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自從2001年8月信息產(chǎn)業(yè)部以公開招標(biāo)的方式作為試點(diǎn)分配以來，已順利開展了三批3.5GHz頻率招標(biāo)發(fā)放工作，通過加大對地面固定接入頻率的投放，3.5GHz系統(tǒng)使運(yùn)營商增強(qiáng)了市場的快速接入反應(yīng)的能力，但隨之而來的問題就是如何科學(xué)有效地規(guī)避頻率間的干擾。
在分析頻率干擾之前，首先介紹抗頻率干擾通常采用的五種方式。
頻率隔離：通過規(guī)劃不同的扇區(qū)、不同的遠(yuǎn)端站使用不同的頻率來達(dá)到頻率隔離的目的。目前系統(tǒng)發(fā)信機(jī)的鄰道功率指標(biāo)和收信機(jī)的相鄰信道選擇性均可做到30dB左右，因此使用不同的頻率是最好的抗干擾手段之一。
距離隔離：無線電波在傳輸中遇到不同介質(zhì)的界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射，導(dǎo)致反射損耗，在使用平面大地模型計(jì)算場強(qiáng)時(shí)，電波傳播損耗與收發(fā)天線間距離的四次方成反比，即每倍程的電波傳播損耗為12dB。3.5GHz系統(tǒng)傳輸距離一般不超過10km，因此同頻信號復(fù)用的距離越大，系統(tǒng)抗干擾的能力也就越強(qiáng)。
極化隔離：通過使用載波的不同極化方式來加大載波間的隔離度。目前3.5GHz系統(tǒng)天線的極化隔離可以達(dá)到25dB左右。
方向隔離：通過使用扇區(qū)天線或定向天線的不同朝向來對載波發(fā)射和接收方向加以區(qū)分。目前基站天線的前背比可達(dá)到25dB左右，遠(yuǎn)端站天線的前背比可達(dá)做到22dB左右。
其他：在實(shí)施中還可依據(jù)具體地形地物進(jìn)行隔離以減少干擾，并通過調(diào)整基站發(fā)射功率、天線高度、天線傾角來控制基站覆蓋范圍以減少不同基站覆蓋的交疊區(qū)和越區(qū)現(xiàn)象。
一、3.5GHz系統(tǒng)設(shè)備發(fā)射頻譜模版分析
目前，3.5GHz頻段地面固定無線接入系統(tǒng)在每個(gè)城市中可使用的帶寬為31.5MHz，被三家運(yùn)營商平分后每個(gè)網(wǎng)絡(luò)僅可使用10.5MHz的帶寬來組網(wǎng)。由于帶寬窄、頻點(diǎn)少，且每個(gè)網(wǎng)絡(luò)所使用的頻率中都有一部分與其他網(wǎng)絡(luò)屬于鄰頻，這就要求運(yùn)營企業(yè)在進(jìn)行頻率規(guī)劃時(shí)要著重考慮如何克服頻率干擾問題。
以TDMA為工作方式的3.5GHz系統(tǒng)設(shè)備發(fā)射頻譜模版，如圖1以及表1至表4所示。
由以上發(fā)射頻譜模版可知，各種調(diào)制方式的頻譜發(fā)射特性。3.5GHz系統(tǒng)存在的頻率干擾主要有同頻干擾、鄰頻干擾、帶外干擾、互調(diào)干擾和阻塞干擾五種。同頻干擾和鄰頻干擾主要取決于系統(tǒng)的信干比(S/I)指標(biāo)，在分析時(shí)重點(diǎn)研究這兩種頻率干擾。對于帶外干擾，通過設(shè)備自身就可抑制除去；對于互調(diào)干擾，此系統(tǒng)本身頻點(diǎn)較少不易產(chǎn)生，且頻帶窄設(shè)備自身可以抑制掉；對于阻塞干擾，通過設(shè)備的自動(dòng)功率控制功能可以抑制。下面將按干擾來源分別分析系統(tǒng)內(nèi)部干擾、相鄰系統(tǒng)間的干擾以及來自系統(tǒng)外部的干擾三類分別說明。
二、3.5GHz系統(tǒng)內(nèi)部干擾分析
依3.5GHz系統(tǒng)間頻率出現(xiàn)的同頻干擾和鄰頻干擾的形成原因，分別就同一基站不同扇區(qū)間的干擾、同一運(yùn)營商不同基站的干擾和不同運(yùn)營商系統(tǒng)之間的干擾三種情況加以分析及干擾規(guī)避技術(shù)措施。
