我国电信CDMA800及我国移动GSM900间干扰分析实施报告

1、.概述在电信CDMA一期交付过程中,部分局点反馈中国电信CDMA 800M对移动GSM 900M产生了干扰。华为公司本着严谨和负责的态度,对干扰进行了理论分析和现网验证。最后,结合具体的分析和现网验证结果,得出了结论,并给出干扰处理建议。移动GSM产生干扰的原因中国移动的GSM 900M工作频率范围：上行：890-909MHz部分区域885MHz开始,下行：935-954MHz部分区域930MHz开始；中国电信的CDMA 800M工作频率范围：上行：825-835MHz,下行：870-880MHz。825825MHzCDMA下行CDMA上行GSM上行GSM下行835MHz870MHz880MH

2、z885MHz909MHz930MHz954MHz图 STYLEREF 1 s1SEQ 图 * ARABIC s 11中国电信与中国移动频谱分配图从频段上看,CDMA的下行频段与GSM的上行频段间隔只有10MHz部分地区只有5MHz,滤波器设计、站址选择及网络规划做不好,都会引起GSM被干扰,使GSM系统接收性能的下降。由于GSM的下行与CDMA的上行存在至少100MHz的保护带,滤波器实现容易,所以GSM对CDMA不会产生干扰问题。干扰的类型根据干扰的性质,CDMA对GSM系统的干扰主要有阻塞干扰和杂散干扰两种。阻塞干扰被干扰系统接收滤波器形状被干扰系统接收滤波器形状干扰系统发射信号图 ST

3、YLEREF 1 s2SEQ 图 * ARABIC s 11 阻塞干扰原理图任何接收机都有一定的接收动态范围,在接收功率超过接收动态允许的最大功率电平时,会导致接收机饱和,从而降低接收机的增益,导致接收机的灵敏度恶化。从上图看出,即使干扰系统不产生任何带外杂散,如果被干扰系统的滤波器对干扰系统发射抑制能力不够,也将使强信号落入到后端的接收机上,使接收机饱和,从而引起阻塞干扰。阻塞干扰的根本原因在于接收滤波器的抑制能力不够,与发射信号的带外杂散无关。杂散干扰 干扰系统发射信号被干扰系统接收底噪 干扰系统杂散图 STYLEREF 1 s2SEQ 图 * ARABIC s 12 杂散干扰原理图由于发

4、射滤波器的滚降特性,导致任何系统总存在一定的带外辐射。带外辐射的主要能量来源是宽带噪音、谐波与互调产物、寄生辐射及杂散辐射,一般统称为杂散辐射。CDMA 800M在890MHz附近的发射杂散正好落入GSM系统的接收频带内,当这种干扰信号的电平接近甚至超过GSM系统的底噪时,会导致GSM接收灵敏度下降,进而引起覆盖收缩,接入困难等现象。干扰分析系统干扰的原理图如下：发射滤波器发射滤波器功放接收滤波器接收单元接收机发射单元ABCD干扰系统被干扰系统发射天线接收天线图 STYLEREF 1 s3SEQ 图 * ARABIC s 11 干扰分析框图下面根据上图,进行分析和公式推导。GSM900抗阻塞能

5、力分析GSM抗阻塞干扰可以按照如下公式进行分析：GSM系统接收机允许接收到阻塞功率CDMA系统信号功率GSM系统接收滤波器抑制天线隔离度收发馈线损耗或可写成以下公式：为了避免GSM的受到阻塞干扰,所需的天线隔离度CDMA系统信号功率收发馈线损耗GSM系统接收滤波器抑制GSM系统接收机允许接收到阻塞功率其中：天线隔离度指发射天线的输出与接收天线的输入端间耦合损耗,等于两天线间的空间隔离减去两天线朝向另一天线的增益。CDMA系统信号功率为CDMA系统发射功率,按照每载频20W计算,一般为4载频,所以总发射功率为49dBm。收发馈线损耗：一般可取46dB。GSM系统接收滤波器抑制GSM系统接收机允许

