CDMA發(fā)射頻段對GSM網(wǎng)的干擾

一、概述

中國聯(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（中國移動）和909～915 MHz（中國聯(lián)通），發(fā)射頻段為935～953MHz（中國移動）和954～960 MHz（中國聯(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)，勢必造成對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，仍會對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（信道編號為283）。在這種情況下，將會發(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GSM系統(tǒng)來說勢必引入了另一種干擾，當(dāng)這種干擾信號的電平超過GSM系統(tǒng)的接收靈敏度時，會導(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)有多個不同頻率的信號加載到非線性器件時，非線性變換將產(chǎn)生許多組合頻率信號，其中一部分可能落在接收機(jī)帶內(nèi)，造成對有用信號的干擾，該干擾就是互調(diào)干擾。
（3）阻塞干擾
任何接收機(jī)都有一定的接收動態(tài)范圍，在接收功率超過接收動態(tài)允許的最大功率電平時，會導(dǎo)致接收機(jī)飽和阻塞。阻塞會導(dǎo)致接收機(jī)無法正常工作，長時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帶外的信號具有一定的抑制能力，在不采用外部濾波器時在885 MHz處對信號就具有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，信號已下降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。
由計算可知，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，帶外阻塞＜8 dBm；
●當(dāng)f為925～935 MHz時，帶外阻塞＜0 dBm：
●當(dāng)f為935 MHz～12.75 GHz時，帶外阻塞＜8 dBm。
（2）帶內(nèi)阻塞
●當(dāng)∣f-f0∣為600～800 kHz時，帶內(nèi)阻塞＜-26 dBm；
●當(dāng)∣f-f0∣為800 kHz～3 MHz時，帶內(nèi)阻塞＜-16 dBm；
●當(dāng)∣f-f0∣＞3 MHz時，帶內(nèi)阻塞＜-13 dBm。
通過計算，天線隔離要求見表2。

表2　天線隔離要求二

在以上計算中考慮了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880 MHz的信號具有30 dB的抑制作用，這對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，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移動臺同樣會對CDMA移動臺產(chǎn)生干擾，機(jī)制同基站間的干擾。但相對于基站間的干擾，情況并不嚴(yán)重，主要原因如下：
●移動臺位置的隨機(jī)性較大；
●兩個移動臺相互靠近的可能性較小；
●路徑衰耗和空間隔離距離是變化的；
●移動臺功率較低；
●在相互靠近的移動臺中，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，對帶外進(jìn)行抑制，則可以減少C網(wǎng)對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，對帶外進(jìn)行抑制，則可以減少G網(wǎng)對C網(wǎng)的雜散干擾；
●減少對天線隔離度的要求，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，對接收帶外發(fā)射信號進(jìn)行抑制，則可以減少G網(wǎng)對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，對接收帶外發(fā)射信號進(jìn)行抑制，則可以減少C網(wǎng)對G網(wǎng)的阻塞干擾；
●工程安裝時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，還會減少基站的覆蓋范圍。


   來源：電信技術(shù)