TD-SCDMA异系统干扰分析

异系统干扰分析 课程目标： 了解互干扰的主要类型 互干扰的理论分析方法 TD SCDMA 与其他几种系统的隔离情况 采取的隔离措施 隔离度的估算 参考资料 ： 罗鹏飞 TD-SCDMA 与 PHS 互干扰研究及解决方案建议（内部讨论稿） .doc 罗鹏飞 TD-SCDMA 与 WCDMA 互干扰研究及解决方案建议（内部讨论稿） .doc i 目 录 异系统干扰分析 . i 第 1 章 前言 . 3 第 2 章 术语、定义和缩略语 . 4 2.1 术语、 定义 . 4 2.2 缩略语 . 4 第 3 章 干扰的基本原理 . 6 3.1 干扰的定义 . 6 3.2 干扰的分类 . 8 3.2.1 加性噪声干扰 . 8 3.2.2 交调干扰 . 8 3.2.3 阻塞干扰 . 10 3.2.4 邻道干扰 . 11 第 4 章 互干扰理论分析方法 .13 4.1 加性噪声干 扰理论分析方法 .13 4.2 阻塞干扰理论分析方法 .14 4.3 交调干扰理论分析方法 .15 4.4 邻道干扰理论分析方法 .16 第 5 章 各系统互干扰研究结论 .17 5.1 TD 和 WCDMA.17 5.2 TD 和 CDMA .17 5.3 TD 和 GSM .18 5.4 TD 和 PHS .18 第 6 章 互干扰解决措施 .20 6.1 外场干扰解决措施 .20 6.1.1 干扰源与被干扰系统属于同一运营商 . 21 6.1.1.1 共站址方式下共天馈方案 . 21 6.1.1.2 共站址方式下共馈线方案 . 22 6.1.1.3 加装滤波器方案 . 23 6.1.1.4 调整天线的工程隔离方案 . 24 6.1.1.5 屏蔽铁丝网方法 . 24 6.1.2 干扰源与被干扰系统不属于同一运营商时 . 24 6.1.2.1 被干扰基站加装滤波器方案 . 25 6.1.1.2 调整天线的工程隔离方案 . 25 6.1.1.3 屏蔽铁丝网方法 . 25 -ii- 6.2 室内分布系统中干扰解决方案 .25 6.2.1 干扰源与被干扰系统属于同一个运营商 . 26 6.2.1.1 干扰源与被干扰系统直接合路的方式 . 26 6.2.1.2 干扰源与被干扰系统加滤波器直接合路的方式 . 27 6.2.1.3 干扰源与被干扰系统以收发分缆方式合路 . 28 6.2.2 干扰源与被干扰系统不属于同一运营商 . 29 6.2.2.1 被干扰基站加装滤波器方案 . 29 6.2.2.2 干扰源与被干扰系统分天馈方案 . 29 第七章 空间隔离估算 .31 7.1 水平隔离 . 32 7.2 垂直隔离 . 34 7.3 倾斜架设时的隔离 . 35 -3- 第 1章 前言 知识点 课题研究背景 随着 3G 脚步的日益临近，各大运营商在对自己目前的网络加大优化力度的同时，都面临着如何更好与后续 3G 系统相兼容的问 题。以中国电信，中国网通为例，都在从成本代价最小、工程最具操作性、对 PHS 网络影响最小的角度出发，寻求解决 3G 网络建设中存在的 PHS 对 3G 干扰问题的解决方案。政府主管部门也在密切关注并通过行业标准化组织来研究和制订符合国情的最佳 3G 决策方案和政策规定。 中兴通讯在业界是同时拥有有 PHS、 TD-SCDMA、 GSM、 CDMA2000、WCDMA系统的制造商，为保证我司在 3G的国家标准和政策方面的有利地位，维护公司各产品线的利益，按公司的统一部置，借助我司在业界产品齐全的得天独厚条件，中兴移动事业部和技术中心组织 了相关的标准化研究工作和内部研究试验工作，为 TD-SCDMA与 其他网络 共存拿出准确的、科学的、有说服力的研究结果和解决办法，并以此来积极引导和协助政府主管机构的干扰研究工作，并对公司下一步的 3G网络建设提供工程指导。 如何实现 TD-SCDMA和其他各种系统网络的融合和共存，成为所有运营商共同关心和研究的重大课题，这个问题如果解决得当，可以极大地节省投资，有效控制风险，使运营商投资获利最大化，会产生巨大的社会经济效益，意义非常重大。 -4- 第 2章 术语、定义和缩略语 知识点 提示本节含盖的知识点 2.1 术语 、定义 灵敏度：是指在测试条件下接收机所能够接收最小信号的能力。 信噪比：是指信号功率与噪声功率之比，通常是以 dB 形式来表示。 OIP3：输出三阶截止点。 IIP3：输入三阶截止点。 