簡(jiǎn)析CDMA對(duì)GSM網(wǎng)的干擾

一、概述

　　中國(guó)聯(lián)通的CDMA和GSM基站的頻譜分配如圖1所示。由圖1可知，中國(guó)聯(lián)通的CDMA系統(tǒng)基站的發(fā)射頻率為870～880MHz，接收頻率為825～835 MHz；GSM的接收頻段為890～908 MHz（中國(guó)移動(dòng)）和909～915 MHz（中國(guó)聯(lián)通），發(fā)射頻段為935～953MHz（中國(guó)移動(dòng)）和954～960 MHz（中國(guó)聯(lián)通）。從運(yùn)行頻段上看，CDMA的發(fā)射頻段與GSM的接收頻段比較接近，因此在站址選擇及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中如稍不恰當(dāng)，勢(shì)必造成對(duì)GSM的干擾，致使GSM系統(tǒng)接收性能下降（注：干擾是相互的，但由于GSM的發(fā)射頻段與CDMA的接收頻段相差較遠(yuǎn)，且CDMA是自擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，抗干擾性能較好，故GSM對(duì)CDMA系統(tǒng)造成的干擾可以忽略）。CDMA系統(tǒng)設(shè)備一般在基站射頻輸出端有一寬帶濾波器，濾波器的通帶為869～894 MHz，通帶外的衰減一般為20 dB。即使CDMA射頻發(fā)射端采用寬帶濾波器，當(dāng)GSM與CDMA網(wǎng)站距離較近時(shí)，仍會(huì)對(duì)GSM系統(tǒng)產(chǎn)生雜散干擾，甚至導(dǎo)致GSM寬帶接收機(jī)趨向飽和而無法正常工作。因此需要采取必要的措施，以減少GSM系統(tǒng)受雜散發(fā)射干擾的影響。


圖1　CDMA與GSM系統(tǒng)的頻譜分配

2、網(wǎng)間干擾定性分析

　　2.1　網(wǎng)間干擾類型

　　前面已經(jīng)提到，中國(guó)聯(lián)通CDMA基站的發(fā)射功率采用870～880 MHz（A Band）。其第一載波中心頻率為878.49 MHz（信道編號(hào)為283）。在這種情況下，將會(huì)發(fā)生以下幾種類型的網(wǎng)間干擾：

　　●CDMA發(fā)射機(jī)的邊帶雜散噪聲落入GSM接收帶內(nèi)；

　　●CDMA發(fā)射機(jī)的交調(diào)產(chǎn)物落入GSM接收帶內(nèi)；

　　●GSM帶外的CDMA發(fā)射載波造成GSM接收機(jī)的靈敏度下降。

　　根據(jù)干擾的性質(zhì)，CDMA對(duì)GSM系統(tǒng)的干擾可定義為雜散干擾、互調(diào)干擾和阻塞干擾三種。

　�。�1）雜散干擾

　　CDMA發(fā)射信號(hào)直接或通過交調(diào)等方式間接作為帶內(nèi)噪聲作用于GSM接收機(jī)上，造成GSM接收機(jī)靈敏度下降。發(fā)射濾波器的滾降特性（任何濾波器都不可能是理想的階躍方式），導(dǎo)致CDMA系統(tǒng)總存在一定的帶外輻射，這就是我們所說的發(fā)射雜散。在890 MHz附近的發(fā)射雜散正好落入GSM系統(tǒng)的接收頻帶內(nèi)，這對(duì)GSM系統(tǒng)來說勢(shì)必引入了另一種干擾，當(dāng)這種干擾信號(hào)的電平超過GSM系統(tǒng)的接收靈敏度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其接收靈敏度、信噪比以及QoS等下降。

　�。�2）互調(diào)干擾

　　當(dāng)有多個(gè)不同頻率的信號(hào)加載到非線性器件時(shí)，非線性變換將產(chǎn)生許多組合頻率信號(hào)，其中一部分可能落在接收機(jī)帶內(nèi)，造成對(duì)有用信號(hào)的干擾，該干擾就是互調(diào)干擾。