1。同一基站不同扇區(qū)間的干擾分析
同一基站多扇區(qū)系統(tǒng)的干擾包括相鄰扇區(qū)間的鄰頻不同極化干擾、相鄰扇區(qū)間的鄰頻同極化干擾和相隔扇區(qū)間的同頻干擾三種。同一基站不同扇區(qū)之間頻率配置示意圖如圖2所示。
（1）相鄰扇區(qū)的鄰頻不同極化的頻率干擾
以圖2中的第一扇區(qū)為例，第一扇區(qū)采用的是1號載頻，水平極化方式，第二扇區(qū)采用的是2號載頻，垂直極化方式。兩扇區(qū)使用相鄰的載頻組F1、F2，這兩個(gè)頻率相差1.75MHz。由于兩扇區(qū)采用相鄰載頻，頻率隔離在30dB左右，且兩扇區(qū)載波采用不同的極化方式，極化隔離在20dB左右，因此這種情況下總的隔離度在50dB左右，而系統(tǒng)設(shè)備抗鄰頻干擾能力在BER=10-9時(shí)為S/I3-15dB，即鄰頻的干擾信號電平只要不大于主信號電平15dB，系統(tǒng)就不會(huì)受到鄰頻不同極化的頻率干擾，因此設(shè)備指標(biāo)完全可以滿足通信載干比的要求而正常工作。第一扇區(qū)與第六扇區(qū)之間的鄰頻不同極化的頻率干擾情況與以上分析干擾情況類似。
�。�2）隔扇區(qū)鄰頻同極化的頻率干擾
以圖2的第一扇區(qū)為例，第一扇區(qū)采用的是1號載頻，水平極化方式，第三扇區(qū)采用的是3號載頻，水平極化方式，兩扇區(qū)使用相鄰的載頻組F1、F3，這兩個(gè)頻率相差1.75MHz。由于兩扇區(qū)采用相鄰載頻，頻率隔離在30dB左右，兩扇區(qū)載波采用相同的極化方式，因此沒有極化隔離，但兩扇區(qū)天線覆蓋角度相差較大，一般在60o以上，因此方向隔離為10dB以上，這種情況下總的隔離度在40dB左右，而系統(tǒng)設(shè)備抗鄰頻干擾能力在BER=10-9時(shí)為S/I3-15dB，即鄰頻的干擾信號電平只要不大于主信號電平15dB，系統(tǒng)就不會(huì)受到鄰頻不同極化的頻率干擾，因此設(shè)備指標(biāo)完全可以滿足通信載干比的要求而正常工作。第一扇區(qū)與第五扇區(qū)之間的鄰頻同極化的頻率干擾情況與以上分析干擾情況類似。
第一、第二種頻率干擾在具體應(yīng)用過程中，不同扇區(qū)中的遠(yuǎn)端站離基站的遠(yuǎn)近也會(huì)對干擾的強(qiáng)度有所差別。在同等接收、發(fā)射條件下，根據(jù)自由空間頻率衰耗公式L=92.45+20lgd+20lgf可知，兩個(gè)遠(yuǎn)端站到基站的接收電平差大于16dB，離基站較近的遠(yuǎn)端站對相鄰扇區(qū)可能會(huì)產(chǎn)生干擾。若不同遠(yuǎn)端站的距離到基站的距離基本相同，且發(fā)射電平也相同，則相鄰扇區(qū)產(chǎn)生的干擾不會(huì)對其它遠(yuǎn)端站造成危害；若不同遠(yuǎn)端站到基站的距離不同，則應(yīng)調(diào)整基站發(fā)射功率，保證不同扇區(qū)的發(fā)射功率一致，以避免高功率扇區(qū)對低功率扇區(qū)的抑制；同時(shí)遠(yuǎn)端站應(yīng)采用ATPC技術(shù)，使得不同距離、不同扇區(qū)的遠(yuǎn)端站到達(dá)基站接收機(jī)的電平相等，從而減小扇區(qū)間的干擾。
�。�3）背向扇區(qū)同頻不同極化的頻率干擾
在圖2中以第一扇區(qū)為例，第一扇區(qū)采用的是1號載頻，水平極化方式，第四扇區(qū)采用的是1號載頻，垂直極化方式。兩扇區(qū)使用相同的載頻點(diǎn)F1配置，因此沒有頻率隔離；兩扇區(qū)載波采用不同的極化方式，極化隔離可以做到20dB左右；兩扇區(qū)天線覆蓋角度相差180o，方向隔離可以做到20dB左右。因此該情況下總的隔離度在40dB左右，而系統(tǒng)設(shè)備抗同頻干擾能力在BER=10-9時(shí)為S/I321dB，在BER=10-6時(shí)為S/I318dB，即在滿足BER=10-9時(shí)，只要主信號電平大于同頻的干擾信號電平21dB以上，系統(tǒng)就不會(huì)受到同頻頻率干擾。因此設(shè)備指標(biāo)完全可以滿足通信載干比的要求而正常工作。
