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简析CDMA对GSM网的干扰
一、概述中国联通的CDMA和GSM基站的频谱分配如图1所示由图1可知,中国联通的CDMA系统基站的发射频率为870880MHz,接收频率为〜825835MHz;GSM的接收频段为890908MHz(中国移动)和909915MHz(中〜〜〜国联通),发射频段为935953MHz(中国移动)和954960MHz(中国联通)〜〜从运行频段上看,CDMA的发射频段与GSM的接收频段比较接近,因此在站址选择及网络规划中如稍不恰当,势必造成对GSM的干扰,致使GSM系统接收性能下降(注干扰是相互的,但由于GSM的发射频段与CDMA的接收频段相差较远,且CDMA是自扩频通信系统,抗干扰性能较好,故GSM对CDMA系统造成的干扰可以忽略)CDMA系统设备一般在基站射频输出端有一宽带滤波器,滤波器的通带为869894〜MHz,通带外的衰减一般为20dB即使CDMA射频发射端采用宽带滤波器,当GSM与oCDMA网站距离较近时,仍会对GSM系统产生杂散干扰,甚至导致GSM宽带接收机趋向饱和而无法正常工作因此需要采取必要的措施,以减少GSM系统受杂散发射干扰的影响图1CDMA与GSM系统的频谱分配
2、网间干扰定性分析
2.1网间干扰类型前面已经提到,中国联通CDMA基站的发射功率采用870880MHz(A〜Band)o其第一载波中心频率为
878.49MHz(信道编号为283)在这种情况下,将会发生以下儿种类型的网间干扰•CDMA发射机的边带杂散噪声落入GSM接收带内;•CDMA发射机的交调产物落入GSM接收带内;•GSM带外的CDMA发射载波造成GSM接收机的灵敏度下降根据干扰的性质,CDMA对GSM系统的干扰可定义为杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰三种1杂散干扰CDMA发射信号直接或通过交调等方式间接作为带内噪声作用于GSM接收机上,造成GSM接收机灵敏度下降发射滤波器的滚降特性任何滤波器都不可能是理想的阶跃方式,导致CDMA系统总存在一定的带外辐射,这就是我们所说的发射杂散在890MHz附近的发射杂散正好落入GSM系统的接收频带内,这对GSM系统来说势必引入了另一种干扰,当这种干扰信号的电平超过GSM系统的接收灵敏度时,会导致其接收灵敏度、信噪比以及QoS等下降2互调干扰当有多个不同频率的信号加载到非线性器件时,非线性变换将产生许多组合频率信号,其中一部分可能落在接收机带内,造成对有用信号的干扰,该干扰就是互调干扰3阻塞干扰任何接收机都有一定的接收动态范围,在接收功率超过接收动态允许的最大功军电平时,会导致接收机饱和阻塞阻塞会导致接收机无法正常工作,长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降
2.2网间干扰分析1CDMA发射载波增加造成频谱内干扰•CDMA/GSM共站此时发射载波和扇区的增加都可能造成频谱内的干扰变大CDMA/GSM不共站在这种情况下,只有发射载波数量增加才可能导致频谱内干・扰增加2带宽转换因子CDMA载波带宽L25MHz,而GSM载波带宽200kHz,CDMA发射功率只有部分落入GSM带内,故对其干扰功率只能是其总功率的一部分,一般称其为带宽转换因子Bandwidth ConversionFactor带宽转换因子的计算公式为101g200/
1.25=-8dBo3基站的发射滤波特性无线射频通路上的双工器及合路器等对带外的信号具有一定的抑制能力,在不采用外部滤波器时在885MHz处对信号就具有35dB以上的衰耗量
3、网间干扰定量分析
3.1CDMA发射机的边带杂散噪声落入GSM接收带内CDMA基站具有较好的发射特性,其发射机的线性度以及带外杂散辐射等指标均远优于IS-97标准的要求当偏离中心频率1MHz时,信号已下降70dBo天线空间隔离公式如下垂直方向为28+40lg S/x;水平方向为22+20lg S/x-GT+GR其中S为天线隔离的空间;GT为发射天线增益;GR为接收天线增益;X为波长由计算可知,天线隔离要求见表1表1天线隔离要求一限离方式族率最小隔离要求最小空间要求MHz dB m水平
86043.
