1、第31卷第2期電子工程師Vol.31No.22005年2月ELECTRONICENGINEERFeb.2005CDMA直放站對GSM網絡的干擾分析及解決方案楊宏麗(深圳職業技術學院,廣東省深圳市518055)【摘要】移動通信直放站是一種實現無線覆蓋的技術手段。針對碼分多址(CDMA)系統直放站對全球移動通信系統(GSM)網絡的干擾問題,從頻率關系和發射/接收特性對干擾來源進行了深入分析,闡述了3種主要干擾即雜散干擾、阻塞干擾和互調干擾產生的原因。根據隔離準則,從理論上計算出了抗干擾的隔離距離,并提出了實際工程中的相應解決方案。關鍵詞:CDMA,GSM,直放站,干擾中圖分類號:TN830.6,若

2、將來采用2個以上載頻,其交調GSM的上行頻段。c)CDMA與GSM共站址,CDMA直放站施主天線直接對準GSM基站天線,二者隔離度不夠。0引言術手段,信號進行延伸。,它可以利用較少的投資和較短的周期,迅速擴大無線覆蓋范圍。目前,CDMA網絡已正常運營使用,運營公司對于該網絡采用低容量、大覆蓋的無線網絡布局思想,用基站和直放站混合組網,這樣,CDMA直放站在網絡中將占有一定比例。根據國外經驗,CDMA基站與直放站的比例為110,在我國這個比例約為15。由于CDMA系統與GSM900系統頻率接近,大部分CDMA基站與全球移動通信系統(GSM)基站或GSM直放站共址,因此不可避免地會產生相互干擾。如

3、何避免直放站對同址或鄰近的GSM產生干擾,是運營商非常關注的問題,本文就該問題進行了分析和探討,并提出了切實可行的解決方案。圖1GSM900系統和CDMA系統頻率范圍2干擾分析CDMA系統與GSM的干擾需根據二者頻率的關系及發射/接收特性來具體研究。上面所述的天線隔離度是指同站址兩系統天線終端間的路徑損失,即從干擾站發單元輸出端口到被干擾站收單元輸入端口的路徑損失。它體現空間傳輸損耗和兩個站有效天線增益的綜合作用。對GSM主要考慮3種性能損失,即接收機靈敏度降低、互調干擾(IMP)和接收機過載。從干擾源(CDMA直放站)接收的寄生輻射信號將導致接收機靈敏度降低;而從同位置站接收到的所有載頻的合

4、成造成了IMP干擾;接收機過載的原因是接收機所收到的總信號功率太大。為了將這些性能損失降到最小而不修改現有的發送和接收單元,在同址站間需要保持適當的隔離。3種主要的干擾為雜散干擾、阻塞干擾和互調干擾。其中,雜散干擾與CDMA直放站目前在890MHz附近的帶外發射有關,這是接收方(GSM)自身無法克服的,將導致GSM信噪比下降,服務質量惡化;阻塞干擾與GSM接收機的通帶外抑制能力有關,涉及CDMA的載波發射功率、接收機濾波器特性等,GSM的接收機將因飽和而無法工作;互調干擾與CDMA使用多載頻、系統的非線性有關,其結果主要表現為GSM信噪比下降和服務質量惡化。331干擾來源眾所周知,CDMA系統

5、是擴頻系統,其抗干擾能力很強。一般情況下,GSM對CDMA系統干擾很小,因此系統設計中可以忽略不計,但是CDMA系統對GSM的干擾必須在實際應用中充分考慮。CDMA直放站對GSM的干擾主要有以下3個方面:a)CDMA系統的下行頻率870MHz880MHz與GSM的上行頻率890MHz915MHz頻段接近,如圖1所示。這樣,從CDMA直放站業務天線發出的下行信號,就可能被GSM900系統的上行接收機收到,形成較大的干擾。b)目前采用的CDMA直放站多數為帶寬選擇式收稿日期:2004209220;修回日期:2004211229。通信技術電子工程師2005年2月根據GSM技術體制,GSM接收機的靈敏

6、度為-104dBm,信噪比為9dB。在最大增益范圍內,直放站的增益大小取決于施主天線與業務天線的隔離要求,若增益為90dB,按照直放站增益要比天線隔離度低13dB的原則,隔離要求為103dB左右,兩天線間的垂直隔離距離約為15m。通常情況下,GSM基站天線一般位于鐵塔的第一層平臺,由于物理空間的原因,同時考慮到多個RF系統共用同一站址,以及直放站的施主天線的高度要求,共站址CDMA直放站的增益不會很大。一般輸出功率取37dBm較為合理(約為5W,遠小于GSM基站的輸出功率,約為40W),CDMA直放站的雙工濾波器的帶寬大多為870MHz880MHz,其濾波特性為60dB。根據信息產業部d)隔離

7、余量為-88+10lg(200/30)-(-123)=43(dB);e)垂直隔離距離為2.4m;f)水平隔離距離為11m。4實際工程中解決問題的方法在實際工程中,由于890MHz909MHz頻段為中國移動所有,而CDMA系統為中國聯通所有,所以共址的機會不多。中國聯通的GSM上行頻段為909MHz915MHz,與CDMA相隔較遠,隔離要求更小,應更容易實現。因此,根據不同情況,),應采用垂直隔,至少相距2m。鐵塔共址。當CDMA直放站安裝在GSM基站鐵塔上時,首先考慮垂直隔離,即CDMA直放站天線安裝在與GSM基站天線不同的平臺上(最好是上層平臺);如果鐵塔只有1層,可以用側伸臂固定在鐵塔上,

8、兩系統天線間垂直間距至少2m,也可以用水平隔離,兩系統天線在同一個平面上,間距至少5m。c)報桿共址。此時聯通公司一般要求采用垂直隔離,CDMA直放站天線用側伸臂固定在GSM基站報桿上,位于GSM天線的上方至少2m處。d)與GSM直放站共址。如果都是定向天線,應采用垂直隔離,間距至少2m;如果CDMA直放站為全向天線(目前聯通GSM直放站很少有全向天線),施主天線可以共用一根報桿,業務天線一般應單獨立報桿,與GSM直放站業務天線相距10m,且在GSM直放站施主天線的背面。另外,在實際工作中,由于特殊情況,CDMA直放站與中國移動的直放站共站址時,水平間距至少要15m,這樣才能保證雙方設備均正常

9、工作。參考文獻1王月清,等.寬帶CDMA移動通信原理.北京:電子工業出800MHzCDMA直放站870MHz880MHz和測試方法中關于工作帶外雜散的要求:f>1.98MHz-65dBc/30kHz,寬以外信號衰減65站輸出功率取37dBm,直濾的帶寬大多為870MHz880MHz,65dB,雜散功率-28dBm。在上述3種不同的干擾中,雜散干擾是最主要的,影響也最大。3干擾的解決方案為了克服上述干擾,必須遵守以下3條隔離準則:a)被干擾基站從干擾站接收到的寄生輻射信號強度應比它的接收噪聲限低10dB;b)在被干擾基站生成的三階互調干擾(IMP3)電平應比接收機噪聲限低10dB;c)被干擾站從干擾站接收到的總載波功率應比接收機的1dB壓縮點低5dB。根據以上條件,可以計算隔離距離如下:a)CDMA直放站的頻帶外雜散為37-65=-28(dBm/30kHz);b)GSM能允許