第三種頻率干擾在具體應(yīng)用過程中，當(dāng)基站扇區(qū)角度小于30o且遠(yuǎn)端站天線性能較差時(shí)，接收機(jī)在接收的主信號電平與其它扇區(qū)來的同頻干擾電平之差小于21dB時(shí)會(huì)產(chǎn)生同頻干擾，這種情況下應(yīng)選擇高性能天線，增大天線的前/背比來消除干擾。若天線指標(biāo)不能完全滿足要求，還可采用不同的極化來增加其隔離度以確保系統(tǒng)滿足干擾指標(biāo)要求。
2.同一運(yùn)營商不同基站的干擾分析
多基站的組網(wǎng)條件具體如圖3所示。
在同一運(yùn)營商不同基站之間形成的干擾按形成的原因可組合為八種：
·同頻同極化同向的頻率干擾；
·同頻不同極化同向的頻率干擾；
·同頻同極化不同向的頻率干擾；
·同頻不同極化不同向的頻率干擾；
·鄰頻同極化同向的頻率干擾；
·鄰頻不同極化同向的頻率干擾；
·鄰頻同極化不同向的頻率干擾；
·鄰頻不同極化不同向的頻率干擾。
通過采用頻率隔離、距離隔離、極化隔離、方向隔離四種方式來抗頻率干擾后，同頻不同極化同向的頻率干擾、同頻不同極化不同向的頻率干擾、鄰頻不同極化同向的頻率干擾、鄰頻不同極化不同向的頻率干擾這四種干擾的影響很小，以下僅對另四種較為嚴(yán)重的干擾進(jìn)行分析說明：
�。�1）同頻同極化同向的頻率干擾
從頻率配置圖3來看，基站4第6扇區(qū)的頻率與基站2第6扇區(qū)頻率都為F1H，會(huì)產(chǎn)生同頻同極化同向的頻率干擾。兩個(gè)信號沒有頻率隔離度，方向隔離度也不大，因此只能依靠距離來提供隔離度。根據(jù)自由空間頻率衰耗公式 L=92.45+20lgd+20lgf（其中系統(tǒng)傳輸距離d，分別取d1km和d2km，f為工作頻率，約取3.5GHz），可以計(jì)算出基站4的遠(yuǎn)端站、基站2的遠(yuǎn)端站分別到基站2的接收電平L1和L2。
L1=92.45+20lg（d1+d2）+20lg3.5=103+20lg（d1+d2）
L2=92.45+20lgd2+20lg3.5=103+20lgd2
為了滿足基站2系統(tǒng)的可靠工作，應(yīng)滿足BER=10-9時(shí)S/I321dB的抗干擾指標(biāo)，整個(gè)系統(tǒng)才可正常工作，即L2與L1電平之差應(yīng)大于21dB：
L2－L1=20lg（d1+d2）－20lgd2=20 lg(（d1+d2）/d2)321
由此可得出d1310d2的結(jié)論。但在具體應(yīng)用中考慮到城市中有地形地物阻擋的情況以及ATPC控制扇區(qū)的覆蓋范圍等措施，一般取d132d2即可。在如上頻率配置圖中，d1（km）和d2（km）分別為4Rkm和Rkm，即d1=4d2。
�。�2）同頻同極化不同向的頻率干擾
從頻率配置圖3來看，在基站1第4扇區(qū)左側(cè)區(qū)域和基站4第5扇區(qū)右側(cè)區(qū)域頻率之間會(huì)形成此類干擾。雖然有方向隔離，但角度不夠大，不能提供足夠的信號載干比，因此可能會(huì)發(fā)生干擾現(xiàn)象。應(yīng)利用地形地物情況、降低扇區(qū)的發(fā)射功率、減小扇區(qū)的覆蓋范圍等來增加兩信號間的隔離度。此外基站1第4扇區(qū)的頻率與基站5第3扇區(qū)頻率間、基站4第5扇區(qū)的頻率與基站5第3扇區(qū)頻率間也會(huì)形成此類干擾。
�。�3）鄰頻同極化同向的頻率干擾
從頻率配置圖3來看，基站4第5扇區(qū)的頻率與基站5第5扇區(qū)頻率之間會(huì)形成此類干擾。由于兩個(gè)信號屬于鄰頻，所能提供的頻率隔離在30dB左右，只要在規(guī)劃頻率時(shí)隔離距離達(dá)到3倍以上，即距離隔離在20dB左右，就可以滿足正常通信載干比的要求。
�。�4）鄰頻同極化不同向的頻率干擾