　�。�3）阻塞干擾

　　任何接收機(jī)都有一定的接收動(dòng)態(tài)范圍，在接收功率超過接收動(dòng)態(tài)允許的最大功率電平時(shí)，會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)飽和阻塞。阻塞會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)無法正常工作，長(zhǎng)時(shí)間的阻塞還可能造成接收機(jī)的永久性性能下降。

　　2.2　網(wǎng)間干擾分析

　�。�1）CDMA發(fā)射載波增加造成頻譜內(nèi)干擾

　　●CDMA/GSM共站。此時(shí)發(fā)射載波和扇區(qū)的增加都可能造成頻譜內(nèi)的干擾變大。

　　●CDMA/GSM不共站。在這種情況下，只有發(fā)射載波數(shù)量增加才可能導(dǎo)致頻譜內(nèi)干擾增加。

　�。�2）帶寬轉(zhuǎn)換因子

　　CDMA載波帶寬1.25 MHz，而GSM載波帶寬200 kHz，CDMA發(fā)射功率只有部分落入GSM帶內(nèi)，故對(duì)其干擾功率只能是其總功率的一部分，一般稱其為帶寬轉(zhuǎn)換因子（Bandwidth Conversion Factor）。帶寬轉(zhuǎn)換因子的計(jì)算公式為10lg（200/1.25）=-8 dB。

　�。�3）基站的發(fā)射濾波特性

　　無線射頻通路上的雙工器及合路器等對(duì)帶外的信號(hào)具有一定的抑制能力，在不采用外部濾波器時(shí)在885 MHz處對(duì)信號(hào)就具有35 dB以上的衰耗量。

3、網(wǎng)間干擾定量分析

　　3.1　CDMA發(fā)射機(jī)的邊帶雜散噪聲落入GSM接收帶內(nèi)

　　CDMA基站具有較好的發(fā)射特性，其發(fā)射機(jī)的線性度以及帶外雜散輻射等指標(biāo)均遠(yuǎn)優(yōu)于IS-97標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)偏離中心頻率1 MHz時(shí)，信號(hào)已下降70 dB。

　　天線空間隔離公式如下：

　　垂直方向?yàn)?8+40 lg（S/x）；

　　水平方向?yàn)?2+20 lg（S/x）-（GT+GR）。

　　其中：S為天線隔離的空間；GT為發(fā)射天線增益；GR為接收天線增益；x為波長(zhǎng)。

　　由計(jì)算可知，天線隔離要求見表1。

表1　天線隔離要求一


　　在各種干擾因素中，基站的發(fā)射濾波特性和天線的空間隔離距離是比較重要的因素，因此在條件允許的站址應(yīng)盡量加大天線的隔離空間以保證足夠的隔離度，留出更多的抗干擾余量。在天線平臺(tái)條件有限的站址，如果天線的垂直空間不能滿足1 m的要求，可考慮采用外部濾波器。

　　3.2　CDMA發(fā)射機(jī)的交調(diào)產(chǎn)物落入GSM接收帶內(nèi)

　　在部分系統(tǒng)中，CDMA發(fā)射載波的邊帶噪聲和交調(diào)產(chǎn)物采用相同的指標(biāo)，故按照發(fā)射載波邊帶雜散輻射相同的分析方法，可得出與3.1相同的結(jié)論。

　　3.3　CDMA發(fā)射載波造成GSM接收機(jī)靈敏度下降

　　根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)（GSM 05.05，Section 5.1）可得出對(duì)帶外阻塞和帶內(nèi)阻塞的要求。

　�。�1）帶外阻塞

　　●當(dāng)f為100 kHz～860 MHz時(shí)，帶外阻塞＜8 dBm；

　　●當(dāng)f為925～935 MHz時(shí)，帶外阻塞＜0 dBm：

　　●當(dāng)f為935 MHz～12.75 GHz時(shí)，帶外阻塞＜8 dBm。

　�。�2）帶內(nèi)阻塞

　　●當(dāng)∣f-f0∣為600～800 kHz時(shí)，帶內(nèi)阻塞＜-26 dBm；

　　●當(dāng)∣f-f0∣為800 kHz～3 MHz時(shí)，帶內(nèi)阻塞＜-16 dBm；

　　●當(dāng)∣f-f0∣＞3 MHz時(shí)，帶內(nèi)阻塞＜-13 dBm。

　　通過計(jì)算，天線隔離要求見表2。

表2　天線隔離要求二


　　在以上計(jì)算中考慮了GSM系統(tǒng)接收端不加濾波器的情況。一般來說，GSM系統(tǒng)的RX濾波器對(duì)880 MHz的信號(hào)具有30 dB的抑制作用，這對(duì)抗阻塞干擾有著非常大的幫助。