2.2 缩略语 本文件应用了表 1 的缩略语 表 1 英文缩写 英文全称 中文全称 3G 3rd Generation 第 3 代 (移动通信系统 ) ACS Adjacent Channel Selectivity 邻道选择性 AGC Automatic Gain Control 自动增益控制 ANT Antenna 天线子单元 BW Band Width 带宽 FDD Frequency Division Duplexing 频分双工 IF Intermediate Frequency 中频 IIP3 Input third Interception Point 输入三阶互调截断点 IP3 third Interception Point 三阶互调截断点 LNA Low Noise Amplifier 低噪声放大器 LPA Linear Power Amplifier 线性功放子单元 LOS Line of sight 视野 NF Noise Figure 噪声系数 -5- 英文缩写 英文全称 中文全称 OIP3 Output third Interception Point 输出三阶截断点 PHS Personal Handy phone System 个人手持电话系统（小灵通） RF Radio Frequency 射频 RSSI Received Signal Strength Indicator 接收信号场强指示 Rx Receiver 接收机 SNR Signal to Noise Ratio 信噪比 VSWR Voltage Standing Wave Ratio 电压驻波比 WCDMA Wide-band Code Division Multiple Access 宽带码分多址 -6- 第 3章 干扰的基本原理 知识点 干扰的定义 干扰的几种类型 3.1 干扰的定义 干扰的产生是多种多样的，某些专用无线电系统占用没有明确划分的频率资源、不同运营商网络配置不当、收发滤波器的性能、小区重叠、环境、电磁兼容（ EMC）以及有意干扰，都是移动通信网络射频干扰产生的原因。系统间干扰类型主要有：加性噪声干扰、邻道干扰、交调干扰、阻塞干扰。 不同系统之间的互干扰原理，与干扰和被干扰两个系统之间的特点以及射频指标紧紧相关。但从最基本来看，不同频率系统间的共存干扰，是由于发射机和接收机的非完美性造成的。发射机在发射有用信号时会产生带外辐射，带外辐射包括由于调制引起的邻频辐射和带外杂散辐射。接收机在接收有用信号的同时，落入信道内的干扰信号可能会引起接收机灵敏度的损失，落入接收带宽内的干扰信号可能会引起带内阻塞；同时接收机也存在非线性，带外信号（发射机有用信号）会引起接收机的带外阻塞。 图 是一个典型的干扰链路原理框图： 强 干 扰 信 号加 性 噪 声干 扰 信 号空 间 隔 离干 扰 源发 射 机被 干 扰接 收 机滤 波 器 图 1 干扰链路原理框图 -7- 从图 1 可知 ,干扰源的发射信号（阻塞信号、加性噪声信号）从天线口被放大发射出来后，经过了空间损耗 L，最后进入被干扰接收机。如果空间隔离不够的话，进入被干扰接收机的干扰信号强度够大，将会使接收机信噪比恶化或者饱和失真。因此干扰分析的原理就是首先计算接收机能容忍的干扰信号强度门限，然后和发射机发射的干扰信号强度（已知）比较，得到最低的空间隔离度要求，最后换算为空间距离。 图 2 是一个典型的收发信机的原理框图： 图 2 收发信机的原理框图 共存系统的干扰可以用广义的邻道干扰比 ACIR 来衡量： A C SA C L RA C IR 111 公式 1 其中邻道泄漏比 ACLR 是指邻道（或者带外）发射信号落入到被干扰接收机通带内的能力，定义为发射功率与相邻信道（或者被干扰频带）上的测得功率之比。邻道选择性 ACS 是指在相邻信道信号存在的情况下，接收机在其指定信道频率上接收有用信号的能力，定义为接收机滤波器在指定信道频率上的衰减与在相邻信道频率上的衰减的比值。由此可见，提高邻频共存系统的系统性能，抑制共存干扰，需要从改善射频发射机的发射性能和射频接收机的接收性能两个方面考虑，降低干扰系统的邻道泄漏功率和提高接收机对邻道干扰的抑制能力。 在具有一定隔离带宽的条件下，可以利用两个系统之间的 ACIR 值，计算被干扰系统收到来自干扰系统发送功率的杂散干扰和邻道泄漏干扰功率值，将该干扰功率值与被干扰系统本身的自干扰相叠加，研究被干扰系统的容量、覆盖等等方面的损 失，同时研究消除干扰所需要的隔离度值。 -8- 3.2 干扰的分类 3.2.1加性噪声干扰 干扰源在被干扰接收机工作频段产生的噪声，包括干扰源的杂散、噪底、发射互调产物等，使被干扰接收机的信噪比恶化，称为干扰源对被干扰接收机的加性噪声干扰。 P H S 信号 频率（ M H z ） 1915 带外杂散 2010 幅度 图 3 加性噪声干扰示意图 按照业界惯例，以灵敏度恶化 1dB 为干扰判断准则（有些厂家采用灵敏度恶化 0.1dB 的准则过于苛刻，不推荐）。通过公式 1 和 2 可以计算允许到达接收机的加性噪声干扰信号强度： )101lo g (10 10 NI rS 公式 1 可知 ： )110lo g (10 10 Sr NI 公式 2 其中 S 为灵敏度恶化值（这里取 1dB）， Ir 为允许到达接收机的加性噪声干扰信号强度， N 为接收机底噪。 