（信号与信息处理专业论文）tdscdma和phs系统干扰保护的研究与仿真.pdf

赣废邮电大学硕士论文接要 藕冀 p h s 经过几年的发晟畿借其低廉嗣资赞醪苦肖一定的市场份额。另方面， 3 娃进程髫靛呈联加速发鼹势态。t d - s c d m a 蹙中鼹蓠次撼蹬的潮际通信栎准， 鑫丽易觅t d s c d m a 蒋照发放蕊，两系虢将在定捧| 阊段内共存。本文正是 鏊予中国图家无线电监测中心2 0 0 4 年开始磷究的黎三代移动遂锭系统频枣使 羯瀚硬究臻露静裁勰基磷上，深入分耩了警t d 。s c d m a 与p h s 系统分繇颓段 处农邻频情况下存谯的各种瓦干扰场景；并钟对p h s 系统的控制傣道不存在类 弑照务蔷道黪予魏艇涎瓤镑g 茨骛援，势巍鼠t d - s c d 凇系统对p h s 系统控裁 信邋的干扰角度展开研究，这对束米t d s c d m a 系统的网络规划与优化以及 3 g 系统菸襻援供了蓬要静参考袭搭箨嚣藜懑义。 文章首先从理埝上使用确定蚀分析方法做了t d 。s c d m a 与p h s 系统业务 嵇遵黪互鼍：撬努辫，重轰分精系统嚣予撬鞠予藐壤逡耱瓣楚洼努辑；其孜在理 论分析的然础上，蝣l 入静怨系统仿嶷的研究方法，对t d s c d m a 与p h s 系统 鼗磐售遵斡千挠搽护辍了千魏预算嫠真分疆，贯井，携爨一耱毅懿p h s 纛 t d s c d m a 双系统下的储真建模( 彘括鏊站布局稻手机分布) ：蔡次，缀避仔 鳕怼篦裙关薏线毫波筵撵环壤交簸瓷辩，箍藻窭系凌莹真过程孛鬟要魏转播模 型及系统协真参数，并详缫分捱存您翡互干扰类型，先彳亍完成t d ，s c d m a 与 p h s 系统渡务痿逡互予撬颡冀平台瓣搭建，努辑褥涮蓉绞戛予撬秘步缝聚。 最后，特别针对t d s c d m a 系统对p h s 系统控制信道的干扰进行深入研 究，完藏t d - s c d m a 与p h s 系统控毒譬邈互于拢侮奏平螽鲢搓建，辩辐器系 统阃的互干扰保护滋行详细研究，濑过对仿真数掰的详细分析，停出双系统的 予撬爨轳蕊谈窝终谂，挺爨一些子撬戆实豁麓爽方褰，弗曼怼嚣黎统蓖癸蛹互 干扰测试荆童内共分布式系统进行了探讨。提出了几条相艨的解决措施。 关键调：t d ，s c d h , 影k ，p h s ，业务信遘，控巷信邋，系统髂真 重庆邮电大学硕士论文摘要 a b s t r a c t t h r o u g hs e v e r a ly e a r s d e v e l o p m e n t ，p h sh a sb e e no c c u p i e ds o m ep r o p o r t i o n s i nm a r k e ts h a r eb e c a u s eo fi t sc h e a pf e e s o nt h eo t h e rh a n d ，n o w a d a y st h e d e v e l o p m e n to f3 gh a sb e e na c c e l e r a t e d 。t d s c d m a ，o n eo ft h e3 gm a i n s t r e a m s t a n d a r d ，i ss t r o n g l ys u p p o r t e db yc h i n ab e c a u s 。o fi tb e l o n g st oo w np a t e n t a f t e r t d s c d m ai sa u t h o r i z e di nc h i n a , t h et w os y s t e m sw i l lb ec o ，e x i s t e n ti ns o m e p e r i o do ft i m e n i sp a p e rs t u d i e dt h ep r o b l e mo fe o - e x i s t e n c eb e t w e e nt h et w o s y s t e m sa n da n a l y z e dt h em u t u a li n t e r f e r e n c e s a sar e s u l t ，t h ev a l u eo fs p a t i a l d i s t a n c et h a tc a l lr e s 臼m nt h ei n t e r b r e n c e sw h e nt h et w os y s t e m sa r ec o * e x i s t e n ti s f i g u r e do u t t h er e s u l th a sm u c hm o r es i g n i f i c a n c e f o rt d s c d m an e t w o r k p l a n n i n ga n do p t i m i z i n gi nf u t u r e i nt h ep a p e r , t h ee l e c t r i cw a v ep r o p a g a t i o nm o d