WO_109_C1WCDMA与PHS系统互干扰分析.doc

WO_109_C1 WCDMA与PHS系统互干扰分析课程目标：l 了解移动通信系统间的互干扰l 了解PHS与WCDMA系统间的互干扰分析基本结论l 掌握互干扰的解决方案7目 录第1章 PHS与WCDMA互干扰研究11.1 前言11.2 PHS与WCDMA系统特点1第2章 WCDMA与PHS干扰种类32.1 WCDMA/PHS共存主要的几种干扰42.1.1 PHS基站对WCDMA基站上行的加性噪声干扰42.1.2 PHS基站对WCDMA基站上行的阻塞干扰42.1.3 PHS基站对WCDMA基站上行的交调干扰52.1.4 PHS基站对WCDMA基站上行的邻道干扰62.1.5 WCDMA基站对PHS基站的加性干扰62.1.6 WCDMA基站对PHS基站的阻塞干扰62.2 规避PHS与WCDMA互干扰所需要的理论隔离度7第3章 测试要求93.1 测试项目及说明93.2 测试环境要求及说明93.3 总结10第1章 PHS与WCDMA互干扰研究& 知识点l 本章的主要介绍了PHS与WCDMA的现状和系统特点。 1.1 前言随着3G的日益临近，新建的WCDMA系统和目前运行的各个无线系统（GSM900/DCS1800/CDMA/PHS）之间的共存问题得到了极大的关注。中国移动作为目前GSM移动网络运营商，对于主流移动通信网络GSM/CDMA与WCDMA之间可能产生的互干扰已经有了比较深入的研究；但对于目前在国内基本覆盖全部城市的PHS网络与未来的WCDMA网络之间可能产生的干扰的研究还嫌不足。而根据国内对于WCDMA应用频段的规划，PHS所用频段与WCDMA上行频段相邻；因此，对二者可能引起的互干扰的研究显得极为重要。对于中国移动来说，利用单方面的WCDMA天线与站址规划来规避干扰，不是一个根本的解决方法。会影响WCDMA系统的网络性能，造成WCDMA覆盖与干扰控制不均的问题，给网络优化带来较大的困难。因此也需要PHS与WCDMA互干扰的研究给予充分重视，协同目前PHS运营商共同制定出合适可行的解决方案。1.2 PHS与WCDMA系统特点根据信产部无2002-479号关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知，19201980MHz为WCDMA的上行频段（MS发，BS收），21102170MHz为WCDMA的下行频段（BS发，MS收）。PHS为TDD系统，工作频段为19001920MHz（BS收发，MS收发）。图 1.21 PHS与WCDMA邻频共存根据RCR STD-28 V4标准，PHS系统采用多载波TDMA/TDD技术，载波带宽为300kHz，帧长5ms，每帧8个时隙，每个时隙为625us，其时隙结构如下图所示。图 1.22 PHS系统的帧结构当WCDMA系统的载波与PHS系统的载波相邻且在1920MHz频段时，根据WCDMA与PHS的载波频率配置（见下图），WCDMA载波中心频率与PHS的载波中心频率间的间隔至少为：载波间隔=1/2*（WCDMA载波5MHz）+0.400MHz+1/2*（PHS载波0.3MHz）=3.05MHz图 1.23 WCDMA系统与PHS系统之间的频率配置图从PHS系统与WCDMA系统频率配置可以看出，PHS系统主要与WCDMA系统上行产生干扰。 第2章 WCDMA与PHS干扰种类第2章 WCDMA与PHS干扰种类& 知识点本章的主要介绍了PHS与WCDMA的干扰的种类和理论隔离度。 2.1 干扰的概述系统干扰的总体理解就是干扰源对被干扰接收机产生的干扰。图 2.11 接收机原理图干扰从理论上来讲大致可以分为三类：l加性噪声干扰：干扰源产生在被干扰频段的噪声。包括干扰源的杂散、噪底、邻道、发射互调等噪声。l交调干扰：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频率，交调频率落人接收机中频频带内造成的干扰，称为接收机交调干扰。l阻塞干扰和ACS邻道干扰：接收微弱的有用信号时，受到带外的强信号引起的接收机包含失真造成的干扰，称为阻塞干扰；在第一邻频存在强信号所造成的干扰，称为ACS邻道干扰。考虑到两个系统使用的频段情况，WCDMA下行信号频段远离PHS系统的频段，WCDMA与PHS干扰主要考虑WCDMA上行频段的干扰。