3.2.2交调干扰 接收机的交调杂散响应衰减用于衡量在有两个干扰连续波（ CW）存在的情况下、接收机接收其指定信道输入调制 RF 信号的能力。这些干扰信号的频率与有用输入信号的频率不同，可能是接收机非线性元件产生的两个干扰信号的 n阶混频信号， 最终在有用信号的频带内产生第三个信号。 -9- 接收机的二阶和三阶截止点是表示特定射频电路或系统的两个非常重要的线性指标。通过这两个指标能够预测接收机的交调 (IM)特性，而交调特性描述了射频装置对相邻信道或邻近信道的抗干扰性。对于传统的超外差二次变频接收机，仅存在三阶交调干扰；对于采用直接下变频方案的接收机，二阶和三阶交调干扰都应考虑。鉴于目前的通信系统基站基本采用的都是超外差接收机，因此这里只介绍三阶交调情况下对传统接收机的干扰情况。 在与移动基站所推荐的最低性能标准有关的无线规范中，接收机的交调 (IM)特性在技 术上被纳入两个主题：接收机的交调杂散响应衰减和接收机对杂散响应干扰采取的保护。接收机的交调杂散响应衰减是在有两个干扰连续波（ CW）存在的情况下接收机接收其指定信道输入调制 RF 信号的能力。这些干扰信号的频率与有用输入信号的频率不同，可能是接收机非线性元件产生的两个干扰信号的 n 阶混频信号，最终在有用信号的频带内产生第三个信号。 三阶交调产生的干扰 。 作为接收机前端三阶混频的结果，频率为 f1 和f2 的两个信道外的连续波引入一个三阶交调成分，频率等于 (2f1 + f2)，它将落入开启信道的有用信号频带内 (图 4)。这一带 内三阶交调 (IM3)产物降低了输入到接收机解调器的载干比 (C/I)。按照斜率为 3:1 的直线 (如图 4b)，输入 IM3 产物的电平 (IIM3， dBm)可以用下面的等式计算，其中包括接收机的总输入 IP3(IIP3， dBm)和两个信道外 CW 信号的输入功率 (PI， dBm)。 3*2*33 IIPPIIM I （ dBm） -10- 图 4. 由两个信道外 CW信号产生的 IM3产物对带内信号造成干扰 (a)。三阶截止点 (IP)的定义 (b)。 在图 2 所示接收机的结构中，信道外 CW 干扰带来的 IM3 产物产生于低噪声放大器 (LNA)，第一级混频器， IF 放大器，第二级混频器以及 IF 限幅放大器中。所有的 IM3 产物在解调器的输入端累加，相当于在接收机的输入端出现了一个等效的带内 IM3 产物 (IIM3)。使 IF 放大器、第二级混频器和IF 限幅放大器的 3 阶 IM 分量达到最小可以减小这个成为带内干扰的 IM3产物，而这一目标可以通过在第一级混频器后面的 IF 滤波器 (IF 滤波器 #1)中提高对那些信道外干扰的 IF 选择性 (S)实现。注意，滤波器的选择性 (S)代表 IF 滤波器 1 在阻带内对信道外干扰的衰减，它相对于滤波器通带插入损耗 (IL)。所以， IF 滤波器阻带内对信道外 CW 信号的总抑制 (R， dB)可以定义为 R = -(IL + S)。 IF 滤波器的选择性降低了后续接受电路对三阶失真和动态范围的要求，因此，为降低等效的带内 IIM3 可以对接收机总的 IIP3 进行优化，以满足接收机解调信噪比的要求。 3.2.3阻塞干扰 阻塞干扰是指当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时，强干扰会使接收机 链路的非线性器件饱和，产生非线性失真。只有有用信号，在信号过强时，也会产生振幅压缩现象，严重时会阻塞。产生阻塞的主要原因是器件的非线性，特别是引起互调、交调的多阶产物，同时接收机的动 -11- 态范围受限也会引起阻塞干扰。 干扰源 接收机 功率 强 干 扰 信号 有用信号 饱和失真噪声 接收机 图 5 阻塞干扰示意图 分析阻塞干扰对系统工作的影响可以从系统协议出发，协议对接收机的抗阻塞特点都有明确的规定。不同系统间主要是带外阻塞干扰，因此分析的同时需要关注该系统基站的前端滤波器特性。 3.2.4邻道干扰 在接收机第一邻频存在的强干 扰信号，由于滤波器残余、倒易混频和通道非线性等原因，引起的接收机性能恶化，称为邻道干扰。通常用 ACS指标来衡量接收机抗邻道干扰的能力。 邻 道 干 扰信 号有 用 信 号S i g n a l L e v e l( d B m )F r e q u e n c y( M H z )1 9 1 5 1 9 2 0 1 9 2 5- 5 2- 1 1 5滤 波 器 残 余 图 6 邻道干扰示意图 邻道干扰究其本质，依然是带外强信号引起有用信号带内的噪底抬升，可以看作是一种特殊的加性噪声干扰，引起邻道干扰的具体原因如下， -12- 一、由于模拟通道的非线性产生的噪声。当有用信号和邻道干扰信号经过模拟通道时，由于通道的非线性而产生的交调产物。可以通过降低邻道干扰信号强度和提高通道的线性度来降低该部分 噪声功率。 