e li si n t r o d u c e d a c c o r d i n gt o t h ep r o p a g a t i o nc h a r a c t e ra n de l e c t r i cw a v eo fw i r e l e s sc h a n n e l ，i t st h em o s t i m p o r t a n tb a s e m e n to fw i r e l e s sn e t w o r kp l a n n i n ga n do p t i m i z i n g t h e nt h em u r a l i n t e r f e r e n c ef i m d a m e n t a l l yt h a tp r o b a b l ye x i s tb e t w e e np h sa n dt d s c d m a s y s t e ma l ef o c u s e do n t h ei n t e r f e r e n c em o d eo fm u m a ls y s t e mi n t e r f e r e n c ea n d m i n i m u mc o u p l i n gl o s sa n a l y s i sa r ee m p h a s i z e do i 3 f u r t h e r m o r e ，r e s e a r c ht o o lo f s y s t e ms i m u l a t i o ni nt h eb a s eo f f u n d a m e n t a la n a l y s i sh a sb e e ni n t r o d u c e d 。 t h r o u g hm u t u a li n t e r f e r e n c es i m u l a t i o n ，an e ws y s t e ms i m u l a t i o nm o d e li s p r o p o s e d t h es i m u l a t i o nd a t as h o wt h a tw h e nas e r i e so fs e p a r a t i o nw a y sa r e a d o p t e d ，t h et d - s c d m an e t w o r kp e r f o r m a n c e sa r es e l d o md e g r a d e db yp h s s y s t e m ，i na d d i t i o n ，t h eo u t d o o rt e s t i n ga n dt h ei n d o o rc o d i s t r i b u t i n gs y s t e mo ft h e t w os y s t e m sa r ed i s c u s s e d ，a n ds o m es o l u t i o n sa r eb r o u 曲tf o r w a r dt os o l v et h e m u w a li n t e r f e r e n c e so fo u t d o o ra n di n d o o rc o - d i s t r i b u t i n gs y s t e m a tl a s t ，t h r o u g h t o t a l l ym u m a li n t e r f e r e n c es i m u l a t i o nd a t aa n a l y s i s , e f f e c t i v e n e s so fi s o l a t i o ni n t h e o r ya n dt h ed e g r e et h a tp h ss y s t e ma f f e c t si n t e r f e r e n c eo ft d s c d m as y s t e m a r ec o n f i r m e d k e yw o r d s ：t d - s c d m a ，p h s ，t r a f f i cc h a n n e l ，c o n t r o lc h a n n e l ，m o n t e - c a r l o s i m u l a t i o n i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重鏖鲤电太堂或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：囊建 签字日期：口6 年易月j 日 学位论文版权使用授权书 ， 本学位论文作者完全了解重庆邙血太堂有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文 被查阅和借阅。