李一兵 李麗輝
一、概述
中國(guó)聯(lián)通的CDMA和GSM基站的頻譜分配如圖1所示。
由圖1可知，中國(guó)聯(lián)通的CDMA系統(tǒng)基站的發(fā)射頻率為870～880MHz，接收頻率為825～835MHz；GSM的接收頻段為890～908MHz（中國(guó)移動(dòng)）和909～915MHz（中國(guó)聯(lián)通），發(fā)射頻段為935～953MHz（中國(guó)移動(dòng)）和954～960 MHz（中國(guó)聯(lián)通）。從運(yùn)行頻段上看，CDMA的發(fā)射頻段與GSM的接收頻段比較接近，因此在站址選擇及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中如稍不恰當(dāng)，勢(shì)必造成對(duì)GSM的干擾，致使GSM系統(tǒng)接收性能下降（注：干擾是相互的，但由于GSM的發(fā)射頻段與CDMA的接收頻段相差較遠(yuǎn)，且CDMA是自擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，抗干擾性能較好，故GSM對(duì)CDMA系統(tǒng)造成的干擾可以忽略）。CDMA系統(tǒng)設(shè)備一般在基站射頻輸出端有一寬帶濾波器，濾波器的通帶為869～894 MHz，通帶外的衰減一般為20 dB。即使CDMA射頻發(fā)射端采用寬帶濾波器，當(dāng)GSM與CDMA網(wǎng)站距離較近時(shí)，仍會(huì)對(duì)GSM系統(tǒng)產(chǎn)生雜散干擾，甚至導(dǎo)致GSM寬帶接收機(jī)趨向飽和而無(wú)法正常工作。因此需要采取必要的措施，以減少GSM系統(tǒng)受雜散發(fā)射干擾的影響。
圖1 CDMA與GSM系統(tǒng)的頻譜分配
2、網(wǎng)間干擾定性分析
2.1網(wǎng)間干擾類(lèi)型
前面已經(jīng)提到，中國(guó)聯(lián)通CDMA基站的發(fā)射功率采用870～880MHz（ABand）。其第一載波中心頻率為878.49MHz（信道編號(hào)為283）。在這種情況下，將會(huì)發(fā)生以下幾種類(lèi)型的網(wǎng)間干擾：
●CDMA發(fā)射機(jī)的邊帶雜散噪聲落入GSM接收帶內(nèi)；
●CDMA發(fā)射機(jī)的交調(diào)產(chǎn)物落入GSM接收帶內(nèi)；
●GSM帶外的CDMA發(fā)射載波造成GSM接收機(jī)的靈敏度下降。
根據(jù)干擾的性質(zhì)，CDMA對(duì)GSM系統(tǒng)的干擾可定義為雜散干擾、互調(diào)干擾和阻塞干擾三種。
（1）雜散干擾
CDMA發(fā)射信號(hào)直接或通過(guò)交調(diào)等方式間接作為帶內(nèi)噪聲作用于GSM接收機(jī)上，造成GSM接收機(jī)靈敏度下降。發(fā)射濾波器的滾降特性（任何濾波器都不可能是理想的階躍方式），導(dǎo)致CDMA系統(tǒng)總存在一定的帶外輻射，這就是我們所說(shuō)的發(fā)射雜散。在890MHz附近的發(fā)射雜散正好落入GSM系統(tǒng)的接收頻帶內(nèi)，這對(duì)GSM系統(tǒng)來(lái)說(shuō)勢(shì)必引入了另一種干擾，當(dāng)這種干擾信號(hào)的電平超過(guò)GSM系統(tǒng)的接收靈敏度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其接收靈敏度、信噪比以及QoS等下降。
（2）互調(diào)干擾
當(dāng)有多個(gè)不同頻率的信號(hào)加載到非線性器件時(shí)，非線性變換將產(chǎn)生許多組合頻率信號(hào)，其中一部分可能落在接收機(jī)帶內(nèi)，造成對(duì)有用信號(hào)的干擾，該干擾就是互調(diào)干擾。
（3）阻塞干擾
