天饋間的空間距離按2.7節(jié)的表12執(zhí)行。3） 空間隔離距離的計(jì)算方式可參考附錄a方案分析：由于建筑環(huán)境和物業(yè)成本的限制，眾多新業(yè)務(wù)競(jìng)相擠占有限的蜂窩站點(diǎn)，使得蜂窩站點(diǎn)天面上各種天線非常擁擠。為了節(jié)約天面空間和充分利用現(xiàn)有條件來實(shí)現(xiàn)必要的空間隔離，我們建議：1. 盡可能采用垂直隔離方案

24、，可以最大限度地節(jié)約空間；2. 如果天面的實(shí)際情況不能保證空間隔離方案的實(shí)施，遇到此問題時(shí)盡可能通過運(yùn)營(yíng)商之間的協(xié)調(diào)采用gsm基站加裝濾波器的方案解決干擾問題。3.3 gsm/dcs基站加裝濾波器方案站址勘察階段發(fā)現(xiàn)共站或者共存的gsm/dcs基站對(duì)wcdma基站可能干擾嚴(yán)重，而且靠空間隔離無法規(guī)避干擾時(shí)，可以給gsm/dcs基站加裝濾波器，降低干擾水平，同時(shí)也降低了wcdma基站對(duì)gsm系統(tǒng)的阻塞干擾。r99協(xié)議考慮了與3g系統(tǒng)共存的情況，符合該協(xié)議指標(biāo)的gsm基站與wcdma基站間的互干擾影響很小，需要的隔離度較低，此時(shí)對(duì)加裝的濾波器指標(biāo)要求如下：表 14 濾波器指標(biāo)要求（滿足r99協(xié)議的

25、gsm基站） gsmdcs工作頻段890960mhz17101880mhz插損<0.3<0.4帶外抑制>40db19202170mhz>40db19202170mhz針對(duì)不滿足r99協(xié)議的型號(hào)基站，帶外指標(biāo)惡劣，不采取特別手段將會(huì)對(duì)共存的wcdma系統(tǒng)造成很大的雜散干擾，嚴(yán)重影響wcdma系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能，此時(shí)對(duì)加裝的濾波器指標(biāo)要求如下：表 15 濾波器指標(biāo)要求（不滿足r99協(xié)議的gsm基站）gsmdcs工作頻段890960mhz17101880mhz插損<0.4<0.5帶外抑制>80db19202170mhz>50db19202170mhz因?yàn)閐

26、cs1800和wcdma系統(tǒng)頻率間隔較近，因此dcs1800的濾波器對(duì)wcdma上行頻段的帶外抑制建議做到50db即可（指標(biāo)過高將會(huì)帶來高插損，影響覆蓋），再配合空間隔離可以消除系統(tǒng)間的互干擾。gsm與wcdma系統(tǒng)共站或者共存時(shí)都可以采取該方案，不影響wcdma系統(tǒng)建設(shè)，工程難度低，濾波器成本低，較易操作。該方案需要關(guān)注的地方在于：1）濾波器有一定的插損，將會(huì)影響原有g(shù)sm系統(tǒng)的覆蓋。2）對(duì)于dcs系統(tǒng)，加裝濾波器后消除干擾需要的空間隔離度很小，符合2.7節(jié)的表11的隔離要求即可，大大方便了天面現(xiàn)場(chǎng)工程安裝的可操作性。 3）通過我們掌握的信息和外場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證，因?yàn)閐cs1800基站投入市場(chǎng)的時(shí)間較晚，國(guó)內(nèi)現(xiàn)網(wǎng)中的產(chǎn)品指標(biāo)均符合r99協(xié)議，因此國(guó)內(nèi)的dcs1800基站僅通過工程隔離即可。而對(duì)于國(guó)外的情況，依然需要按照網(wǎng)規(guī)流程來進(jìn)行站址勘察確定干擾水平。4 空間隔離度與隔離距離換算方法4.1 水平隔離圖4 同向水平隔離示意水平隔離度計(jì)算公式：dh（db） = 22 +20 log