本人授权重庞整虫盔堂可以将学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：冼 签字日期：o t , 年易月t 日 导师签名： 彩吁 i 签字日期：勺b 年b 月岁 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 目前中国第三代移动通信( 3 g ) 产业正逐步迈向商业化阶段，其中w c d m a 、 c d m a 2 0 0 0 和t d s c d m a 属于当前3 g 技术体系中的3 个主要标准【l 】，码分多址 ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，c d m a ) 也是且前公认的主流技术【2 j 。而 t d s c d m a 做为中国首次提出的国际通信标准，是中国移动通信发展史上具有 里程碑性质的重要事件。此前3 g p p 国际通信标准化组织充分考虑了2 g 3 g 系统 问相互干扰的影响，相应制定了规范的系统间干扰仿真方法、评估准则1 3 1 ，但是 该标准并没有给出最后的结论和对应的解决方案，并且其中很多的仿真假设和参 数设置需要根据实际系统和设备进行相应改动，并且没有任何考虑涉及p h s 系 统和3 g 系统的相互干扰问题。 移动通信系统从双工技术角度来分析，分为两种类型：时分双工( t i m ed i v i s i o n d u p l e x ，t d d ) 和频分双i ( f r e q u e n c yd i v i s i o nd u p l e x ，f d d ) t 4 i 。t d d 通过时隙 来区分上下行，可以灵活地调整资源在上下行之间的分配，特别适用于不对称业 务。同时t d d 也便于使用联合检测和智能天线等先进技术【5 一，用来提高频谱效 率，其中采用t d d 模式的典型系统有个人便携电话系统( p e r s o n a l h a n d y - p h o n es y s t e m ，p h s ) 和t d s c d m a ”。2 0 0 2 年1 0 月中国无线电 委员会根据i t u 的建议，对3 g 系统频率使用进行了规划，规定t d d 频段为 1 8 8 0 1 9 2 0m h z 和2 0 1 0 2 0 2 5 m h z 。如图1 1 中所示： 1 9 1 7 51 9 2 01 9 3 0 - 1 9 3 51 9 8 0 t 旺l z 图卜1 中国3 6 技术频率使用配置 p h s 最早由日本研制，主要用于解决固定电话终端在有限范围的移动性问 题，p h s 的空中接口采用r c rs t d - 2 8 标准【1 9 】，该标准迄今为止经历了四个版 本发展的过程。p h s 采用t d d 的工作模式，t d m a 的多址方式，并具有终端发 射功率小，耗电低，收费低等优点。 近几年，p h s 在我国发展规模极为迅速，目前，我国已经大规模商用的小灵 通( p h s ) 系统占用的就是1 9 0 0 1 9 2 0 m h z 频段，而1 8 8 0 1 9 2 0 m h z 为t d s c d m a 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 使用频段之一，p h s 系统包括两种信道：业务信道( t r a i t i cc h a n n e l ，5 8 个) 和控 制信道( c o n t r o lc h a n n e l ，5 个) 。控制信道中有3 个控制载波是为公众网服务，2 个控制载波为专用业务服务，我国采用的控制信道中心频率为1 9 0 2 6 5 m h z ，载 频间隔2 8 8 k h z ，双工方式使用t d d 模式，5 m s 为一帧，每帧有8 个时隙，前4 个时隙为发射状态，后4 个时隙为接收状态。到2 0 0 5 年6 月为止，小灵通用户 数量已达到6 4 2 9 万。业内认为到2 0 0 7 年用户规模将达到9 0 4 1 万，将会逐渐接 近顶峰【g 】，由此可见，p h s 与t d s c d m a 将在一段时间内长期共存，因此，研 究t d s c d m a 和p h s 系统干扰保护具有很强的现实意义和理论价值。 由于发射机和接收机滤波器的不完善性，共存的两个系统将会产生相互干 扰，造成链路质量下降和系统容量降低。研究t d - s c d m a 与p h s 系统之间的干 扰问题，可以为我国的频率规划和将来的移动网络规划提供重要的参考和依据。 随着t d s c d m a 系统在我国逐步走向商用化，t d s c d m a 与p h s 系统之间的 干扰保护问题已经迫在眉睫。 当p h s 系统和t d s c d m a 系统同频工作时，p h s 系统的发射信号对 t d s c d m a 来说均是干扰，会使t d s c d m a 系统容量损失很大，由此可知在 未来建网过程中t d s c d m a 系统和p h s 系统将只能在多个频点处以邻频形式共 存，因此本文也只需重点考虑假设当两个系统处于邻频时的干扰，如图卜2 所示。 