WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中頻率使用分析

1、引言

無線電頻譜是一種特殊的自然資源。它具有一般資源的共同特性，像土地、水、礦山、森林一樣是國家所有的。但從國際范圍來說，它又屬人類共享的。同時它具有一般自然資源所沒有的如下特性：（1）它可以被利用但不會被消耗掉，是一種非消耗性的資源。如果不充分利用它則是一種浪費，然而使用不當也是一種浪費，甚至會造成嚴重的危害。（2）無線電波有其固有的傳播特性，不受行政區(qū)域、國家邊界的限制。因此，任何一個國家、一個地區(qū)、一個部門甚至個人都不得隨意地使用，否則會造成相互干擾而影響正常通信。（3）頻譜資源極易受到污染。它最容易受到人為噪聲和自然噪聲的干擾，使之無法正常操作和準確有效地傳送各類信息。本文從我國第三代公眾移動通信系統(tǒng)的頻率規(guī)劃出發(fā)，討論了頻道間隔及中心頻率位置的確定、頻率使用計劃，并對3G無線接入系統(tǒng)與GSM/GPRS無線系統(tǒng)干擾分析

2、工作頻段

我國信息產(chǎn)業(yè)部國家無線電管理委員會依據(jù)國際電聯(lián)頻率劃分技術(shù)標準，按照我國無線電頻率劃分規(guī)定，結(jié)合我國無線電頻譜使用的實際情況，2002年10月在信產(chǎn)部無[2002]479號文中，規(guī)定了我國第三代公眾移動通信系統(tǒng)的頻率規(guī)劃（見圖1）。

圖1　中國IMT-2000頻譜分配

（一）主要工作頻段：

頻分雙工（FDD）方式：1920～1980MHz/2110～2170MHz；

時分雙工（TDD）方式：1880～1920MHz、2010～2025MHz。

（二）補充工作頻段：

頻分雙工（FDD）方式：1755～1785MHz/1850～1880MHz：

時分雙工（TDD）方式：2300～2400MHz，與無線電定位業(yè)務(wù)共用，均為主要業(yè)務(wù)，共用標準另行制定。

（三）衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)工作頻段：1980～2010 MHz/2170～2200MHz。

3、頻道間隔及中心頻率位置

關(guān)于頻道間隔及中心頻率位置，由于牌照發(fā)放情況不明，目前尚不能做出詳細的規(guī)劃，但是在西門子1999年3月提交的一份關(guān)于信道間隔的提案中提及根據(jù)UKTAG的研究，有以下幾項結(jié)論可供參考：

運營商在自己的頻段內(nèi)，同層小區(qū)的最小頻道間隔為4.4MHz，為了獲得更好的性能，在頻譜資源允許的條件下，應(yīng)選擇4.6MHz或4.8MHz。

運營商之間及同一運營商不同層間，最小頻道間隔均應(yīng)為5MHz。

ETSI的Tdoc SMG2 268/97中有下面的一個頻道間隔配置的例子。

在這個例子中，在14.6 MHz的頻譜內(nèi)放置了3個WCDMA載頻，用于宏蜂窩覆蓋的兩個載波間距為4.4 MHz（見圖2）。

圖2　WCDMA 3載頻應(yīng)用

因此，移動公司在拿到牌照后首先應(yīng)對載頻配置作出規(guī)劃，保證與周邊運營商頻率之間留有足夠的保護帶寬，同時頻率分層使用時層間也應(yīng)留出足夠的保護帶寬。

4、頻率使用計劃

在使用3G頻率時，首先需要了解當?shù)仡l率的使用情況，通過測試確定可以使用的頻點，但總體原則是從上往下爭取，避免與TDD頻段相鄰。

根據(jù)容量配置結(jié)果，3G發(fā)展初期湖南移動只需要1個載頻用于室外宏蜂窩層。室內(nèi)微蜂窩層覆蓋可采用異頻覆蓋或同頻覆蓋方式，若采用異頻覆蓋則需單獨1個載頻用于室內(nèi)的覆蓋。室內(nèi)覆蓋采用上述異頻覆蓋方式，可以有效減輕室內(nèi)外的相互干擾，但是應(yīng)對室內(nèi)外交接處如門廳的信號進行優(yōu)化，減少異頻切換的發(fā)生。

WCDMA系統(tǒng)所用的頻段及保護帶不可被其它無線系統(tǒng)占用。系統(tǒng)安裝前必須進行現(xiàn)場測試，對可能的干擾源進行分析并清除。

5、3G無線接入系統(tǒng)與GSM/GPRS無線系統(tǒng)干擾分析

WCDMA建設(shè)過程中，將存在較多的與現(xiàn)有GSM基站共站址的情況，本節(jié)重點給出共站址建設(shè)情況下系統(tǒng)間隔離度要求。

WCDMA和GSM的共站干擾，主要需要考慮GSM1800基站發(fā)射對于WCDMA基站接收的干擾。GSM900頻段和WCDMA頻段相差很遠，正常工程中要求滿足的水平隔離很容易滿足GSM900和WCDMA共站的隔離度要求。同樣，WCDMA基站發(fā)射對GSM1800基站接收的干擾，由于頻段的間隔較大，隔離度要求并不高，正常工程的水平隔離也比較容易滿足。

對于GSM1800基站發(fā)射對于WCDMA基站接收的共站干擾，以WCDMA基站靈敏度下降0.1dB為基準考慮，所需要的隔離度要求如表1所示。

表1　GSM1800對WCDMA干擾所需要的共站址隔離度要求

從表1可以看出，對符合新版本的GSM1800基站，所需的隔離度要求較低，正常工程所需的水平隔離就能夠滿足要求。對只符合舊版本的GSM1800基站，所需的隔離度要求較高，需要考慮采取疊加濾波器的方式達到要求，否則WCDMA會損失一定容量。實際工程中，也發(fā)現(xiàn)一些按照舊版本協(xié)議要求設(shè)計的GSM1800基站雜散指標優(yōu)于舊版本協(xié)議要求，因此，在確定基站共站址隔離度要求時應(yīng)以實測為準。

干擾解決辦法：

1.共鐵塔、共天面

此類共用情況下，主要依靠調(diào)整天線安裝的水平間距、垂直間距來獲得一定的天線隔離度，同時為減少發(fā)射機的大功率發(fā)射信號對接收機的阻塞影響，一般在接收機前端加上濾波器進行抑制，以這兩種方式或其組合來滿足系統(tǒng)間隔離度要求。

2.共天饋、共室內(nèi)分布系統(tǒng)

此類共用情況下，主要依靠引入多工濾波器或多級濾波器級聯(lián)方式，以濾波器的指標來滿足系統(tǒng)間隔離度要求。如表2所示。

表2　3G與2G天線隔離度要求

6、結(jié)論

頻率資源是任何移動通信系統(tǒng)必須考慮的首要資源，因此在WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，對于頻率資源的分析和使用是必須綜合考慮的。各運營商在拿到牌照后應(yīng)對載頻配置作出規(guī)劃，首先保證與周邊運營商頻率之間留有足夠的保護帶寬，同時頻率分層使用時層間也應(yīng)留出足夠的保護帶寬。如果WCDMA和GSM基站共址，還必須考慮共站址建設(shè)情況下系統(tǒng)間隔離度要求，以防相互干擾。