二、邻道信号经过滤波器之后的残余噪声功率（见图 6）。经过滤波器之后，因为滤波器的波形非理想矩形，所以邻道信号在有用信号带内会有一部分残余功率。要降低这部分噪声，需要提高数字滤波器的矩形系数。 三、混频器的倒易混频。邻道信号进入混频器后，与本振的噪声混频所产生的干扰信号，有可能落在有用信号带内，也有可能落在中频内，都会提高噪声功率引起信噪比的恶化。倒易混频是利用混频器的正常混频作用完成的，而不是其他非线性的产物，倒易混频的影响也可以看成是因干扰而增大了混频器的噪声系数，干扰越强，本振噪声越大，倒易 混频的影响就越大。因此在高性能接收机中，必须考虑倒易混频，抑制措施除了降低邻道干扰信号的强度外，主要是提高本振的频谱纯度。 四、在 ADC 或数字处理部分产生的噪声。由于 ADC 的非线性和采样时的量化噪声引起，可以通过提高 ADC 的 SNR 来降低该部分噪声功率。 五、由于 ADC 实际上也是一个混频器，所以也会产生本振倒易混频噪声。噪声的产生机理和模拟通道混频器一样，要降低这部分噪声必须降低邻道干扰信号强度和提高数字本振的频谱纯度。 -13- 第 4章 互干扰理论分析方法 知识点 干扰类型的分析方法 在干扰计算之前，要对干 扰源进行定位和干扰类型判断，然后根据系统特点进行干扰确定性计算，确定规避干扰所需要的空间隔离度，再与系统间隔离度进行比较可以初步掌握系统受干扰的程度。 4.1 加性噪声干扰理论分析方法 干扰源在被干扰接收机工作频段产生的噪声，包括干扰源的杂散、噪底、发射互调产物等，使被干扰接收机的信噪比恶化，称为干扰源对被干扰接收机的加性噪声干扰。 根据公式 3 接收机灵敏度方程 : Sensitivity(dBm)=N(dBm)+SNR(dB) 公式 3 其中， Sensitivity 为接收机灵敏度， N 为接收机底 噪， SNR 为解调信噪比。 按照业界惯例，以灵敏度恶化 1dB 为干扰判断准则。通过公式 1 和 2可以计算允许到达接收机的加性噪声干扰信号强度： )101lo g (10 10 NI rS 可知 ： )110lo g (10 10 Sr NI = N-5.87 其中 S 为灵敏度恶化值（这里取 1dB）， Ir 为允许到达接收机的加性噪声干扰信号强度， N 为接收机底噪。 此时我们可以计算规避干扰所需要的空间隔离度为： IrSD -14- 其中 D 为规避干扰需要的空间隔离度， S 为干扰源发射机杂散， Ir 为允许到达接收机的加性噪声干扰信号强度。 举例： WCDMA 基站灵敏度 -121dBm，接收机解调信噪比假设为-18dB， 3GPP 协议对 TD-SCDMA 基站发射机带外杂散辐射的指标规定如下： -80dBm/3.84MHz(19201980MHz) 则以 WCDMA 基站灵敏度恶化 1dB 为干扰判断准则， 因此理论计算规避 TD 基站对 WCDMA 基站加性噪声干扰需要的隔离度为： WCDMA 基站接收机灵敏度 WCDMA基站接收机噪底 WCDMA 基站灵 敏 度 下 降1dB 所需要的外加噪声 消除加性噪声干扰所需要的隔离度 -121dBm -103dBm/3.84MHz -108.87dBm/3.84MHz -80-(-108.87)=28.87dB 4.2 阻塞干扰理论分析方法 规避阻塞干扰的隔离度计算通常是以系统协议为准，将协议规定的阻塞干扰信号大小与干扰源天线口最大发射功率相减，即得到规避阻塞干扰所需要的隔离度。 需要注意的是，系统协议对阻塞指标的规定都是基于最低要求，大部分的厂家做产品时都会考虑优于协议性能，对于阻塞干扰 来说也是这样，产品的抗阻塞指标往往好于协议指标很多，尤其对于带外阻塞，抗干扰能力主要取决于基站前端的双工器。 3GPP 协议规定的 WCDMA 基站抗阻塞指标如下： 3GPP 协议对 WCDMA 基站抗阻塞性能的规定 -15- 协议没有考虑 TD-SCDMA 与 WCDMA 基站共存的阻塞干扰要求。 根据 TD-SCDMA 基站最大发射功率 41dBm，考虑两系统天线间至少应有20dB 的传播损耗，则规避对 WCDMA 基站阻塞干扰所需 41-20-（ -40） =61dB。 4.3 交调干扰理论分析方法 规避交调干扰的隔离度计算通常是以系统协议为准，将协议规定的交调干扰源信号大小与干扰源天线口最大发射功率相减，即得到规避干扰所需要的隔离度。 