隔离度知识介绍.doc

1. 各系统之间的干扰分析1.1. 需考虑的干扰类型由于各系统需要共址建设，为了保证各系统间不至于互相影响，需要对各系统间的干扰情况进行分析。从形成机理的角度，系统之间的干扰可以分为杂散辐射、接收机互调干扰和阻塞干扰（由于一般系统之间的间隔频率可以大约工作带宽数倍，所以系统间一般不容易出现邻频干扰）。1）杂散辐射（Spurious emissions）由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想，会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量（不包括带外辐射规定的频段），包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。3GPP将该部分信号通归为杂散辐射，因为其分布带宽很广，也有文献称为宽带噪声（Wideband Noise）。邻频干扰和杂散辐射不同，邻频干扰中所考虑的干扰发射机泄漏信号指的是：被干扰接收机所处频段距离干扰发射机工作频段较近，但尚未达到杂散辐射的规定频段的情况；根据3GPP TS25.105，杂散辐射适用于指配带宽以外、有效工作带宽2.5倍以上的频段；当两系统的工作频段相差带宽2.5倍以上时，滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。2）接收机互调干扰包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调（TxIMD）、交叉调制（XMD）干扰3种。多干扰源形成的互调是由于被干扰系统接收机的射频器件非线性，在两个以上干扰信号分量的强度比较高时，所产生的互调产物。发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想，所引起的被干扰系统发射分量泄漏到接收端，从而与干扰源在非线性器件上形成互调。交叉调制也是由于接收机非线性引起的，在非线性的接收器件上，被干扰系统的调幅发射信号，与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合，将产生交叉调制。3）阻塞干扰阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带宽内的，但由于干扰信号功率太强，而将接收机的低噪声放大器（LNA）推向饱和区，使其不能正常工作。被干扰系统可允许的阻塞干扰功率一般要求低于LNA的1dB压缩点10dB。由于互调干扰主要出现在：有两个以上不同的频率作用于非线性电路或器件时，将由这两个频率互相调制而产生新的频率，若这个新频率正好落于某一个信道而为工作于该信道的接收机所接收时，此时所构成的接收机的干扰。本次共址建设的多个系统只是共用铁塔、机房等公共设施，收发信机间并不共用电路或器件，所以不会直接共同作用在非线性器件上，间接落在某系统非线性器件上的不同频率分量一般强度不高，产生的新频率分量较微弱。而且，互调干扰产物与各频率分配有关，可以通过频率规划（所分配频段内的频率调整），避免互调产物落在被干扰系统工作频点上。所以，本方案可以不考虑互调干扰，重点分析杂散干扰和阻塞干扰，并且按照两者中受限的一种，分析共址时的干扰抑制方案；由于基站发射功率大、接收灵敏度高，所以本例中多系统共址时主要考虑基站与基站之间的干扰。1.2. 各系统间的隔离度分析为了避免异系统间干扰影响通信质量，一般要求不同系统的收发天线之间的耦合损耗大于发生会产生系统间干扰的最小门限，该耦合损耗就是隔离度。考虑到不同型号、厂家、批次的设备在干扰抑制指标和滤波性能上可能存在的差异，在规划中主要按照体制标准所要求的规范值核算隔离度要求，以保证达到标准要求的设备都可以满足设计场景下的共址。按照ETSI（GSM）、3GPP2（CDMA）、3GPP（WCDMA）以及STD28（PHS）标准中的要求，目前各主要通信系统有关杂散干扰抑制和灵敏度的参数指标（频率范围，输出功率，灵敏度等）如下：网络名称基站发，移动台收基站收，移动台发基站接收灵敏度基站杂散要求接收机阻塞电平移动GSM900935MHz954MHz890MHz909MHz-104dBm-96dBm/100kHz8dBm移动DCS180018051815MHz17101720MHz-104dBm-96dBm/100kHz0dBm联通GSM900954MHz960MHz909MHz915MHz-104dBm-96dBm/100kHz8dBm联通DCS180018401850MHz17451755MHz-104dBm-96dBm/100kHz0dBm联通CDMA800870MHz880MHz825MHz835MHz-117dBm60dBc-13dBmTD-SCDMA2010 MHz2025MHz2010 MHz2025MHz-106dBm-98dBm/100kHz-15dBmWCDMA2110 MHz2170 MHz1920 MHz1980MHz-108dBm-98dBm/100kHz-15dBm注：GSM系统的杂散要求指标是按照我国原邮电部行业标准YDT883-1999取定的（高于ETSI标准）。按照以上的指标，可以对不同系统之间的隔离度要求进行计算；以下主要分析联通GSM900、GSM1800和3G（WCDMA）系统基站与其他系统之间的隔离度要求。1）联通GSM900基站与其他系统基站之间的隔离度要求分别核算联通GSM900基站对其他系统的杂散干扰隔离度要求和阻塞干扰隔离度要求，以及其他系统基站对联通GSM900基站的杂散干扰隔离度要求和阻塞干扰隔离度要求，得到隔离度结果如下表。干扰系统被干扰系统杂散干扰阻塞干扰隔离度要求（dB）隔离度1隔离度2GSM900移动GSM900203535移动GSM1800204343CDMA800294848TD-SCDMA284949WCDMA294545移动GSM900GSM900203535移动GSM1800203535CDMA800684368TD-SCDMA183434WCDMA184848按照上述核算结果，联通GSM900与CDMA800、WCDMA系统间是受制于CDMA、WCDMA对GSM900的干扰，联通GSM900与TD-SCDMA、移动DCS1800系统间受制于GSM900的干扰。