　　當(dāng)考慮GSM系統(tǒng)接收端加裝濾波器時(shí)，天線隔離要求見表3。

表3　天線隔離要求三


　　以上分析都是基于多扇區(qū)、多載波且比較惡劣的情況。實(shí)際上在CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的配置。初期，系統(tǒng)干擾發(fā)生的可能性不大；隨著系統(tǒng)的擴(kuò)容，產(chǎn)生干擾的可能性增加，這樣就必須認(rèn)真考慮抗干擾的措施了。值得注意的是，GSM移動(dòng)臺(tái)同樣會(huì)對(duì)CDMA移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生干擾，機(jī)制同基站間的干擾。但相對(duì)于基站間的干擾，情況并不嚴(yán)重，主要原因如下：

　　●移動(dòng)臺(tái)位置的隨機(jī)性較大；

　　●兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)相互靠近的可能性較��；

　　●路徑衰耗和空間隔離距離是變化的；

　　●移動(dòng)臺(tái)功率較低；

　　●在相互靠近的移動(dòng)臺(tái)中，交調(diào)產(chǎn)物落入CDMA接收帶內(nèi)的概率很低。

4、網(wǎng)間干擾解決方案

　　針對(duì)上述幾種網(wǎng)間干擾，可根據(jù)實(shí)際情況綜合采用以下幾種干擾措施：

　　●CDMA基站發(fā)端安裝帶通濾波器；

　　● CDMA發(fā)端與GSM收端之間保留適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)帶；

　　●在CDMA發(fā)射天線與GSM接收天線之間保證足夠的空間隔離（水平或垂直）；

　　●修改CDMA或GSM基站的頻率規(guī)劃；

　　●降低CDMA基站的發(fā)射功率；

　　●調(diào)整CDMA發(fā)射天線的傾角或水平方向角；

　　●在GSM基站接收端安裝帶通濾波器。

　　在實(shí)際的工程實(shí)施中，應(yīng)根據(jù)具體情況，逐一分析基站的干擾原因，并結(jié)合上述方法加以解決。以下對(duì)實(shí)際工程中常用的、也是較有效的兩種解決方法進(jìn)行分析。

　　4.1　加裝發(fā)射濾波器

　　加裝發(fā)射濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　●如果在C網(wǎng)的發(fā)射通道中加裝發(fā)射濾波器，對(duì)帶外進(jìn)行抑制，則可以減少C網(wǎng)對(duì)G網(wǎng)的雜散干擾；

　　●如果在G網(wǎng)的發(fā)射通道中加裝發(fā)射濾波器，對(duì)帶外進(jìn)行抑制，則可以減少G網(wǎng)對(duì)C網(wǎng)的雜散干擾；

　　●減少對(duì)天線隔離度的要求，從而達(dá)到同站址建站的目的。

　　加裝發(fā)射濾波器的缺點(diǎn)是：基站的覆蓋范圍減小。

　　4.2　加裝接收濾波器

　　加裝接收濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　●如果在C網(wǎng)的接收通道中加裝接收濾波器，對(duì)接收帶外發(fā)射信號(hào)進(jìn)行抑制，則可以減少G網(wǎng)對(duì)C網(wǎng)的阻塞干擾；

　　●如果在G網(wǎng)的接收通道中加裝接收濾波器，對(duì)接收帶外發(fā)射信號(hào)進(jìn)行抑制，則可以減少C網(wǎng)對(duì)G網(wǎng)的阻塞干擾；

　　●工程安裝時(shí)不用中斷基站的正常工作。

　　加裝接收濾波器的缺點(diǎn)是：不能消除發(fā)射落在接收帶內(nèi)的雜散，還會(huì)減少基站的覆蓋范圍。


----《電信技術(shù)》