下图是交调干扰发生的示意图： 交 调 干 扰 源信 号空 间 隔 离干 扰 源发 射 机被 干 扰接 收 机交 调 产 物被 放 大 的 干 扰 源信 号 图 27 交调干扰发生示意图 需要注意的是，系统协议对交调指标的规定都是基于最低要求，大部分的厂家做产品时都会考虑优于协议性能，对于交 调干扰来说也是这样，Center Frequency of Interfering Signal Interfering Signal Level Wanted Signal Level Minimum Offset of Interfering Signal Type of Interfering Signal 1920 - 1980 MHz -40 dBm -115 dBm 10 MHz WCDMA signal with one code 1900 - 1920 MHz 1980 - 2000 MHz -40 dBm -115 dBm 10 MHz WCDMA signal with one code 2000 - 12750 MHz -15 dBm -115 dBm CW carrier -16- 产品的抗交调指标往往好于协议指标，抗交调干扰能力主要取决于基站接收机链路的线性指标。 举例： 3GPP 协议对 WCDMA 基站带外交调干扰信号的要求为： Interfering Signal Level Offset Type of Signal - 48 dBm 10 MHz CW signal - 48 dBm 20 MHz WCDMA signal with one code -115 dBm Wanted signal 假设干扰源基站最大发射功率为 A，按照协议，规避交调干扰需 要的空间隔离度为（ A-（ -48） dB。 4.4 邻道干扰理论分析方法 规避邻道干扰的隔离度计算通常是以系统协议为准，将协议规定的邻道干扰信号大小与干扰源天线口最大发射功率相减，即得到规避干扰所需要的隔离度。 比如 3GPP 协议规定的 WCDMA 接收机抗邻道干扰指标为： Parameter Level Unit Wanted signal -115 dBm Interfering signal -52 dBm 假设干扰源最大发射功率为 A dBm，则规避邻道干扰所需要的隔离度 : D =（ A-（ -52） dB。 -17- 第 5章 各系统互干扰研究结论 知识点 了解各系统的理论隔离度 隔离距离 理论上各系统隔离度要求如下： 隔离度要求 GSM CDMA PHS WLAN TD WCDMA 35 79 70 80 62 GSM 60 68 80 34 CDMA 74 80 77 PHS 80 80 WLAN 80 5.1 TD 和 WCDMA 理论分析 TD-SCDMA 与 WCDMA 共存需要的空间隔离距离 TD-SCDMA与 WCDMA 共存 空间隔离度要求 (dB) 62 垂直隔离时距 离要求 1.1m 水平隔离时距离要求 （理想条件下两系统天线无正对增益时） 16m 水平隔离时距离要求 （ TD 采用全向天线 11dBi 增益，与 WCDMA 天线主瓣背向时） 55m 水平隔离时距离要求 （考虑最恶劣情况天线有正对增益时） 1.2km 5.2 TD 和 CDMA 理论分析 TD-SCDMA 与 CDMA 共存需要的空间隔离距离 TD-SCDMA 与 CDMA 共存 空间隔离度要求 (dB) 77 -18- 垂直隔离时距离要求 2.5m 水平隔离时距离要求 （理想条件下两系统天线无正对增益时） 210m 水平隔离 时距离要求 （考虑最恶劣情况天线有正对增益时） 11.8km 5.3 TD 和 GSM 理论分析 TD-SCDMA 与 GSM 共存需要的空间隔离距离 TD-SCDMA 与 GSM 共存 空间隔离度要求 (dB) 34 垂直隔离时距离要求 0.5m 水平隔离时距离要求 （理想条件下两系统天线无正对增益时） 1.3m 水平隔离时距离要求 （考虑最恶劣情况天线有正对增益时） 66.5m 5.4 TD 和 PHS 理论分析 TD-SCDMA 与 PHS 共存需要的空间隔离距离 TD-SCDMA 与 PHS 共存 空间隔离度要求 (dB) 80 垂直隔离时距离要求 3.15m 水平隔离时距离要求 （理想条件下两系统天线无正对增益时） 125.5m 水平隔离时距离要求 （考虑最恶劣情况天线有正对增益时） 2.8km 对 TD-SCDMA 和 PHS 的设备指标分析，我们可以得出以下结论： 1） TD-SCDMA 与 PHS 共存的最主要干扰是 PHS 基站对 TD-SCDMA基站的加性噪声干扰，需要的隔离度约为 8086dB；链路预算分析的仿真结果隔离度 MCL 为 75dB 时，要求 PHS 基站的 ACLR 为 84dB，考虑到 -19- PHS 基站的 ACLR 按协议要求为 77dB，且假设的 PHS 基站密度比实际情况稀疏，因此建议留 711dB 余量，隔离度要求与理论计算结果一致。此隔离度要求工程上很难保证。 理论分析结果考虑最恶劣情况，但是智能天线、基站同步等问题均没有考虑进去，实际情况中的干扰情况会比理论分析低一些。 -20- 第 6章 互干扰解决措施 知识点 外场隔离措施 室内分布干扰隔离措施 掌握了干扰情况，就得确定解决方案，并最终解决系统间的互干扰问题。