8166.5等直
88048.51J在各种干扰因素中,基站的发射滤波特性和天线的空间隔离距离是比较重要的因素,因此在条件允许的站址应尽量加大天线的隔离空间以保证足够的隔离度,留出更多的抗干扰余量在天线平台条件有限的站址,如果天线的垂直空间不能满足1m的要求,可考虑采用外部滤波器
3.2CDMA发射机的交调产物落入GSM接收带内在部分系统中,CDMA发射载波的边带噪声和交调产物采用相同的指标,故按照发射载波边带杂散辐射相同的分析方法,可得出与
3.1相同的结论
3.3CDMA发射载波造成GSM接收机灵敏度下降根据GSM标准GSM
05.05,Section
5.1可得出对带外阻塞和带内阻塞的要求1带外阻塞当f为100kHz860MHz时,带外阻塞V8dBm;・〜•当f为925935MHz时,带外阻塞VO dBm•当f为935MHz
12.75GHz时,〜〜带外阻塞<8dBm
(2)带内阻塞当I f-fO|为600800kHz时,带内阻塞V-26dBm;•〜当I f-fO|为800kHz3MHz时,带内阻塞VT6dBm;•〜当|f-fO|3MHz时,带内阻塞VT3dBm•通过计算,天线隔离要求见表2表2天线隔离要求二RI离方式版率MHz最小隔离要求(dB)■小空间要求(m)水平
88056.
8743.8塞A880615|23在以上计算中考虑了GSM系统接收端不加滤波器的情况一般来说,GSM系统的RX滤波器对880MHz的信号具有30dB的抑制作用,这对抗阻塞干扰有着非常大的帮助当考虑GSM系统接收端加装滤波器时,天线隔离要求见表3o表3天线隔离要求三隔离方式族率(MHzT1最小隔离要求()最小空间要求()dBm水平
8802682188031.5041以上分析都是基于多扇区、多载波且比较恶劣的情况实际上在CDMA网络建设的配置初期,系统干扰发生的可能性不大;随着系统的扩容,产生干扰的可能性增加,这样就必须认真考虑抗干扰的措施了值得注意的是,GSM移动台同样会对CDMA移动台产生干扰,机制同基站间的干扰但相对于基站间的干扰,情况并不严重,主要原因如下移动台位置的随机性较大;•两个移动台相互靠近的可能性较小;•路径衰耗和空间隔离距离是变化的;••移动台功率较低;在相互靠近的移动台中,交调产物落入CDMA接收带内的概率很低・
4、网间干扰解决方案针对上述几种网间干扰,可根据实际情况综合采用以下几种干扰措施•CDMA基站发端安装带通滤波器;•CDMA发端与GSM收端之间保留适当的保护带;•在CDMA发射天线与GSM接收天线之间保证足够的空间隔离(水平或垂直);•修改CDMA或GSM基站的频率规划;降低CDMA基站的发射功率;・•调整CDMA发射天线的倾角或水平方向角;•在GSM基站接收端安装带通滤波器在实际的工程实施中,应根据具体情况,逐一分析基站的干扰原因,并结合上述方法加以解决以下对实际工程中常用的、也是较有效的两种解决方法进行分析
4.1加装发射滤波器加装发射滤波器具有以下优点・如果在C网的发射通道中加装发射滤波器,对带外进行抑制,则可以减少C网对G网的杂散干扰;・如果在G网的发射通道中加装发射滤波器,对带外进行抑制,则可以减少G网对C网的杂散干扰;・减少对天线隔离度的要求,从而达到同站址建站的目的加装发射滤波器的缺点是基站的覆盖范围减小・.2加装接收滤波器加装接收滤波器具有以下优点如果在C网的接收通道中加装接收滤波器,对接收带外发射信号进行抑制,则可・以减少G网对C网的阻塞干扰;•如果在G网的接收通道中加装接收滤波器,对接收带外发射信号进行抑制,则可以减少C网对G网的阻塞干扰;工程安装时不用中断基站的正常工作・加装接收滤波器的缺点是不能消除发射落在接收带内的杂散,还会减少基站的覆盖范围。