任何接收機(jī)都有一定的接收動(dòng)態(tài)范圍，在接收功率超過(guò)接收動(dòng)態(tài)允許的最大功率電平時(shí)，會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)飽和阻塞。阻塞會(huì)導(dǎo)致接收機(jī)無(wú)法正常工作，長(zhǎng)時(shí)間的阻塞還可能造成接收機(jī)的永久性性能下降。
2.2網(wǎng)間干擾分析
（1）CDMA發(fā)射載波增加造成頻譜內(nèi)干擾
●CDMA/GSM共站。此時(shí)發(fā)射載波和扇區(qū)的增加都可能造成頻譜內(nèi)的干擾變大。
●CDMA/GSM不共站。在這種情況下，只有發(fā)射載波數(shù)量增加才可能導(dǎo)致頻譜內(nèi)干擾增加。
（2）帶寬轉(zhuǎn)換因子
CDMA載波帶寬1.25MHz，而GSM載波帶寬200kHz，CDMA發(fā)射功率只有部分落入GSM帶內(nèi)，故對(duì)其干擾功率只能是其總功率的一部分，一般稱(chēng)其為帶寬轉(zhuǎn)換因子（BandwidthConversion Factor）。帶寬轉(zhuǎn)換因子的計(jì)算公式為10lg（200/1.25）=-8 dB。
（3）基站的發(fā)射濾波特性
無(wú)線射頻通路上的雙工器及合路器等對(duì)帶外的信號(hào)具有一定的抑制能力，在不采用外部濾波器時(shí)在885MHz處對(duì)信號(hào)就具有35dB以上的衰耗量。
3、網(wǎng)間干擾定量分析
3.1CDMA發(fā)射機(jī)的邊帶雜散噪聲落入GSM接收帶內(nèi)
CDMA基站具有較好的發(fā)射特性，其發(fā)射機(jī)的線性度以及帶外雜散輻射等指標(biāo)均遠(yuǎn)優(yōu)于IS-97標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)偏離中心頻率1MHz時(shí)，信號(hào)已下降70dB。
天線空間隔離公式如下：
垂直方向?yàn)?8+40lg（S/x）；
水平方向?yàn)?2+20lg（S/x）-（GT+GR）。
其中：S為天線隔離的空間；GT為發(fā)射天線增益；GR為接收天線增益；x為波長(zhǎng)。
由計(jì)算可知，天線隔離要求見(jiàn)表1。
表1 天線隔離要求一
在各種干擾因素中，基站的發(fā)射濾波特性和天線的空間隔離距離是比較重要的因素，因此在條件允許的站址應(yīng)盡量加大天線的隔離空間以保證足夠的隔離度，留出更多的抗干擾余量。在天線平臺(tái)條件有限的站址，如果天線的垂直空間不能滿足1m的要求，可考慮采用外部濾波器。
3.2CDMA發(fā)射機(jī)的交調(diào)產(chǎn)物落入GSM接收帶內(nèi)
在部分系統(tǒng)中，CDMA發(fā)射載波的邊帶噪聲和交調(diào)產(chǎn)物采用相同的指標(biāo)，故按照發(fā)射載波邊帶雜散輻射相同的分析方法，可得出與3.1相同的結(jié)論。
3.3CDMA發(fā)射載波造成GSM接收機(jī)靈敏度下降
根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)（GSM05.05，Section5.1）可得出對(duì)帶外阻塞和帶內(nèi)阻塞的要求。
（1）帶外阻塞
●當(dāng)f為100kHz～860MHz時(shí)，帶外阻塞＜8dBm；
●當(dāng)f為925～935MHz時(shí)，帶外阻塞＜0dBm：
●當(dāng)f為935MHz～12.75GHz時(shí)，帶外阻塞＜8dBm。
（2）帶內(nèi)阻塞
●當(dāng)∣f-f0∣為600～800kHz時(shí)，帶內(nèi)阻塞＜-26dBm；
●當(dāng)∣f-f0∣為800kHz～3MHz時(shí)，帶內(nèi)阻塞＜-16dBm；
●當(dāng)∣f-f0∣＞3MHz時(shí)，帶內(nèi)阻塞＜-13dBm。
通過(guò)計(jì)算，天線隔離要求見(jiàn)表2。