6、接收到阻塞功率如果没有外置滤波器,即可看成GSM机顶口的指标。对于GSM系统,根据协议3GPP 45.005定义,GSM900对CDMA800频段的抗阻塞能力仅为-13dBm。所以,对于移动的GSM设备,为了避免干扰,所需的天线隔离度=49dBm -4dB -=58dB。CDMA 800M杂散分析CDMA对GSM的杂散干扰可以按照如下公式进行分析： GSM系统允许接收到杂散功率CDMA系统功放杂散功率CDMA系统发射滤波器抑制天线隔离度收发馈线损耗或可写成以下公式：为了避免CDMA对GSM的杂散干扰,所需的天线隔离度CDMA系统功放杂散功率CDMA系统发射滤波器抑制收发馈线损耗GSM系统允许接

7、收到杂散功率其中：天线隔离度指发射天线输出与接收天线输入端间耦合损耗,等于两天线间的空间隔离减去两天线朝向另一天线的增益。被干扰系统允许接收到杂散功率：对于GSM系统而言,允许接收的干扰电平为-110dBm/200kHz。CDMA系统功放杂散功率CDMA系统发射滤波器抑制如果没有外置滤波器,即为CDMA机顶口杂散水平。我司RFU及RRU在4载频配置时283,242,201,37,在890MHz处的杂散优于-90dBm/100kHz =-87dBm/200kHz,在885MHz上为-71dBm/100kHz =-68dBm/200kHz。 收发馈线损耗：一般可取46dB。所以,对于华为设备,为了

8、避免干扰,GSM接收频率在890MHz以上时,所需的天线隔离度=-87dBm/200kHz -4dB - = 19dBGSM接收频率在885MHz以上时,所需的天线隔离度=-68dBm/200kHz -4dB - = 38dB隔离距离分析对于两天线距离小于10米的情况,使用天线水平隔离的公式计算结果与实际情况相差很大；大于10米时,则相差在3dB以内。而10米时的隔离度约为51.45dB,所以天线隔离度小于51.45dB时,建议使用华为测试结果,大于51.45dB时使用公式进行计算。水平隔离使用:IH=22+20log-Gt-Gr其中：IH：为水平隔离度d,分别为隔离距离及波长Gt,Gr分别为

9、发射天线与接收天线朝向另外一天线的增益,对于两天线为定向65度天线,且朝向相同的情况方位角相同,Gt+Gr一般取为0dBi。根据测试结果,垂直隔离度与垂直隔离距离的相关性不大,一般都在60dB左右,垂直隔离按照60dB计算,超过60dB一般情况不可实现。所以,对于杂散干扰、阻塞干扰、互调干扰所需的隔离度如下：干扰类型所需的隔离度所需的水平隔离距离所需的水平隔离距离所需的垂直隔离距离阻塞58dB21.5米680米0.5米杂散38dB0.5米60米工程安装最小距离此时两天线的朝向相同,主瓣方向平行；此时两天线主瓣方向朝向另外一根天线,仅供参考,实际情况下天线存在下倾、同时距离远的时候存在阻挡。所以

10、实际情况下不需要这么远；按照协议分析的结果。通过上表,可得出如下结论：GSM所受到的干扰是由于其自身滤波器抑制不够而出现的阻塞干扰。现网案例XX世家新城案例XX世家新城站点,移动GSM使用的频率范围在890MHz以上,其中受到干扰的一个扇区的干扰带达到5级-75-47dBm。此站点CDMA与GSM天线间距离非常接近,约1米左右,其中CDMA天线往GSM方向稍偏右边天线为CDMA天线,左边在美化柜内为移动天线,如下图：图 STYLEREF 1 s4SEQ 图 * ARABIC s 11 世家新城天线位置图在GSM机顶口进行测试,发现接收电平为-3.4dBm/载频,考虑CDMA发射功率空闲态为38

11、.5dBm公共信道的功率占总功率的36%,所以隔离度为38.5-=41.9dB,此隔离度远大于杂散隔离要求19dB,所以不会是杂散干扰,应该是阻塞干扰。在CDMA机顶上安装滤波器,GSM干扰带没有变化,还是5级,进一步说明杂散不会产生干扰。然后在GSM机顶上安装滤波器,GSM干扰带从5级降到1级,这说明产生干扰的原因是GSM上产生了阻塞。处理结果：本站点由于天面空间有限,无法通过调整天线彻底消除干扰,最终通过在GSM上安装滤波器解决问题。结论：综合以上结果,确定干扰为阻塞干扰,在CDMA侧安装杂散抑制滤波器不会改善干扰问题,唯有在GSM侧安装抗阻塞滤波器才能解决问题。XX太白庄园干扰案例此站点