相较而言，PHS基站对WCDMA基站上行的干扰最为严重，解决了基站之间的干扰，其它类型的干扰就可忽略不计。以下就两种系统间的干扰先做一个理论分析：2.2 WCDMA/PHS共存主要的几种干扰2.2.1 PHS基站对WCDMA基站上行的加性噪声干扰由PHS带外杂散和噪底直接落在WCDMA上行频段造成的干扰（1）按最新RCR STD28 V4.0最新标准，PHS基站带外杂散辐射指标： 251 nW/1MHz -36dBm/1MHz=-30dBm/3.84MHz。（2）现网中部分旧PHS型号设备执行的是RCR STD28 V3.0（或V2.0）标准，杂散性能较差： 1.0 W/300KMHz -25dBm/1MHz=-19dBm/3.84MHz。以WCDMA基站灵敏度下降1dB为判断干扰的准则，消除PHS基站对WCDMA基站上行干扰所需要的空间隔离度为：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（PHS基站符合最新协议）消除加性噪声干扰所需要的隔离度（PHS基站符合老协议）-121dBm-103dBm/3.84MHz-108.87dBm/3.84MHz-30-(-108.87)=78.87dB-19-(-108.87)=89.87dB2.2.2 PHS基站对WCDMA基站上行的阻塞干扰阻塞干扰是由于PHS发射强信号进入WCDMA接收机，导致WCDMA接收机饱和失真。按发射功率划分，PHS网络中使用以下几种规格的基站,其杂散性能相同：对于10mW基站，基站的平均功率为10mW（10dBm）峰值功率为80mW（19dBm）。对于200mW基站，基站的平均功率为200mW（23dBm）峰值功率为1.6mW（32dBm）。对于500mW基站，基站的平均功率为500mW（27dBm）峰值功率为4W（36dBm）。目前网络中应用最多和最普遍的是500 mW宏蜂窝PHS基站。对于WCDMA基站，3GPP协议只规定了wcdma同系统之间的阻塞性能：Center Frequency of Interfering SignalInterfering Signal mean powerWanted Signal mean powerMinimum Offset of Interfering SignalType of Interfering Signal1920 1980 MHz-40 dBm-115 dBm 10 MHzWCDMA signal with one code1900 1920 MHz1980 2000 MHz-40 dBm-115 dBm 10 MHzWCDMA signal with one code1 -1900 MHz,and2000 12750 MHz-15 dBm-115 dBm CW carrier各个国际标准化组织都没有制订WCDMA在1900-1920频段的抗PHS异系统的阻塞性能指标，但是我们可以将带内阻塞指标作为判断准则：-40dBm。因此避免PHS基站对WCDMA基站阻塞干扰所需要的隔离度：WCDMA基站接收机阻塞指标PHS基站最大发射功率（峰值）消除PHS基站对WCDMA基站的阻塞干扰所需要的隔离度-40dBm36dBm36-（-40）=76dB2.2.3 PHS基站对WCDMA基站上行的交调干扰设定PHS的最低频点f1为1900.25MHz，最高频点f2为1919.45MHz。三阶交调范围在：（2f1f2）（2f2 f1）即1881.05 1938.65 MHz。有部分交调产物落在WCDMA接收频段内。根据3GPP协议，WCDMA基站同系统之间的WCDMA宽带交调性能要求满足：Interfering Signal mean powerOffsetType of Interfering Signal- 48dBm10 MHzCW signal- 48dBm20 MHzWCDMA signal with one code但3GPP并没有就19001920频段内多个PHS载频的WCDMA接收交调性能作出相应的指标规定，考虑到PHS工作频点的随机性和WCDMA带内对窄带PHS交调干扰分量的抑制能力，PHS交调分量对WCDMA形成的干扰应弱于PHS杂散所造成对WCDMA的干扰。