表2 天線隔離要求二
在以上計(jì)算中考慮了GSM系統(tǒng)接收端不加濾波器的情況。一般來(lái)說(shuō)，GSM系統(tǒng)的RX濾波器對(duì)880MHz的信號(hào)具有30dB的抑制作用，這對(duì)抗阻塞干擾有著非常大的幫助。
當(dāng)考慮GSM系統(tǒng)接收端加裝濾波器時(shí)，天線隔離要求見(jiàn)表3。
表3 天線隔離要求三
以上分析都是基于多扇區(qū)、多載波且比較惡劣的情況。實(shí)際上在CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的配置。初期，系統(tǒng)干擾發(fā)生的可能性不大；隨著系統(tǒng)的擴(kuò)容，產(chǎn)生干擾的可能性增加，這樣就必須認(rèn)真考慮抗干擾的措施了。值得注意的是，GSM移動(dòng)臺(tái)同樣會(huì)對(duì)CDMA移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生干擾，機(jī)制同基站間的干擾。但相對(duì)于基站間的干擾，情況并不嚴(yán)重，主要原因如下：
●移動(dòng)臺(tái)位置的隨機(jī)性較大；
●兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)相互靠近的可能性較�。�
●路徑衰耗和空間隔離距離是變化的；
●移動(dòng)臺(tái)功率較低；
●在相互靠近的移動(dòng)臺(tái)中，交調(diào)產(chǎn)物落入CDMA接收帶內(nèi)的概率很低。
4、網(wǎng)間干擾解決方案
針對(duì)上述幾種網(wǎng)間干擾，可根據(jù)實(shí)際情況綜合采用以下幾種干擾措施：
●CDMA基站發(fā)端安裝帶通濾波器；
●CDMA發(fā)端與GSM收端之間保留適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)帶；
●在CDMA發(fā)射天線與GSM接收天線之間保證足夠的空間隔離（水平或垂直）；
●修改CDMA或GSM基站的頻率規(guī)劃；
●降低CDMA基站的發(fā)射功率；
●調(diào)整CDMA發(fā)射天線的傾角或水平方向角；
●在GSM基站接收端安裝帶通濾波器。
在實(shí)際的工程實(shí)施中，應(yīng)根據(jù)具體情況，逐一分析基站的干擾原因，并結(jié)合上述方法加以解決。以下對(duì)實(shí)際工程中常用的、也是較有效的兩種解決方法進(jìn)行分析。
4.1加裝發(fā)射濾波器
加裝發(fā)射濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn)：
●如果在C網(wǎng)的發(fā)射通道中加裝發(fā)射濾波器，對(duì)帶外進(jìn)行抑制，則可以減少C網(wǎng)對(duì)G網(wǎng)的雜散干擾；
●如果在G網(wǎng)的發(fā)射通道中加裝發(fā)射濾波器，對(duì)帶外進(jìn)行抑制，則可以減少G網(wǎng)對(duì)C網(wǎng)的雜散干擾；
●減少對(duì)天線隔離度的要求，從而達(dá)到同站址建站的目的。
加裝發(fā)射濾波器的缺點(diǎn)是：基站的覆蓋范圍減小。
4.2加裝接收濾波器
加裝接收濾波器具有以下優(yōu)點(diǎn)：
●如果在C網(wǎng)的接收通道中加裝接收濾波器，對(duì)接收帶外發(fā)射信號(hào)進(jìn)行抑制，則可以減少G網(wǎng)對(duì)C網(wǎng)的阻塞干擾；
●如果在G網(wǎng)的接收通道中加裝接收濾波器，對(duì)接收帶外發(fā)射信號(hào)進(jìn)行抑制，則可以減少C網(wǎng)對(duì)G網(wǎng)的阻塞干擾；
●工程安裝時(shí)不用中斷基站的正常工作。
加裝接收濾波器的缺點(diǎn)是：不能消除發(fā)射落在接收帶內(nèi)的雜散，還會(huì)減少基站的覆蓋范圍。