1 8 8 01 9 0 0 1 9 2 0m i - i z 图卜2t d - s c d m a 和h i s 邻频共存示意图 当t d s c d m a 系统的载波与p h s 系统的载波相邻时，根据t d s c d m a 与 p h s 的载波频率配置( 如下图1 - 3 ) ，t d s c d m a 载波中心频率与p h s 的载波中心 频率间的理论间隔至少为： 载波间隔= l ，2 + ( t d s c d m a 载波1 6 m h z ) + 0 5 5 m h z + l 2 + ( p h s 载波 0 3 m h z ) = i 5 m h z j 烈n属瓤属瓤篇您 i 3 时l2 5 m l l z 图卜3t d - s c d m a 系统与p h s 系统之间的频率配置图 实际应用中t d s c d m a 系统的分层小区结构包括有宏小区、微小区和微微 小区，而p h s 系统一般认为采用微小区的结构。针对我国p h s 系统已经建网的 2 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 实际情况，两系统间将极大可能存在如下描述的干扰场景：t d s c d m a 宏小区 ( m a c r o ) 与p h s 微小区( m i c r o ) 间的干扰。 参考文献 9 ，1 0 ，1 1 ，1 2 都是将研究重点集中在u t r at d d 干扰上，并没有 专门针对t i ) s c d m a 干扰类型分析。t d s c d m a 系统属于t d d 模式系统，相 应区别于f d d 模式 1 3 1 。在t d d 的系统中，上下行使用同一个载波，从而基站 和终端之间可能存在各种各样干扰【1 4 1 。假设t d s c d m a 与p h s 系统在1 9 0 0 m h z 处邻频共存，如图卜2 所示，t d s c d m a 工作在1 8 8 0 1 9 0 0 m h z 频段，p h s 系 统工作在1 9 0 0 1 9 2 0 m h z 频段。由于两系统均为t d d 工作方式，收发使用相同 的载波频率，在1 9 0 0 m h z 处t d s c d m a 宏小区和p h s 微小区之间的干扰又可 以分为以下几种类型， - p h sc sht d s c d m a b s - p h sc sht d s c d m a u e - p h sp s 付t d - s c d m a b s p h sp s t d s c d m au e 其中，“付”表示两系统相互干扰。 由以上的干扰分析可以看出，p h s 系统与3 g 系统之间的干扰情况比较复杂， 尤其是p h s 和t d s c d m a 系统之间及t d s c d m a 系统的自干扰【1 5 1 。但由于小 灵通( p h s ) 的基站最大发射功率为5 0 0 r o w ，终端的最大发射功率为1 0 m w ， 不超过一个2 g 或是3 g 终端的最大发射功率，因此两者之间的干扰分析主要是 考虑3 g 系统对p h s 系统的影响。干扰的具体程度还需要进行确定性分析、链路 仿真、系统仿真和外场试验网测试配合具体验证确定。在实际网络规划中，特别 是当p h s 和3 g 共存时，必须根据干扰情况，灵活设置基站的站址和频率，力求 把系统闻的干扰降到最低。 1 2 频率干扰产生原理概述 工作于不同频率的系统产生共存干扰是由两个共存系统的两方面因素共同 作用导致的，这两个因素产生的原因是两个系统内发射机和接收机特性的不完 善，即：干扰系统的发射机的带外辐射，体现为发射机的a c l r 与杂散辐射特 性；被干扰系统的接收机的选择性，体现为接收机的a c s 与阻塞特性。如果两 个因素共同作用就形成干扰系统发射信号在被干扰系统接收机端的干扰，影响被 干扰系统的工作性能与系统容量。上行的a c i r 取决于m s 的a c l r 和b s 的 a c s ；而下行的a c i r 则取决于b s 的a c l r 和m s 的a c s 【j 饥1 7 1 0 为有效提高两种系统在邻频共存时的系统性能，需要同时改善发射机的发射 特性和接收机的接收特性，单方面改善发射机的发射特性要求或接收机的接收特 性要求均不能有效抑制干扰，增强系统容量。即这两个因素共同作用的结果可用 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 a c i r 来衡量： 1l1 巾+ 一a c i ra c l ra c s 公式中参数解释如下：( 1 ) 相邻信道选择性( a d j a c e n tc h a n n e ls e l e c t i v i t y , a c s ) 是指接收滤波器在指配信道的衰减与在邻近信道上的衰减之比；( 2 ) 相邻 信道泄漏比( a d j a c e n tc h a n n e ll e a k a g ep o w e rr a d i o ，a c l r ) 是指发射的功率与 在邻近信道经过滤波器接收到的功率之比；c a ) 相邻信道干扰比( a d j a c e n t c h a n n e li n t e r f e r e n c ep o w e rr a t i o ，a c i r ) 是从源发射的全部功率与对受害的滤波 器的影响之比。