從頻率配置圖3來看，基站1第6扇區(qū)的頻率與基站7第3扇區(qū)頻率之間會(huì)形成此類干擾。由于兩個(gè)信號屬于鄰頻，所能提供的頻率隔離在30dB左右，另外在天線方向和傳輸距離都具備一定程度的隔離，此時(shí)可以滿足通信載干比的要求。
以上四種頻率干擾在具體應(yīng)用實(shí)施中可采取的措施有：
·多基站間進(jìn)行頻率的優(yōu)化配置，不同基站的相鄰或重疊扇區(qū)采用不同頻率組，防止同頻干擾，并在鄰頻間采用不同極化方式，防止鄰頻干擾；
·合理規(guī)劃扇區(qū)布局，盡可能地降低基站發(fā)射功率，降低不同基站間越區(qū)干擾，同時(shí)選用高性能天線，合理調(diào)整天線方向與扇區(qū)布局，控制同頻和鄰頻干擾；
·合理選擇基站位置，利用建筑物的阻擋以降低不同蜂窩間的干擾。
3.不同運(yùn)營商系統(tǒng)之間的干擾分析
在實(shí)際應(yīng)用中，每城市有三家不同運(yùn)營商建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)，頻率使用相鄰且無保護(hù)頻帶，因此三個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間不存在同頻干擾問題，只有產(chǎn)生來自邊緣的鄰頻干擾。依據(jù)運(yùn)營商基站設(shè)站位置和覆蓋范圍，系統(tǒng)之間的干擾可分為：相鄰基站間的干擾、相鄰基站對遠(yuǎn)端站的干擾、遠(yuǎn)端站對相鄰基站的干擾三類。
（1）兩個(gè)運(yùn)營商基站位置不同，扇區(qū)方向基本相同且不存在重疊覆蓋區(qū)域
這種情況下一般利用設(shè)備所能提供的鄰頻隔離能力BER=10-9就可滿足信號傳輸載干比S/I3-15dB的要求，因此其他廠家設(shè)備對本系統(tǒng)的干擾可以忽略不計(jì)。如果一個(gè)系統(tǒng)的無線設(shè)備發(fā)射功率相對其它系統(tǒng)設(shè)備來說較大，則其他系統(tǒng)可采用不同極化方式、不同頻率來加大信號間的隔離度，解決干擾問題。
�。�2）兩個(gè)運(yùn)營商基站位置不同，扇區(qū)方向基本相同且存在重疊的覆蓋區(qū)域
這種情況下由于距離遠(yuǎn)近的不同會(huì)使遠(yuǎn)端站處干擾信號會(huì)比有用信號大的多，為了保證基站之間有足夠的垂直和水平距離，鄰頻的干擾信號電平應(yīng)不大于主信號電平15dB以上，來保證系統(tǒng)的BER=10-9誤碼率。
�。�3）兩個(gè)運(yùn)營商基站位置相同，扇區(qū)方向基本相同且存在重疊的覆蓋區(qū)域
這種情況下由于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基站設(shè)置很近，兩系統(tǒng)信號電平之差會(huì)大于15dB，因此要盡量選擇可用頻點(diǎn)中相差較大的，還可采用不同極化方式來加以解決。當(dāng)設(shè)備抗隔鄰頻干擾能力在BER=10-9時(shí)S/I3-30dB，則可避免干擾。
以上三種頻率干擾在實(shí)際運(yùn)用中，最好在建網(wǎng)初期進(jìn)行彼此間的充分協(xié)調(diào)，把發(fā)生干擾的可能性消滅在萌芽狀態(tài)。若建設(shè)后網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)系統(tǒng)間的干擾，一方面盡可能使用與干擾系統(tǒng)非相鄰的頻點(diǎn)，錯(cuò)開鄰頻；另一方面應(yīng)盡量降低基站和遠(yuǎn)端站發(fā)射功率，減少對其他基站不必要的干擾。
三、3.5GHz系統(tǒng)與其它系統(tǒng)間的干擾分析