进入解决方案阶段，应考虑根据前面掌握的干扰情况，结合运营商要求进行方案选择。 6.1 外场干扰解决措施 外场干扰解决应按以下流程 进行： 国 家 政 策网 络 规 划 需求 收 集覆 盖 容 量 预算 ， 站 点 预 规划站 点 勘 察 ；勘 察 表 信 息站 点 筛 选拓 扑 优 选网 规 设 计报 告干 扰 站 点 分 布 信 息资 料 （ 电 信 ） ；覆 盖 和 容 量 方 面 的需 求 。链 路 预 算 规模 预 算 ； 确定 干 扰 余 量等 参 数 。仿 真 及 外 场测 试 结 论频 率 保 护 带 规 定 ，运 营 商 频 率 划 分 ；网 间 隔 离 度 规 定干 扰 源 站 点 信 息表 ； 用 户 需 求 表 。国 家 频 率 政 策运 营 商 要 求邻 近 干 扰 源 站点 隔 离 度 的 估算 和 站 点 优 选被 干 扰 站 点 与 P H S 隔 离度 的 实 测 记 录 ； 网 规 勘察 表提 出 相 应 的 网 规 解 决 措施 （ 根 据 不 同 干 扰 源 设备 的 干 扰 门 限 要 求 ） 图 39 外场干扰解决流程 -21- 外场的干扰是一个非常复杂和重要的工作，每一阶段都必须输入具体准确的数据输出相关的阶段性报告，经过多方协调认证后方可进入下一个阶段。 干扰源系统和被干扰系统是否同属于一个运营商，对于干扰解决措施的选择来说有非常重大的意义，其间涉及到运营商间协调，工程难度和建设成本等多个问题。 以下分类描述： 6.1.1 干扰源与被干扰系统属于同一运营商 干扰源与被干扰系统属于同一运营商时，协调工作和解决方案实施都有极大的便利，在外场 可以采用共站址方式降低建站成本和工程难度。一般情况下干扰源系统网络已经存在，而且建设比较成熟，对于后续的系统网络建设来说，原有的网络是非常重要的资源。因此，在进行新系统建网过程中，首先，需要充分利用现有网络资源，使得新系统网络建设能够更经济、更快速；其次，需要对新老系统共享网络资源所引入的问题进行分析和研究，在保证各自网络稳定运行的前提下进行资源共享。 系统间共站址方式建设可减少新建站址数量，充分利用机房、铁塔、天面等资源，从而节约建站成本，并提高新系统网络建设效率。同时，应针对各预规划站点的干扰，在附近选 取多个备用站址，尽可能利用空间隔离来消除与原有系统的互干扰，在新系统的覆盖保证和原有系统互干扰消除成本这对矛盾之间取得兼顾。 确定共站址方式后，可以采用比如共天馈的干扰解决方案；如果无法共站址，则需要对干扰源和被干扰系统做专门的技术处理（比如加装滤波器），以下详述： 6.1.1.1 共站址方式下共天馈方案 将干扰源系统与被干扰系统共天馈系统（见图 40），可以利用合路器达到系统间隔离的目的，而只用一套天馈系统又降低了工程建设难度和成本。 -22- 被 干 扰 基 站干 扰 源 基 站合路器馈 缆基 站 天 线 图 40 共天馈 方案示意 共天馈系统的方案要求两系统（或者多系统）对天线要求一致，比如增益、极化方式和下倾角度等，同时必须都是宏蜂窝或者微蜂窝组网，否则采用该方案将大大影响原系统覆盖，得不偿失。 目前在外场共天馈方式使用比较少，因为各系统的网络规划对天线的要求均有所不同，只有在室内分布系统多采用此方式。 6.1.1.2 共站址方式下共馈线方案 共馈线方案将是 3G 网络建设采用较多的方式，发射信号时将共站的两系统信号通过合路器合成到一根馈缆后传输，到达天线之前再通过分路器（合路器反接）将不同系统的信号分开，从各自的天线系统辐射， 接收状态下则反之（见图 41）。 被 干 扰 基 站干 扰 源 基 站合路器分路器馈 缆被 干 扰 系统 天 线干 扰 源 系统 天 线 图 41 共馈线方式示意图 采用多个系统共用馈线系统，减少了馈线的数量，降低了新系统施工难度，降低了新系统的建站成本。两个合路器叠加相当于获得了更高的隔离度，大大降低互干扰水平，比如 GSM 和 WCDMA 系统采用此种共站方式，其天线系统只要有物理间距即可共存。 同时共馈线方案也存在一些问题： 1）新系统安装需影响原有系统，必须将新系统与旧系统利用合路器连接在一起。 2）加入多个合路器，增大了原有系统的天馈部分的损耗，对 原系统的覆 -23- 盖有一定的影响。 6.1.1.3 加装滤波器方案 加装滤波器方案适用于外场的任何情况，尤其是当干扰源系统和被干扰系统无法共站时，只能考虑对基站进行单独处理。 滤波器加装位置不同有着不同的作用：干扰源加装带通滤波器可以降低干扰源基站的带外辐射和互调产物，被干扰基站加装带通滤波器可以降低进入接收机的阻塞干扰信号水平（见图 42），在互干扰严重的情况下，需要对干扰源和被干扰基站双管齐下，才能解决干扰问题。 被 干 扰 基 站干 扰 源 基 站干 扰 源 频 段带 通 滤 波 器基 站 天 线被 干 扰 频 段带 通 滤 波 器基 站 天 线干 扰 信 号 图 42 加装滤波器方案示意 系统共站或者共 存时都可以采取该方案，工程难度低，较易操作。