其中，a c l r 和a c s 分别指示发送和接收的邻近信道干扰功率 的大小。a c i r 是一个全局参数，它综合考虑了由于发射和接收的不完善性而引 起的干扰。高的a c i r 值减小了邻近信道干扰，从而提高了系统容量，但也提高 了系统设备的复杂性和价格。例如：假设干扰系统的发射机的a c l r = 5 0d b ， 被干扰系统的接收机的a c s ；5 0 d b ，计算得到邻信道干扰抑制比a c i r = 4 7d b 。 提高干扰系统的a c l r 要求至1 0 0d b 而保持被干扰系统的a c s 参数不变，可得 到a c 取= 5 0d b 。 当对干扰系统的设备性能更加严格要求、大幅提高a c l r 值时，由于被干 扰系统的接收机a c s 特性对被干扰系统的接收性能产生的干扰占据主要地位， a c i r 仅改善3d b ，因此单方面提高a c l r 参数要求不能有效抑制干扰。通过 a c i r 的计算公式和以上示例可看出，当干扰系统的a c l r 值与被干扰系统的 a c s 值可比时两者共同作用产生干扰系统对被干扰系统的干扰；而当干扰系统 的a c l r 值远大于被干扰系统的a c s 值时，即干扰系统发射机性能相对良好时， 则干扰系统对被干扰系统的干扰主要来自于被干扰系统接收机窄的选择性，即用 a c s 衡量；反之亦然。因此系统间共存时若想有效研究和抑制干扰、增强系统 容量的合理途径是同时评估和改善干扰系统发射机的发射特性和被干扰系统接 收机的接收特性。 1 3 解决干扰的常用措施 解决各种互干扰，在工程上通常采用如下四种方法： 1 ) 空间隔离：对解决加性噪声干扰和接收机阻塞以及互调干扰都是有效的。 隔离的大小取决于各个干扰需要的最大隔离度； 2 ) 降低干扰源的功率：从干扰源出发，降低干扰功率，从而降低互干扰对 系统的影响； 3 ) 在硬件上增加滤波器：对于加性干扰，可以在发射机端增加滤波器，抑 制杂散、噪底以及发射互调产物，降低干扰；对于接收机阻塞、交调干扰，可以 4 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 在被干扰系统端增加滤波器，抑制带外强信号的功率，降低干扰； 4 ) 网络优化处理：对于接收互调干扰，可以通过网络优化避免。 一般来说，合理利用天线的空间隔离和滤波器隔离是最有效的手段。 1 4 本文工作 本文针对t d s c d m a 与p h s 系统干扰保护研究的课题所做的工作是属于重 庆市发改委资助的t d s c d m a 系统的若干关键技术问题研究( 编号： 2 0 0 4 1 0 7 2 ) 项目和中兴通讯股份有限公司的( p h s 网络规划仿真软件研究以及 ( p h s 和t d s c d m a 系统干扰保护研究项目中的重要组成部分。 首先，基础性的工作是基于全面了解和分析目前业界确认的f d d 王d d ， f d d f l d d 系统间的干扰保护研究中的相关系统参数、互干扰类型和互干扰分析 问题的文献资料基础上，并结合对国内外的t d d 佃d 系统间的互干扰有关最新 动态进行了较为深入的研究。 其次，提出一种新的p h s 和t d s c d m a 双系统下的仿真建模( 包括基站布 局和手机分布) ；经过仔细对比相关无线电波传播环境文献资料，提炼出系统仿 真过程中需要的传播模型及系统仿真参数，并采用确定性分析方法详细分析了存 在的互干扰类型，基于m a t l a b 环境完成t d s c d m a 系统与p h s 业务信道互 干扰预算平台的搭建，分析得到系统互干扰初步结果。 最后，参与完成基于v c + + 环境下t d s c d m a 系统与p h s 控制信道仿真平 台的搭建，详细研究相异系统间的互干扰保护，并结合研究t d s c d m a 与p h s 系统外场互干扰和t d s c d m a 与p h s 系统共室内分布系统分析，提出应对干扰 的实际解决方案。 1 5 论文结构 本文共分六章，各章的内容安排如下： 第一章介绍了研究背景，p h s 与t d s c d m a 的系统特点以及互干扰概述。 第二章从理论上分析了t d s c d m a 分别与p h s 系统业务信道的互干扰模式 和确定性分析。 第三章介绍了t d s c d m a 系统的仿真所需的无线电波传播模型，以及互干 扰系统仿真研究的方法。重点在基于系统仿真环境下，分析了t d s c d m a 系统 与p h s 控制信道互干扰场景。 第四章研究t d s c d m a 与p h s 系统外场互干扰分析。 第五章研究t d s c d m a 与p h s 系统共室内分布系统分析。 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 第六章总结本文所做的工作及对今后的研究方向进行了展望。 6 重庆邮电大学硕士论文第二章t d s c d m a 与p h s 互干扰理论分析 第二章t d s c d m a 与p h s 互干扰理论分析 2 1 移动通信互干扰原理概述 对于不同系统问干扰的分析及隔离度的计算可以系统仿真法和隔离度计算 法。