3.5GHz系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間出現(xiàn)的干擾信號，按來源方向可分為地波干擾和天波干擾兩種。地波的干擾信號可以通過架設(shè)屏蔽網(wǎng)的方法來消除。天波干擾信號主要是來自衛(wèi)星通信C波段擴(kuò)展信道信號、微波接力通信信號，因此可采用高方向性的天線，使3.5GHz系統(tǒng)的天線波束與水平面垂直方向角度在20o到60o的夾角內(nèi)，使本系統(tǒng)對天波的干擾信號波束在水平方向上不重疊，從而避免天波的干擾。
在實(shí)際應(yīng)用中，對基站要在確定站址后先期進(jìn)行站址的電磁環(huán)境測試，避開存在干擾的區(qū)域，再進(jìn)行系統(tǒng)安裝。遠(yuǎn)端站在進(jìn)行安裝前，要盡量遠(yuǎn)離那些可能產(chǎn)生干擾系統(tǒng)的干擾源，并采用方向、距離、地形地物等隔離手段來減小干擾源對系統(tǒng)的影響，同時(shí)通過預(yù)留一定的信號強(qiáng)度余量來減小對系統(tǒng)的影響。
四、3.5GHz系統(tǒng)對電磁環(huán)境污染分析
各運(yùn)營商使用3.5GHz系統(tǒng)提供業(yè)務(wù)時(shí)，電磁環(huán)境指標(biāo)必須遵守國家的相關(guān)法律法規(guī)，包括《電磁輻射防護(hù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB8702－88）、《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB9175-88）、《中華人民共和國家環(huán)境保護(hù)法》、《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l理》。3.5GHz系統(tǒng)還應(yīng)滿足《3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定要求，發(fā)射功率小于35dBm，雜散輻射小于-50dBm/-40dBm（基站/終端站），從而保證無線輻射指標(biāo)滿足國家相關(guān)部門的要求，同時(shí)設(shè)備電磁兼容和安全特性應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
以下是兩個(gè)主要國家標(biāo)準(zhǔn)中對輻射的規(guī)定要求：
·根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)局批準(zhǔn)實(shí)施《電磁輻射防護(hù)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB8702－88）的規(guī)定要求，在頻率范圍3000～15000MHz內(nèi)，基站通過天線發(fā)射電磁波對周圍產(chǎn)生電磁輻射應(yīng)符合：保證基站周圍環(huán)境的公眾照射一天24小時(shí)內(nèi)導(dǎo)出限值功率密度低于0.47W/m2。
·根據(jù)衛(wèi)生部《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 9175-88)的規(guī)定要求，頻率300MHz～300GHz頻段內(nèi)，基站發(fā)射天線在居民覆蓋區(qū)內(nèi)，射頻輻射要求小于0.1W/m2。
在具體應(yīng)用中為盡可能減少干擾因素，3.5GHz的應(yīng)用要選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)并通過國家相關(guān)部門測試的系統(tǒng)設(shè)備，通過動(dòng)態(tài)功率控制功能來降低工作時(shí)電磁輻射值強(qiáng)度，同時(shí)運(yùn)營企業(yè)應(yīng)與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)管理部門的進(jìn)行聯(lián)合測試，確保系統(tǒng)在對群眾無不利影響的情況下正常運(yùn)行。
摘自 中國電信網(wǎng)
