PHS系统对TD-SCDMA系统的干扰分析.doc

PHS系统对TD-SCDMA系统的干扰分析 3G的脚步日益临近，而在3G频段的分配中，TD-SC-DMA系统和PHS 系统有频段重合的问题，由于目前中国网通和中国电信都运行着庞大的PHS网络，因此在TD-SCDMA终端入网之前，加强对两者的互干扰测试是十分必要 的，以此来寻求解决3G网络建设和规划中存在的PHS对TD-SCDMA系统干扰问题的解决方案。本文从PHS系统下行对TD-SCDMA上行链路的干扰 的角度来分析PHS干扰情况下TD-SCDMA系统容量变化。由于系统容量可以定义为在某一中断概率下，系统所能容纳的最大用户数。本文通过固定TD-SCDMA系统某个时隙内用户数目，通过分析加入PHS系统干扰后TD-SCDMA系统的平均掉话率来表征系统容量。 2两个系统介绍以及产生干扰的分析 21两个系统介绍PHS 系统以TDMA/TDD制式工作，基站以5 ms为一帧，分成8个时隙，前4个时隙发信号，后4个时隙收信号，一收一发构成一个信道，使用同一个频点，也就是时分双工(TDD)的工作方式。一帧包含 4个信道，在PHS制式中，信道是时间的概念，对应一对TDD上下行时隙，与频点无关。对标准PHS基站来说，一帧的4个信道工作在不同频点，其中有一个 信道用来作控制信道(CCH)，工作在26号频点(对中国电信)，其他3个用于作为通信信道(TCH)。PHS系统信道的帧结构如图1所示。kHz。根 据信部无2002479号关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知，TD-SCDMA为TDD系统，工作频段为1 8801 920 MHz/2 0102 025 MHz/2 3002 400 MHz三段。载频间隔16 MHz，码片速率128 Mc/s，每5 ms为一子帧，每个子帧又分为长度为675s的7个常规时隙和3个特殊时隙。TD-SCDMA系统信道的帧结构见文献2，所以TD-SCDMA系统 在1 8801 920 MHz频段将受到PHS系统的干扰。 22干扰背景分析在网络规划过程中，对于异系统间互干扰的总体理解就是干扰源对被干扰接收机产生的干扰效应。从 图2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ACIR要求，最后换算为空间距离。干扰从理论上来讲大致可以分为4类：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。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。交调干扰主要由三阶交调引起。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。ACS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TDD系统，且TD-SCDMA有一段频段与PHS系统的频段重叠，实际情况中应该会邻频共存。因此TD-SCDMA与PHS互干扰主要 考虑PHS下行对TD-SCDMA上行的干扰和TD下行对PHS上行的干扰。本文主要分析PHS下行对TD-SCDMA上行的干扰。 23 PHS下行对TD-SCDMA上行的干扰 231 TD-SCDMA系统中上行链路情况 TD系统上行链路信噪比为：其中是联合检测因子，P是基站接收到的UEi的功率，Iown是本小区干扰，Iother是邻小区干扰，N是热噪声，为书小区联合检测因子。 232 加入PHS系统干扰由于PHS系统产生的干扰将会加大TD-SCDMA系统的背景噪声，降低上行链路的sIR值，所以将PHS系统产生的干扰结果作为一个干扰因子IPHS加在上行链路底噪中。即： (2)233 干扰因子IPHS分析情况l 按照标准给出的数值要求进行分析按最新RCR STD28 V40最新标准，PHS基站带外杂散辐射标准：由于PHS系统占用的频带为1 9001 920 MHz，假设1 90015 MHz中心频率被PHS系统占用。TD-SCDMA系统占用了l 8801 900 MHz频段。在这个范围得到两种情况：第一种为最差情况，既要考虑杂散干扰又要考虑邻频干扰；第二种由于邻道泄漏值小于杂散干扰值，所以忽略。取1 89855 MHz(PHS的3倍频干扰在一个TD带宽内，3倍频以外的干扰就当作杂散干扰进行处理)为分隔点。1 898551 900 MHz之间，为TD系统受到干扰的最差情况为一286 dBm。这个频段既要考虑杂散干扰又要考虑邻频干扰。因为核心频段内的杂散功率是128*251 nW/MHz，即32128 nW(为 一35 dBm)，而最差的邻道泄漏，即中心频率在1 90015 MHz的载频产生的泄漏计算后得到的功率为800 nW+250 nW即1 050 nW(为一298 dBm)。邻道泄漏值大于杂散干扰值，所以在这个频段必须考虑邻道泄漏这种情况。1 8801 89855 MHz只考虑杂散干扰一35 dBm。对于1 8801 89855 MHz之间的频段，如考虑邻道泄漏，计算邻道功率为250 nW，其值小于杂散干扰值32128 nW。因此无需考虑邻道泄漏，只考虑杂散干扰。TD其他频段产生的干扰和1 8801 89855 MHz的情况一样，为一35 dBm。情 况2按照PHS系统实际产生的干扰进行计算 JPHS(dB)一Pcs+Gig+GCS-Lnormal-ACIR-Li其中Pcs为CS发射功率，ACIR为空间隔离度，Li为PHS基站到TD基 站的路损，Gij为用户UE的智能天线赋形在该PHS基站方向上的增益，Gcs为CS天线增益，Lnormal包括智能天线馈线损耗和PHS馈线损耗。按照数值计算出来，情况2产生的干扰远大于情况1，所以本文采用情况2的干扰因子取值来进行仿真。 3仿真结果与分析 31仿真说明在平台中一共撒入TD基站两层19个，采用同频组网方式，TD基站为全向智能天线。每个时隙考虑满用户情况，即8个用户同时接入。TD小区半径为400 m；PHS系统撒入九层共271个PHS基站，小区半径取100 m，并且为lC7t的情况。假设上行SIR门限值为8 dB，如果UE的SIR大于该值，则该用户掉话。路损模型只考虑宏小区模型，采用： L=1281+376log10(R) 32仿真结果与分析根据上述仿真假设和参数设置，在自己搭建的平台上得到仿真结果如图3，图4所示。由该掉话率的曲线图可分析得出：TD系统掉话率为55时，ACIR值为91 dB；掉话率为5时，ACIR值接近100 dB。因 此，在TD小区半径固定为400 m，PHS小区半径为100 m的情况下，当能容忍的掉话率固定在5的时候，两个系统的ACIR值变化范围在90105 dB范围内，基本可以满足每个时隙接入用户数为8个，即小区容量最大。随着ACIR值的减小，要满足可容忍的掉话率的情况下就会降低系统的容量，使每个时 隙接入的用户数目相应减少。这个结果是比较苛刻条件下的结论：(1)仿真中所有TD-SCDMA系统和PHS系统的天线高度都一样，而实际中各天线的高度是不同的，所以不会出现主瓣对打情况，那么干扰因子会降低。由于TDSCDMA天线的空间位置高于PHS基站天线，可将PHS天线更换为对上副瓣抑制较大的类型；(2)仿真是基于采用同频组网情况下进行的，实际基本不会采用这样的条件；(3)本仿真天线没有考虑PHS滤波器作用，实际操作可通过PHS基站发射天线加带通滤波器来减小PHS杂散。(4)理论分析TD-SCDMA的工作频段是在1 8801 900 MHz，而实际中TD-SCDMA优先使用2 0102 025 MHz频段，在该频段上TD-SCDM