这里我们尝试对系统间的干扰进行理论分析，用计算论证的方法求出系统 间需要的隔离距离，具体的数值来源于3 g p p 、3 g p p 2 规范及工程实测值。干 扰，可以理解为非期望的信号进入了期望信号的接收频段内，使得接收机灵敏 度下降，影响的期望信号的正常接收。热噪声电平导致接收机有着能够容忍的 最大干扰电平，一旦落入频带的干扰信号超过了这个容忍门限，接收机就无法 正常工作了。当非期望信号的发射功率泄漏到期望信号的接收频段中时，如果 这个功率低于接收机可容忍的干扰电平，则它仍可以正常工作。隔离，就是指 在干扰源的基站( b s ) 发射天线连接点和被干扰基站接收天线连接点之间的路 径损耗l 。路径损耗l 包括经过空气的传播损耗和两个站的有效天线增益( 也就 是天线增益减去馈线损耗) 。 系统干扰的总体理解就是干扰源对于被干扰接收机产生的干扰。下图6 是 一个典型的干扰链路原理框图： 强干扰信芝 加性噪声 、干扰信号 j t | | 、jl 发射机 被干扰 接收机 图2 1 干扰链路原理框图 从图2 - 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，将会使接收机的信噪比恶 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。 7 重庆邮电大学硕士论文第二章t d s c d m a 与p h s 互干扰理论分析 不同系统的共站干扰分析。系统之间的相互共站( c o s i t e ) 可能会引起干扰而 使系统的性能下降。为了将多系统共站的性能下降程度较低到最小，系统间的 隔离度必须达到一定的要求【l 肌。为了使系统的射频特性达到要求，理论上主要 有以下四种干扰机制。 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。系统a 的 发射机底噪或发射机杂散信号如果落在系统b 接收频段内的话，就会干扰b 系 统的接收机，反之亦然。这种情况可以通过提高系统的带外抑制来避免。避免 的方法有：通过天线使发射机的发射信号在到达b 系统时得到有效的抑制( 天 线是有效的选频网络) ，也可以通过提高两个系统间隔离度来达到目的。去耦方 法有空间去耦和通过天线共用器提供的隔离度来实现。 2 ) 接收阻塞干扰：接收微弱的有用信号时，带外的强信号同时进入接收机 引起饱和失真所造成的干扰，称为阻塞干扰。信号发射系统a 阻塞接收系统b ， 反之亦然。避免这种干扰的方法与前面的所叙述的方法类似。 3 ) 互调干扰吲：互调产物会干扰其中一个系统或同时干扰两个系统。互调 产物在两个或两个以上强信号作用到非线性器件( 特别是混合器，放大器，有 时连接接头等) 时而产生。本文讨论的强信号和a 系统或b 系统的发射载频不 同，也和两系统的发射载频的合成不相同。当多个强信号同时进入接收机时， 在接收机前端非线性电路作用下产生交调产物，交调产物频率落入接收机有用 频带内造成的干扰，称为接收机交调干扰。交调干扰主要白三阶交调引起。 4 ) a c s 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。 考虑到两个系统均为t d d 系统，且t d s c d m a 有一段频段与p h s 系统的 频段重叠( 见图1 1 ) ，实际情况中系统建网应该会邻频共存。相比较其它类型 的干扰而言，p h s 基站对t d s c d m a 基站上行的干扰最为严重，解决基站之 间的干扰，其它类型的干扰就可相应的忽略不计。 由于目前各系统正在使用的频段情况是：t d s c d m a 使用2 0 1 0 2 0 2 5 m h z ； p h s 系统使用1 9 0 0 1 9 2 0 m h z ，因此目前两系统间先考虑不存在交调干扰和邻 道干扰。 8 重庆邮电大学硕士论文 第二章t d s c d m a 与p h s 互干扰理论分析 ”f2t d - s c d m a 与p h s 共存的主要干扰模式 2 2 1p h s 基站对t d s c d m a 基站上行的加性噪声干扰 皮 数 赖率( m h z ) 图2 - 2 加性噪声干扰示意图 由p h s 系统带外杂散和噪底直接落在t d s c d m a 频段造成的干扰。按最 新r c rs t d 2 8v 4 0 最新标准【19 1 ，p h s 基站带外杂散辐射指标： s2 5 1n w 1 m h z 丝3 6 d b m 1 m h z = - 3 5 d b m 1 2 8 m m z 现有网络中部分旧p h s 型号设备执行的是r c rs t d 2 8v 3 0 ( 或v 2 o ) 标 准，杂散性能较差：1 0uw 3 0 0 h z 丝- 2 5 d b m 1 m h z 规避p h s 基站对t d s c d m a 基站的上行加性噪声干扰所需要的理论空间 隔离度( i s o l a t i o n ) 见表2 1 ： 表2 - i t d - s c d m a 基站接 t d $ c d m a 基站 t 阻s c d m a 基站灵用来消除加性噪声干扰所 收机灵敏度接收机噪底敏度下降i d b 所需 需要的隔离度( p h s 基站符 要的外加噪声合最新协议标准) - 1 1 0 d b m1 0 6 d b m 1 2 8 m h z1 1 1 8 7 d b m - 3 5 - ( - 1 1 1 8 7 ) 1 2 8 姗z= 7 7 d b 考虑p h s 基站密度的累加效应留3 - - 9 d b 余量，要求的最小耦合损耗 ( m i n i m u m c o u p l i n gl o s s ，m c l ) ：8 0 8 6 d b 。 