摘要 3G網(wǎng)絡(luò)在中國(guó)市場(chǎng)商用的決定性時(shí)刻已離我們?cè)絹碓浇,主流的三大協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)由于其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與營(yíng)運(yùn)氛圍各不相同,勢(shì)必會(huì)帶來頻率間相互干擾的問題,甚至與現(xiàn)行的CDMA、GSM和PCS網(wǎng)絡(luò)都會(huì)有互干擾問題的出現(xiàn)。文章從數(shù)學(xué)角度分析了TD-SCDMA與WCDMA在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)的互干擾問題和解決構(gòu)思。
1、3G網(wǎng)絡(luò)中的互干擾類型
在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中,對(duì)于異系統(tǒng)間互干擾的總體理解就是干擾源對(duì)被干擾接收機(jī)產(chǎn)生的干擾效應(yīng)。干擾效應(yīng)從理論上來講大致可以分為以下3類。
。1)加性噪聲干擾:干擾源產(chǎn)生在被干擾頻段的噪聲。包括干擾源的雜散、噪底、鄰道、發(fā)射互調(diào)等噪聲。
。2)交調(diào)干擾:當(dāng)多個(gè)強(qiáng)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)時(shí),在接收機(jī)前端非線性電路作用下產(chǎn)生交調(diào)頻率,交調(diào)頻率落入接收機(jī)中頻頻帶內(nèi)造成的干擾,稱為接收機(jī)交調(diào)干擾。
。3)阻塞干擾和ACS鄰道干擾:接收微弱的有用信號(hào)時(shí),受到帶外的強(qiáng)信號(hào)引起的接收機(jī)包含失真造成的干擾,稱為阻塞干擾;在第一鄰頻存在強(qiáng)信號(hào)所造成的干擾,稱為ACS鄰道干擾。
目前,TD-SCDMA與WCDMA系統(tǒng)之間既不存在交調(diào)干擾也無ACS鄰道干擾,我們只需要考慮加性噪聲干擾和阻塞干擾。
2、干擾確定性計(jì)算
這里網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所設(shè)計(jì)到的網(wǎng)絡(luò)互干擾分析均暫時(shí)不考慮TD-SCDMA的智能天線以及其時(shí)分雙工工作特點(diǎn),同時(shí),下面理論分析中的垂直隔離距離的準(zhǔn)確定義是指上方天線底部到下方天線頂部的距離。
2.1 TD-SCDMA下行對(duì)WCDMA上行的干擾
2.1.1 加性噪聲干擾
TD-SCDMA系統(tǒng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)對(duì)帶外雜散輻射的指標(biāo)規(guī)定如下:帶外雜散輻射小于-80dBm/3.84MHz(1920~1980MHz)。
而WCDMA系統(tǒng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中的基站噪底是-103dBm/3.84MHz。
這里,我們以靈敏度惡化1dB為準(zhǔn)則,計(jì)算所需要的空間隔離度。
2.1.2 阻塞干擾
在3GPP所規(guī)定的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中,阻塞指標(biāo)如表2所示。
其實(shí),3GPP所制定的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中并沒有特意地對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)規(guī)定其抗阻塞指標(biāo)。WCDMA基站發(fā)射功率是41dBm,因此需要的空間隔離度:41-(-15)=56dB,考慮到TD-SCDMA是寬帶信號(hào),阻塞影響大干載波信號(hào),因此留4dB余量取隔離度60dB。
實(shí)際上,目前行業(yè)內(nèi)通用的WCDMA宏基站射頻前端濾波器對(duì)TD-SCDMA頻段的抑制達(dá)到了50dB以上,因此所需要的空間隔離度會(huì)遠(yuǎn)小于60dB。
根據(jù)空間隔離公式計(jì)算可得到需要的隔離距離是:
。1)只有垂直隔離時(shí):1.1m;
(2)只有水平隔離時(shí):15m(此時(shí),這兩個(gè)UMTS系統(tǒng)的不同雙工方式的天線主瓣需相差60°以上)。