只要解决了PHS杂散干扰，交调干扰就可以忽略不计。在实际的测试中可以专注于PHS的杂散干扰。2.2.4 PHS基站对WCDMA基站上行的邻道干扰邻道干扰是由于在接收机第一邻频存在强干扰信号时，接收滤波器对其信号抑制不够，邻道信号通过滤波残余、倒易混频和通道非线性等一系列原因对接收机产生干扰。PHS最高载频与WCDMA最低载频中心只间隔3MHz，当两系统基站间隔离度不够，将会有强邻道干扰存在。3GPP协议对邻道干扰的规定如下：ParameterLevelUnitWanted signal-115dBmInterfering signal-52dBm规避PHS基站对WCDMA基站的邻道干扰所需要的隔离度如下：WCDMA基站接收机邻道指标PHS基站最大发射功率（峰值）消除PHS基站对WCDMA基站的阻塞干扰所需要的隔离度-52dBm36dBm36-（-52）=88dB实际场景中具体数值可以通过试验来确定。2.2.5 WCDMA基站对PHS基站的加性干扰根据3GPP标准，WCDMA基站在PHS频段内，每100kHz频宽内的杂散辐射为-96dBm/100KHz。则WCDMA基站在PHS的300kHz频段内的杂散辐射为-96dBm10log（300/100）dB-91.23 dBm，不会对PHS形成干扰。2.2.6 WCDMA基站对PHS基站的阻塞干扰PHS基站没有统一的阻塞干扰指标，但根据PHS基站的介质滤波器在21102170MHz频段的抑制特性（距PHS工作频段有200MHz间隔），WCDMA载频不会对PHS基站形成阻塞。2.3 规避PHS与WCDMA互干扰所需要的理论隔离度从前面的分析可知，在WCDMA网络建设时，要规避PHS基站对其的干扰，首先需要对周围的PHS基站带外杂散性能进行测试，然后再制定相应的解决方案。理论上分析，两系统间最严重的是PHS基站对WCDMA基站上行的加性噪声干扰，所需要的空间隔离距离如下：干扰因素需要的隔离度需要的最小水平和垂直隔离距离杂散干扰（PHS基站指标符合最新协议）80dB水平：130米垂直：3.2米杂散干扰（PHS基站指标符合老协议）90dB水平：400米垂直：5.6米目前在很多城市的PHS网络中，城市密集区的基站间距很多都在100150米的范围，根据理论分析结果，这将给WCDMA网络组网带来很大的工程困难。不过，由于PHS基站站址高度都在WCDMA基站的下方，有一定垂直间距，加上天线下倾一定角度，因此具体的隔离度要求需要根据测试结果给出。第3章 测试要求& 知识点l 要掌握PHS对WCDMA的干扰，可以通过系统仿真和试验网测试来确定。这里讨论测试方面的内容。3.1 测试项目及说明测试项目如下：1PHS基站杂散测试；（试验室测试）2PHS基站对WCDMA基站的上行杂散干扰定量测试；（试验室测试）3PHS干扰对WCDMA底噪抬升影响测试（分忙闲时）；4WCDMA的容量损失评估测试；5WCDMA基站灵敏度对比测试（分忙闲时）；从前面的分析可知，PHS基站对WCDMA基站最严重的干扰来自于带外杂散，因此通过杂散测试和杂散干扰定量测试，可以掌握避免干扰所需要的隔离度。底噪抬升、容量损失和灵敏度对比测试，都是对WCDMA现网质量的测试，可以掌握实际场景中PHS网络对WCDMA网络运营的影响程度。3.2 测试环境要求及说明测试需要准备相应的设备和大环境，要求如下：一、大环境要求1可以正常工作的WCDMA网络；2测试地点必须有PHS现网；3可控的PHS基站单机；4PHS基站控制器及相应的交换设备；二、测试用仪表设备1信号源2频谱分析仪3可调陷波器4大功率30dB衰减器、可调衰减器5耦合器若干6射频连接器及测试电缆若干目前国内各主要城市都存在PHS商用网络，测试时也不需要单独配置，只需PHS网络处于正常运营状态即可。具体到山东移动，可以考虑使用目前网通公司的济南市PHS网络。为了定量测试某些指标，还需要提供可控的PHS基站单机。测试时，需要同时提供WCDMA系统、PHS基站单机和基站控制器等设备，以便能对基站进行各项配置。3.3 总结本文对WCDMA和PHS网络二者间可能存在的干扰进行了分析，并针对解决各种干扰所需的隔离度进行了理论分析。如同前文中提到的，在实际的场景中，由于各种因素的影响，对两系统间的隔离度要求与理论分析结果相比会存在较大差异，这需要根据现场