9 重庆邮电大学硕士论文 第二章t d - s c d m a 与p h s 互干扰理论分析 2 2 2 p h s 基站对t d s c d m a 基站上行的阻塞干扰和a c s 邻道干扰 同 1 一 图2 - 3 阻塞干扰不意图 由于p h s 发射强信号进入t d s c d m a 接收机，导致t d s c d m a 接收机 饱和，产生非线性失真信号。目前网络中应用最多和最普遍的是5 0 0 r o w 的p h s 基站，对于5 0 0 m w 基站，基站的平均功率为5 0 0 m w ( 2 7 d b m ) ，峰值功率为 4 w ( 3 6 d b m ) 2 0 l 。 3 g p p 相关协议【2 2 矧中规定了t d s c d m a 系统的阻塞性能： 表2 - 23 g p p 协议规定的t i ) - s c d m a 基站抗阻塞干扰指标【2 1 1 干扰信号中心频率干扰信号电平有用信号电平干扰信号最小偏移干扰信号类型 1 9 0 0 1 9 2 0m h z - 4 0 d b m- 1 0 4 d b m3 2 m h z 一个码道的扩谱码 2 0 1 0 2 0 2 5m h z 信号 1 8 8 0 1 9 0 0m h z 4 0d b m- 1 0 4 d b m3 2 m h z 一个码道的扩潜码 1 9 9 0 2 0 1 0m h z ，信号 2 0 2 5 2 0 4 5m h z 1 9 2 0 1 9 8 0m h z1 0d b m1 0 4 d b m3 ，2 m h z 一个码道的扩谱码 信号 1 1 8 8 0 m h z - 1 5d b m1 0 4 d b m载波信号 1 9 8 0 1 9 9 0m h z 。 2 0 4 5 1 2 7 5 0 m h z t d s c d m a 在1 9 0 0 1 9 2 0 频段的抗p h s 异系统的阻塞性能指标为1 5 d b m 。 因此规避阻塞干扰所需要的隔离度为3 6 ( 1 5 ) = 5 1 d b 。 根据常用的产品特性，t d s c d m a 基站前端射频滤波器对p h s 频段 ( 1 9 0 0 - - , 1 9 2 0 ) 的抑制大于5 0 d b ，因此阻塞干扰的实际影响很小。 1 0 重区塑电大学硕士论文 第二章t d s c d m a 与p h s 互干扰理论分析 2 2 3 t d s c d m a 基站对p h s 基站的加性干扰 3 g p p 标准没有规定t d s c d m a 系统在p h s 工作频段内的杂散辐射指标， 但是我们可以根据与p h st 作频段邻频的1 9 2 0 1 9 8 0 m h z 的带外指标来分析， t d - s c d m a 基站在1 9 2 0 1 9 8 0 m h z 频段内的杂散辐射为8 0 d b m 3 8 4 m h z = 一9 1 d b 耐3 0 0 k h z ，对p h s 的干扰影响很小。 2 2 4 t d - s c d m a 基站对p h s 基站的阻塞干扰 p h s 基站没有统一的阻塞干扰指标，市场上各个制造商公司的指标也存在 差异，中兴通讯的p h s 基站阻塞指标为- 2 5 d b m 左右。根据t d s c d m a 基站的 最大发射功率4 1 d b m ，规避阻塞干扰所需要的隔离度为4 1 ( - 2 5 ) = 6 6 d b 。 2 3t d s c d m at s o 对p h s 的控制信道干扰的确定性分析 本文假设t d s c d m a 系统使用1 8 8 0 到1 9 0 0 频段，p h s 系统使用1 9 0 0 到1 9 2 0 频段，由于p h s 系统的控制信道不存在类似业务信道的干扰规避机制， 此时需要考虑t d s c d m a 系统的控制时隙t s 0 做为干扰源对于p h s 系统控制 信道的干扰情况，检查存在的干扰对于p h s 系统是否正常运行的影响程度。