12、CDMA与GSM天线间距离非常接近,约1.7米左右。左边为CDMA天线,右边为GSM天线,CDMA天线正朝向GSM天线,CDMA天线比GSM天线低约0.5米。右边的GSM扇区受到干扰,其干扰带达到5级。图 STYLEREF 1 s4SEQ 图 * ARABIC s 12 太白庄园天线相对位置图到达站点后,按照以下步骤进行了测试：1、在GSM主分集上安装抗阻塞滤波器,观察移动干扰带,发现GSM的干扰带降至12级。2、不拆卸GSM上滤波器,在CDMA发射端口安装杂散抑制滤波器,干扰带保持在12级,与仅安装GSM滤波器时干扰带相同；3、拆卸GSM上安装的滤波器,CDMA发射端口仍安装抗杂散滤波器,观

13、测干扰带,干扰带为5级。处理结果：本站点在天线所在平台的下一平台有移动的空闲抱杆,最终把CDMA天线移此抱杆上,这样水平隔离达到6米,垂直隔离也达到6米,并且还存在墙面阻挡,从而增大了隔离度,最终解决了干扰问题。结论：在CDMA上安装杂散抑制滤波器无法解决GSM的干扰问题；GSM上安装抗阻塞滤波器,可以将干扰等级从5级降至12级。所以干扰为GSM本身的阻塞干扰。XX案例XX狼山基站：C,G网天线在同一高度面上,水平隔离2米且C网发射天线正对G网天线背面,C网发射信号落入G网天线背瓣中,天线隔离度为46dB。通过在GSM基站机顶口的主分集安装抗CDMAXX市政府站点：C网与G网天线位无垂直隔离,

14、且水平隔离间隔只有1米,天线间隔离度仅为41dB。现场在GSM设备机顶口接带阻滤波器,消除了干扰XX孩儿巷基站：GC网天线共平台,且水平隔离度只有2米,天线间隔离度仅为41dB。现场在GSM设备机顶口接带阻滤波器,消除了干扰处理结果：上述三个站点都在GSM上安装抗阻塞滤波器,最终解决了干扰问题。结论：上述三个站点都为GSM本身的阻塞干扰。广西XX干扰案例广西东兰那合基站C/G两站天线相距较近,水平距离大约6米,垂直距离为0米,经过计算,判断是由于天线隔离度不够而造成阻塞干扰。图 STYLEREF 1 s4SEQ 图 * ARABIC s 13 东兰那合基站调整前天馈图图 STYLEREF 1

15、s4SEQ 图 * ARABIC s 14 东兰那合基站调整后天馈处理结果：由于CDMA天线可以进行垂直调整,故电信通过调整天线,将CDMA天线下降约2.5米,增加了两天线的隔离度。调整后移动公司人员反馈干扰消失。结论：此站点的干扰是由于天线间隔离度不够而导致阻塞干扰,通过调整天线解决干扰问题。结论及干扰处理建议结论根据定性分析及现网实际案例,可得到如下结论：目前已发现的华为CDMA对移动GSM产生干扰都是阻塞干扰；理论和实践证明,阻塞干扰可以通过调整天线来解决。具体干扰处理建议对于已经产生干扰的站点,建议按照以下步骤处理：优先考虑通过调整天线的方位角、下倾角或调整天线挂高来解决问题；对于无法

16、调整或调整后还存在干扰的情况,需要在GSM侧安装抗阻塞滤波器解决。附录1：一般的干扰处理手段由于目前发现的都是阻塞干扰,故以阻塞干扰为例杂散与此类似进行说明。根据阻塞干扰的计算公式：被干扰系统允许接收到阻塞功率干扰系统输出总功率被干扰系统接收滤波器抑制天线隔离度收发馈线损耗可以看到上式中只有被干扰系统接收滤波器抑制、天线隔离度是可以改变的,其他的都基本无法进行改变,所以总体上的干扰处理有两类：1、增加天线间隔离度,2、安装滤波器增加天线间隔离天线隔离度即天线耦合损耗,天线耦合损耗的测量参考点是在天线的馈线接口,而基站间的耦合损耗的测量参考点是在基站的天馈线接口。 天线间隔离等于空间隔离减去天线