2.1.3 小結(jié)
只要我們保證了TD-SCDMA與WCDMA基站間31dB的空間隔離度,即可避免TD-SCDMA下行對(duì)WCDMA上行的基站干擾,且所需要的隔離距離為:
。1)只有垂直隔離時(shí):1.1m;
。2)只有水平隔離時(shí):15m(此時(shí),這兩個(gè)UMTS系統(tǒng)的不同雙工方式的天線主瓣需相差60°以上)。
2.2 WCDMA下行對(duì)TD-SCDMA上行的干擾
2.2.1 雜散干擾
TD-SCDMA與WCDMA共站址的基本要求是:WCDMA基站在890~915MHz帶外雜散指標(biāo)為-98dBm/100kHz=-87dBm/1.28MHz。
根據(jù)TD-SCDMA基站協(xié)議指標(biāo)計(jì)算,以靈敏度惡化1dB為準(zhǔn)則,為了避免加性噪聲干擾所需要的隔離度如表3所示。
這里,可以看到所需要的隔離度低于TD-SCDMA下行對(duì)WCDMA上行干擾時(shí)的隔離要求。
2.2.2 阻塞干擾
按照協(xié)議要求,TD-SCDMA基站對(duì)帶外阻塞的要求如表4所示。
WCDMA基站發(fā)射功率是43dBm,因此需要的空間隔離度為:43-(-15)=58dB,考慮到WCDMA是寬帶信號(hào),阻塞影響大于載波信號(hào),因此留4dB余量取隔離度62dB。
所以,整個(gè)系統(tǒng)所需要的隔離距離為:
。1)只有垂直隔離時(shí):1.1m;
。2)只有水平隔離時(shí):15m(此時(shí),這兩個(gè)UMTS系統(tǒng)的不同雙工方式的天線主瓣需相差60°以上)。
實(shí)際上,由于TD-SCDMA宏基站前端射頻濾波器對(duì)WCDMA發(fā)射頻段有較高的抑制作用,頻率間隔85MHz,因此到達(dá)TD-SCDMA接收機(jī)的WCDMA阻塞干擾信號(hào)比較小。
2.2.4 小結(jié)
只要我們保證了TD-SCDMA與WCDMA基站間62dB的空間隔離度,即可避免WCDMA下行對(duì)TD-SCDMA上行的基站干擾,且所需要的隔離距離為:
。1)只有垂直隔離時(shí):1.1m;
(2)只有水平隔離時(shí):15m(此時(shí),這兩個(gè)UMTS系統(tǒng)的不同雙工方式的天線主瓣需相差60°以上)。
3、總結(jié)
通過分析可以看出,TD-SCDMA與WCDMA系統(tǒng)間主要存在的是阻塞干擾。根據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),為避免干擾所需要的空間隔離度為61dB,所需要的隔離距離通過計(jì)算為:
。1)只有垂直隔離時(shí):1.1m;
。2)只有水平隔離時(shí):15m(此時(shí),這兩個(gè)UMTS系統(tǒng)的不同雙工方式的天線主瓣需相差60°以上)。
最后,再綜合考慮TD-SCDMA的智能天線和時(shí)分雙工的工作特點(diǎn),確定所需要的空間隔離應(yīng)該低于61dB。
所以,TD-SCDMA與WCDMA共站時(shí),根據(jù)上述理論分析,我們建議采用垂直隔離;而在不共站的情況下,站間隔離距離應(yīng)考慮采用水平隔離要求,但必須注意天線主瓣要盡量不正對(duì)。
參考文獻(xiàn)
[1] Bertoni H L.顧金星譯.現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)電波傳播.北京:電子工業(yè)出版社,2002
[2] 李建業(yè)著,楊大成等譯.CDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化.北京:電子工業(yè)出版社,2002
[3] 謝顯中著.TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)與實(shí)現(xiàn).北京:電子工業(yè)出版社,2004
[4] Technical Specification,3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Networks;UE Radion transmission and Reception(TDD)(Release 4),3GPP TS 25.102 v4.2.0(2001-09)
[5] Technical Specification,3rd Generation Partnership Project;Technical Specification Group Radio Access Networks;UE Radion transmission and Reception (TDD)(Release 4)3GPP TS 25.101 v4.2.O(2001-09)