相 关的确定性分析过程如下： ( 1 ) 以t d - s c d m a 的t s 0 作为干扰源，对于p h sc s 的干扰( 仅考虑共站 情况) ，假设p h s 系统中的t c h 和c c h 的干扰门限皆为 2 6 d b u v 3 0 0 k h z - 一8 7 d b m 3 0 0 k h z ： 3 3 d b m ( p c c p c h ) - - m c l + 6 d b ( p h s 发射和接收增益修正值) - - a c i r = ( 2 6 1 1 3 ) d b ( t c h 干扰门限) 当m c l = 5 0 d b 时需要a c i r 为7 6 d b ； 对于p h s p s 的干扰： 3 3 d b m ( p c c p c h ) 一m c l a c i r = ( 2 6 1 1 3 ) ( t c h 干扰门限) 当m c l = 7 0 d b 时需要a c i r 为5 0 d b ； ( 2 ) 以t d s c d m a 的t s 0 作为干扰源。对于p h sc s 的干扰( 仅考虑共站 情况) ，假设以p h sc s 的底噪1 1 5 d b r n 3 0 0 k h z 作为干扰门限： 3 3 d b m ( p c c p c h ) m c l + 6 d b ( p h s 发射和接收增益修正值) - - a c i r = - 1 1 5 d b 重塞壑重大学硕士论文 第二章t d s c d m a 与p h s 互干扰理论分析 限： 当m c l = 7 0 d b 时需要a c i r 为8 4 d b 当m c l = 6 0 d b 时需要a c l r 为9 4 d b ； ( 3 ) 对于p h sp s 的干扰，以p h sp s 的底噪一1 0 7 d b m 3 0 0 k h z 作为干扰门 3 3 d b m ( p c c p c h ) 一m c l a c i r = 一1 0 7 当m c l = 7 0 d b 时需要a c i r 为7 0 d b ； 2 4 t d s c d m a 和p h s 系统干扰保护的分析总结 综合以上对t d s c d m a 和p h s 的设备指标的确定性分析，可以初步得出 以下结论：t d s c d m a 与p h s 共存的最主要干扰是p h s 基站对t d s c d m a 基站的加性噪声干扰，系统之间需要的隔离度大约8 0 8 6 d b ，此隔离度要求在 实际工程上很难保证。理论分析得到规避t d s c d m a 对p h s 基站的阻塞干扰 所需求的隔离度在4 9 d b 左右。剩余其它种类的干扰所需求的隔离度3 0 d b 即可， 基本不需采取专门的工程隔离措施。 特别考虑了t d s c d m a 系统的t s 0 做为干扰源对于p h s 系统控制信道的 干扰情况下，t d - s c d m a 与p h sc s 的m c l 为8 0 d b 时，需要要保证p h s 系 统的c c h 相对容量损失小于5 ，所需的a c i r 为7 3 d b ；当t d s c d m a 与 p h sc s 的m c l 为7 0 d b 时，要保证p h s 系统的c c h 的相对容量小于5 ，所需 的a c i r 为8 4 d b ；通过增加保护频带和滤波器的方式，可以保证t d s c d m a 与p h s 在一定条件下共存。 理论分析结果中虽然考虑了干扰保护中最恶劣情况，但是智能天线、基站 同步，p h s 系统的d c a 机制等问题均没有考虑进去，但是可以知道实际情况 中的干扰情况会比理论分析低一些。 1 2 重庆邮电大学硕士论文第三章t d s c d m a 与p h s 互干扰仿真分析 第三章t d - s c d m a 与p h s 互干扰仿真分析 3 1 研究方法介绍 对互干扰的研究分析主要通过确定性计算、系统仿真和外场测试等多种手段 来结合完成。理论上，对于f d d 频分系统，确定性计算基本可以反映出实际情 况；而对于t d s c d m a 和p h s 这类t d d 系统，除了使用确定性计算方法之外， 系统仿真和外场测试的数据则更加具有权威指导意义。 研究两系统之间的干扰，主要是采用参考文献 1 ，3 建议的m o n t e c a r l o 静 态仿真方法和仿真流程，又称为抓拍( s n a p s h o t ) ，相当于采用快照技术采集蜂 窝系统的用户数据。静态仿真的就是在仿真时不考虑时间的因素。例如与时间有 关的移动台的移动速度，移动台的呼叫到达率，移动台与基站通信的保持时间等 因素在静态仿真时都被忽略，这样作的好处是可以使仿真的流程大大简化，有时 也更容易发现事物的本质。静态仿真的一般做法是在定的移动台密度下，让移 动台在小区内随机分布，然后根据要求执行一定的仿真算法；随后让移动台的位 置在小区内再随机分布一次，并执行和上次相同的仿真算法；让移动台位置在小 区内的随机分布足够多次，并执行相同的仿真算法，就可以实现对p h s 和 t d s c d m a 系统中的一些性能的仿真。 根据协议3 g p pt s 2 5 9 4 2 ，在系统仿真时采用静态仿真方法。静态仿真不仿 真用户的移动性，另外在连续的仿真步骤之间也没有关联关系。典型的静态仿真 方法如下：( 1 ) 在仿真网络环境中的随机放置移动用户，放置的移动用户数量取 决于需要仿真的系统负载。( 2 ) 根据移动台接收到的信号电平a & , - g - g 他标准) 为每个移动用户选择所服务的基站。( 3 ) 执行必要的无线资源管理( r r m ) 算法， 例如资源分配，功率控制，负载控制