其中，CDMA800与GSM900基站之间的隔离度要求最高，达到68dB；其他隔离度要求不高。2）联通DCS1800基站与其他系统基站之间的隔离度要求分别核算联通GSM900基站对其他系统的杂散干扰隔离度要求和阻塞干扰隔离度要求，以及其他系统基站对联通GSM900基站的杂散干扰、阻塞干扰隔离度要求，结果如下表。干扰系统被干扰系统杂散干扰阻塞干扰隔离度要求（dB）隔离度1隔离度2GSM1800移动GSM900203535移动GSM1800204343CDMA800294848TD-SCDMA284949WCDMA294545移动GSM900GSM1800203535移动GSM1800203535CDMA800684368TD-SCDMA183434WCDMA184848按照上述核算结果，联通DCS1800与CDMA800、WCDMA系统间是受制于CDMA、WCDMA对DCS1800的干扰，联通DCS1800与TD-SCDMA、移动GSM900的系统间干扰为其他系统受制于DCS1800的干扰。其中，CDMA800与DCS1800基站之间的隔离度要求最高，达到68dB；其他隔离度要求不高。3）联通3G（WCDMA）对其他系统的干扰联通有可能在明年部署3G系统，且选择在1920-1980MHz/2110-2170MHz部署WCDMA系统的可能性较大。以下按照该情况考虑与其他系统之间的杂散和阻塞干扰。干扰系统被干扰系统杂散干扰阻塞干扰隔离度要求（dB）隔离度1隔离度2WCDMA移动GSM900184848移动GSM1800185656CDMA800276161TD-SCDMA266262移动GSM900WCDMA224545移动GSM1800224545CDMA800705370TD-SCDMA204444按照上述核算结果，除了与CDMA800系统间是受制于CDMA对WCDMA的干扰以外，其他的均为其他系统受制于WCDMA的干扰。其中，CDMA800与WCDMA基站之间的隔离度要求最高，达到70dB；其他隔离度要求不高。1.3. 各系统间的隔离距离要求为了实现上述的系统间隔离度，一般可以采用以下途径:1) 不同系统天线之间保持一定的距离，实现空间上的隔离；2）不同系统天线之间增加隔离物，增加天线之间的隔离；3）如果是杂散干扰受限，则在产生干扰的系统发射机侧增加滤波器减少杂散损耗，降低隔离度要求；4）如果是阻塞干扰受限，则在被干扰的系统接收机侧增加滤波器降低隔离度要求。由于增加滤波器会导致发射或接收性能下降，而且增加了故障点、增大了系统建设成本，所以在可以通过隔离距离实现时，一般应优先考虑空间隔离距离实现隔离度。天线空间隔离是使干扰系统的发射天线与被干扰系统的接收天线保持一定的物理空间距离（角度），从而使得发射天线的电波经空间衰减后到达接收天线端的电平强度小于系统间隔离的要求。根据工程施工的实际环境，可以利用铁塔或天面的不同平台或不同位置进行天线的空间隔离，具体可以采用水平隔离、垂直隔离、混合隔离的方式。下图是采用天线空间隔离的示意图。 图2 天线空间隔离示意图下表为对应的隔离距离计算公式。表5 干扰空间隔离公式类型公式水平隔离垂直隔离组合型隔离注： = 干扰系统发射天线与被干扰系统接收天线的水平隔离度(dB)； = 干扰系统发射天线与被干扰系统接收天线的垂直隔离度(dB)； =组合型天线隔离度(dB)； = 干扰系统发射天线朝向被干扰系统接收天线的发射增益（dBi）； = 被干扰系统接收天线朝向干扰系统发射天线的接收增益（dBi）； = 天线水平距离； = 天线垂直距离； = 被干扰系统频段范围内的无线电波长，其量纲保持与、相同其中，和均指干扰系统发射天线与被干扰系统接收天线连线方向上的增益，取值与收发天线型号和相互位置有关，若收发天线处于同一水平面，如两天线主瓣相对，则收发天线间相对增益为两天线最大辐射方向增益之和，如两天线主瓣相背，则为后瓣增益之和，如主瓣呈120度角，则介于两者之间；若两天线不在同一水平面，其天线增益需同时考虑方位角和倾角，一般需参考天线指标或通过测试确定。 在本例场景中，各系统将共址安装在同一铁塔上，则各系统天线间将通过垂直隔离距离满足隔离度。按照3.2节分析得到的隔离度，利用上式计算得到联通各系统与其他系统间的垂直隔离距离如下表：干扰系统被干扰系统隔离度要求(dB)垂直隔离距离(m)联通GSM900移动GSM900350.5 联通GSM900移动GSM1800430.8 联通GSM900TD-SCDMA 491.1 CDMA800联通GSM900683.3 联通WCDMA联通GSM900481.0 联通GSM1800移动GSM900350.5 联通GSM1800移动GSM1800430.8 联通GSM1800TD-SCDMA 491.1 联通CDMA800GSM1800683.3 联通WCDMAGSM1800481.0 联通WCDMA移动GSM900481.0 联通WCDMA移动GSM1800561.7 联通WCDMATD-SCDMA 622.3 CDMA800联通WCDMA703.7 根据以上核算结果： 1）联通GSM900/GSM1800基站天线应距离移动GSM900和移动GSM1800天线0.5m、0.8m以上，距离TD-SCDMA天线1.1米以上，距离CDMA天线3.3米以上。 2）联通WCDMA基站天线应距离移动GSM900和移动GSM1800天线1m、1.7m以上，距离TD-SCDMA天线2.3米以上，距离CDMA天线3.7米以上。需要说明的是，以上CDMA与联通GSM900系统间的隔离距离是按照联通909MHz起点计算的，当CDMA与移动GSM900系统共址时，由于从890MHz开始，隔离度要求提高88dB，则CDMA与移动GSM90