可以根据干扰的情况（杂散干扰为主或者阻塞干扰为主）来选择加装滤波器的位置。 该方案需要注意的地方在于： 1）滤波器有一定的插损，将会影响原有系统的覆盖。 2）滤波器的成本是需要考虑的重点，对于频率间隔较大的系统，滤波器的隔离度比较容易做，成本也较低；而对于频率间隔小的系统，比如PHS和 TD-CDMA，滤波器的隔离度与成本紧密联系，过高的滤波器成本将使方案毫无意义，此时对滤波器的成本以及改造基站的比例进行综合分析，得到最合适的，运营商可以接受的方案。 -24- 6.1.1.4 调整天线的工程隔离方案 依靠调整天线位置增大系统间的隔离度。比如增大两系统间的垂直隔离距离，可以有效的增加空间隔离度。另外，如果干扰源处于被干扰系统下方一定高度时，比如 PHS 和 TD-CDMA 系统，可以考虑将干扰源天线更换为上副瓣抑制较大的天线来获取更高的空间隔离度。 在共馈线和加装滤波器方案均不可行时可以考虑采用该方案。 由于调整天线将影响系统的覆盖，造成网络性能恶化。特别是规避干扰需要的隔离距离较大时，对原系统的覆盖会造成很大的影响。因此我们建议：遇到此问题时尽可能通过其他如加装滤波器的方案解决干扰问题，工程隔离方案对系统网络性能都有较大影响，不推荐使用。 6.1.1.5 屏蔽铁丝网方法 加了铁丝网的天线可以 增加天线的前后比 ，通过这种方法 来规避干扰。 图 43 是 在外场应用的加了铁丝网的天线 ，铁丝网的孔径为 0.5cm。 图 43 加了铁丝网的天线 6.1.2 干扰源与被干扰系统不属于同一运营商时 干扰源与被干扰系统不属于同一运营商时，应坚持首先考虑协调的原则，因为网络建设中，在保证网络质量的前提下，工程难度和成本是最重要的，运营商间充分的沟通协调如果可以达成协议的话允许系统共站或者干扰源进行改造的话，将会是双赢的 局面。 如果运营商间协调不一致，只能单方面对被干扰基站进行调整。建议采取如下方案： -25- 6.1.2.1 被干扰基站加装滤波器方案 原理同 6.1.1.3 节，单方面给被干扰基站加滤波器只能解决阻塞干扰问题，如果系统间存在杂散和交调干扰，则需要采取其他方式规避干扰。 6.1.1.2 调整天线的工程隔离方案 原理同 6.1.1.4 节，调整天线位置可以获得更多的空间隔离度，尤其是利用垂直隔离，但是会以牺牲系统的覆盖性能为代价。 调整天线结合加装滤波器方案可以解决一般的系统干扰问题，但是如果干扰源干扰严重时，建议搬站，采用其他备选站点。 6.1.1.3 屏 蔽铁丝网方法 原理同 6.1.1.5 节。 6.2 室内分布系统中干扰解决方案 室内分布系统中的干扰解决应按以下流程进行： 需 求 收 集阶 段工 程 勘 察阶 段方 案 设 计阶 段方 案 实 施阶 段工 程 监 测优 化 阶 段 图 43 室内分布系统中互干扰解决流程 -26- 室内分布系统中的干扰解决是一个非常复杂和重要的工作，每一阶段都必须输入具体准确的数据输出相关的阶段性报告，经过多方协调认证后方可进入下一个阶段。 干扰源系统和被干扰系统是否同属于一个运营商，对于室内分布系统中干扰解决措施的选择来说有非常重大的意义，其间涉及到运营商间协调、工程难度和建设成本等 多个问题。 以下分类描述： 6.2.1干扰源与被干扰系统属于同一个运营商 与外场情况一样， 干扰源与被干扰系统属于同一运营商时，协调工作和解决方案实施都有极大的便利，可以采用共室内分布的方式降低建站成本和工程难度。一般情况下干扰源系统的室内覆盖网络已经存在，而且建设比较成熟，对于后续的系统网络建设来说，原有的网络是非常重要的资源。因此，在进行新系统建网过程中，首先，如果原有覆盖系统的工作频段包括了新系统的工作频段，则可以充分利用原有网络资源，使得新系统网络建设能够更经济、更快速；其次，需要对新老系统共享网络资 源所引入的问题进行分析和研究，在保证各自网络稳定运行的前提下进行资源共享。如果原有覆盖系统不能满足新系统的工作频段要求，则需要考虑更换其中的窄带设备，或者单独为新系统建设室内分布系统。 系统间共室内分布方式可减少新建室内分布系统的数量，充分利用原有资源，从而节约成本，并提高新系统网络建设效率。 室内分布系统中的干扰解决措施大概有如下方式： 6.2.1.1 干扰源与被干扰系统直接合路的方式 被干扰基站和干扰源基站共室内分布时，为降低网络建设成本，通常采用共天馈的方式，如此，实际上两系统信号是通过特定的合路器器件 来进行合并信号和实现干扰隔离，见图 44 所示： -27- 被 干 扰 基 站干 扰 源 基 站合路器馈 缆室 内 分 布天 线 图 44 两系统基站共室内分布系统示意 合路器中包含两个滤波器： 1、与干扰源基站相联的滤波器，用于降低发射机的带外杂散干扰，同时也滤除对干扰源基站接收机来说是干扰的带外信号，这些干扰信号频点集中在被干扰系统的下行频段。 