3G規(guī)劃中TD-SCDMA與WCDMA的互干擾

要3G網(wǎng)絡(luò)在中國市場商用的決定性時(shí)刻已離我們越來越近，但是，主流的3大協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)由于其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與營運(yùn)氛圍各不相同，勢必會(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)飽和失真造成的干擾，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。

圖1  接收機(jī)原理

2、干擾確定性計(jì)算

這里網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所涉及到的網(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。

2.1TD-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＜-80Bm/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，具體如表1所示。

表1  加性噪聲干擾

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。

表2  阻塞指標(biāo)

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)，阻塞影響大于載波信號(hào)，因此留4dB余量取隔離度60 dB。

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度以上）。

2.2WCDMA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=-87 dBm/1.28 MHz。

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應(yīng)如表3所示。

表3  避免加性噪聲干擾所需的隔離度

如表3所示，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：

表4  TD-SCDMA基站對(duì)帶外阻塞要求

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62 dB。

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度以上）。

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度以上）。

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度以上）。

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)。