17、朝向另外一天线的增益和,为了增加天线间隔离,可以有下面几种方法。A增加空间隔离可以通过增加水平距离来增加空间隔离度,从而减小干扰。如10米时空间隔离在890MHz为51dB,而50米则可达到65dB。B调整天线方位角由于天线一般为定向天线,不同的方位其增益相差较大,所以可以通过调整天下的方位角,使天线主瓣方向从正对变成平行或后背相对,这样可以减小干扰。图 STYLEREF 1 s6SEQ 图 * ARABIC s 11 天线的水平方向图C调整天线下倾角同样,天线在垂直不同角度上的的增益相差非常大,一般下倾变化几度及会使增益变化10dB以上,所以在允许下倾变化的情况,可以考虑调整下倾角。图 ST

18、YLEREF 1 s6SEQ 图 * ARABIC s 12 天线的垂直方向图根据华为的实际测试结果,可以得到不同情况下的天线间隔离度如下表：场景 距离0.5米1米3米5米8米两天线主瓣正对8.8dB11.1dB15.8dB17.4dB20.4dB两天线主瓣朝向相同主瓣与两天线连线垂直39.8dB40.7dB45.3dB49.4dB50.2dB一天线主瓣朝向另一天线,另一天线主瓣与两天线连线垂直29.8dB30.5dB31.9dB33.6dB36.2dB两天线背对66.3dB66.9dB66.5dB67.8dB68.7dB对于垂直隔离,距离变化对隔离的影响很小,根据测试结果,一般垂直隔离可以提

19、供60dB的隔离度。可见,对于需要40dB的隔离度,在天线主瓣朝向相同的情况下,只需要1米的距离,这是非常容易满足的。从上表也可以看出,通过调整天线的方位角,可以大幅提高隔离度,减小干扰。外接滤波器通过在GSM基站侧增加抗阻塞滤波器,也可以消除这类干扰。附录2：如何确定干扰的类型通过大量现网此类问题处理的经验,得出GSM出现干扰存在两大类原因：1、与CDMA系统相关的干扰包括阻塞或杂散干扰；2、其它除CDMA系统外原因引起的干扰。所以,遇到一个干扰问题后,先要定位干扰原因。确认干扰是否与CDMA系统相关,如果是CDMA引起的干扰,还需要再确定干扰性质；在排除CDMA干扰后,就可以专心来查找外部

20、干扰源了。阻塞干扰确定测试是否产生阻塞干扰的最直接有效的方法是直接用仪器连接GSM天馈,测试接收到的CDMA带内信号总功率,然后与GSM本身的允许的阻塞电平进行对比,以确认是否产生阻塞干扰。具体方法如下：在机顶断开GSM受干扰的天馈,然后把GSM天线直接连接到测试仪器上,如果接收到870880MHz内的总功率-19dBm考虑到CDMA的最大发射功率可能比测试时抬升6dB,按协议要求,就有可能存在阻塞干扰。如果GSM厂家提供了相应设备的阻塞门限,应以厂家指标为准进行倒推如厂家的阻塞指标为-5dBm,则允许的CDMA带内闲时总功率为-5dBm-6dB=-11dBm。CDMA带内870880MHz总

21、功率计算方法如下：例如CDMA配置5个频点,则总发射带宽为1.23*5=6.15MHz,如果总接收功率为-13dBm。则此时相当于CDMA载波功率为-31dBm/100kHz或-20dBm/1.23MHz。具体测试连接如图7-1所示。GSM天线GSM天线频谱仪图 STYLEREF 1 s7SEQ 图 * ARABIC s 11 阻塞干扰测试方法杂散干扰确定从前面的分析结果看出,杂散干扰所需的隔离度比阻塞小20dB,所以如果不存在阻塞干扰,则一定不存在杂散干扰,如果存在了阻塞干扰,是否还存在杂散干扰可以用上面提供的方法和具体测试得到的指标进行计算。例如通过7.1节方法测试到的CDMA单载频功率为-10dBm,则GSM与CDMA间隔离度为38dBm-=48dB,此时到达GSM带内的杂散为-87dBm/200kHz -48dB =-135dBm/200kHz, 远小于GSM能够检测的-110dBm/200kHz,所以这时候将不会存在任何杂散干扰。此外,还可以对GSM带内接收电平进行测试的方法来确认,具体方法如下：此时需要在天线和测试仪器之间串接一个陷滤器带阻滤波器,一般要求在CDMA带内抑制达到3