2、与被干扰基站相联的滤波器，用于滤除对被干扰基站接收机来说是带外的阻塞干扰信号，这些干扰信号频点集中在干扰源系统的下行频段，同时用于降低发射机的带外杂散干扰。 6.2.1.2 干扰源与被干扰系统加滤波 器直接合路的方式 被干扰基站和干扰源基站共室内分布时，为降低网络建设成本，通常采用共天馈的方式。如果两系统的频段有交错时，可以用较复杂结构的合路器合路，也可以考虑各自的基站单独加滤波器，由功合器实现合路。见图 45 所示： 被 干 扰基 站发 射 机被 干 扰基 站接 收 机加 装滤 波 器被 干 扰基 站双 工 器干 扰 源基 站发 射 机干 扰 源基 站接 收 机加 装滤 波 器干 扰 源基 站双 工 器宽 频 带功 分 器室 内 分布 系 统 图 45 两系统基站共室内分布系统示意 此方式保证了两系统共用一套室内分布系统，工程上较收发分缆方式（见 6.2.1.3 节）简单，成本有所降低，但是覆盖性能上也会有一定程度的降低： -28- 1） 功分器给上下行都带来了 3.3dB 的插损，对于上行来说系 统噪声系数抬高。 2） 被干扰基站规避阻塞干扰就必须加高抑制的带通滤波器，滤波器有插损，提高了上行的噪声系数。 3）在基站内部加装滤波器，操作和以后的维护有一定难度，尤其是改造原有的系统设备。 6.2.1.3 干扰源与被干扰系统以收发分缆方式合路 当干扰源系统工作频段与被干扰系统工作频段交错时（见图 46），或者在频率情况复杂的多系统合路时，我们建议不要采用传统的合路方式，而利用收发分缆的方式实现共室内分布，见图 41： 干 扰 源D L干 扰 源U L被 干 扰 系 统 U L被 干 扰 系 统D Lf 5f 1 f 2 f 3 f 4 f 6 f 7f ( M H z ) 图 46 系统工作频段交错示意图 干 扰 源基 站被 干 扰基 站R XR XT XT XR X合 路 器T X合 路 器室 内 分 布天 线室 内 分 布天 线 图 47 收发分缆方式示意 收发分缆的原理就是将收发设备分开传输，这样接收缆和发射缆之间的空间损耗以及收发天线之间的空间隔离，都对系统间规避干扰的隔离度做出了贡献，大大减轻了合路器的隔离度压力，以避免了多系统工作频段交错时合路器难以实现的问题。 收发分缆的方式已经大量运用于多系统室内覆盖的场合。在目前的地铁、隧道、热点场馆（比如大型运动会、展览会）等多系统室内外覆盖中， -29- 由于需要引入的通信系统非常多（ GSM， CDMA， DCS， PHS， WCDMA，TETRA， DTV 和消防系统等），各系统工作频段交错，且异频干扰非常严重，用普通的合路方式难以解决干扰问题，采用此方式可以分开收发设备，合理的利用空间损耗和天线口发射功率小的特点，达到规避复杂干扰的最好效果，这也是以后室内覆盖发展的趋势。对于规避复杂系统的干扰来说收发分缆是非常合适的方式，缺点是多使用一个天馈系统，增加了一定的成本和工程建设难度。 6.2.2干扰源与被干扰系统不属于同一运营商 干扰源与被干扰系统不属于同一运营商时，应坚持首先考虑协调的原则，因为网络建设中，在保证网络质量的前提下，工程难度和成本是最重要的 ，运营商间充分的沟通协调如果可以达成协议的话允许系统共室内分布或者对干扰源进行改造的话，将会是双赢的局面。 如果运营商间协调不一致，只能单方面对被干扰基站进行调整。建议采取如下方案： 6.2.2.1 被干扰基站加装滤波器方案 原理同 6.1.1.3 节，单方面给被干扰基站加滤波器只能解决阻塞干扰问题，如果系统间存在杂散和交调干扰，则需要采取其他方式规避干扰。 6.2.2.2 干扰源与被干扰系统分天馈方案 干扰源与被干扰系统直接合路的方案适用于同时运营这两个系统的运营商，当两系统不属于同一运营商时，只能在室内分布建 设中考虑单独建设各自天馈系统（如图 14）。 分天馈系统时，除了被干扰系统加装带通滤波器规避阻塞干扰，其他干扰形式就必须依靠天线间的空间距离来增加系统间隔离度，实际场景中主要是水平隔离。通过前面理论分析和测试确定的系统间隔离度要求，加上两系统室内天线的增益，可以计算出规避干扰对空间隔离的要求。 目前国家无线电管理政策对室内分布系统天线口的发射功率有具体的要求（一般 EIRP20dBm），因此实际上两系统收发设备间的干扰分析应该以此为基础（不应以满功率发射时的干扰分析为准）。 -30- 空间隔离结合加装滤波器方式可以基本 解决一般的互干扰问题，但是变更覆盖天线的位置必然会影响规划的覆盖效果，因此我们建议尽量通过运营商间的协调对干扰源和被干扰系统双管齐下进行处理，解决干扰问题。 -31- 第七章 空间隔离估算 知识点 理解三种隔离方式及其与空间距离的换算 空间隔离估算是干扰判断的重要阶段，通过系统间天线的距离、主瓣指向等计算得到理论的空间隔离度，才能为下面的干扰确定性计算做准备，从理论上确定系统受干扰的程度。 在移动通信中，空间隔离度即天线间的耦合损