多系统间隔离度要求理论分析

多系统间隔离度要求理论分析第1页，共52页，2023年，2月20日，星期四概述隔离度计算方法详细干扰分析总结2023/4/52第2页，共52页，2023年，2月20日，星期四

针对我国目前移动通信运营商的网络状况，GSM、CDMA、DCS1800、PHS、WLAN与3G在未来几年内将并存的状态，同一个服务区内将会有多个不同的系统同时工作，或者采用共址方式或者是合路方式。2023/4/53第3页，共52页，2023年，2月20日，星期四频率移动通信系统使用频率范围（MHz）上行频率下行频率联通CDMA系统825－835870－880移动EGSM系统885-909930-954联通GSM系统909－915954－960移动DCS1800系统1710－17301805－1825联通DCS1800系统1745－17551840－1850电信和网通PHS系统1900－19203GFDD系统1920－19802110－21703GTDD系统1880－1920和2010－2025WLAN系统2400-2483.5根据信息产业部相关频率规划的规定，目前我国移动通信系统频谱划分具体如下所示：2023/4/54第4页，共52页，2023年，2月20日，星期四2023/4/55第5页，共52页，2023年，2月20日，星期四概述隔离度计算方法详细干扰分析总结2023/4/56第6页，共52页，2023年，2月20日，星期四

对被干扰系统来说有三种性能损失需要考虑：接收机灵敏度降低、IMP干扰（互调干扰）和接收机过载。

为了将这些性能的损失降低到最小而不修改现有的发射和接收单元，在各个发射单元和接收单元之间需要保持一定的隔离度。2023/4/57第7页，共52页，2023年，2月20日，星期四

由于发射机输出的信号通常为大功率信号，在产生大功率信号的过程中会在发射信号的频带之外产生较高的杂散，而且这些杂散分布在非常宽的频率范围内。如果杂散落入某个系统接收频段内的幅度较高，受害系统的前端滤波器无法有效滤出，会导致接收系统的输入信噪比降低，通信质量恶化。1、发射机杂散对接收机的干扰计算2023/4/58第8页，共52页，2023年，2月20日，星期四杂散所需要的隔离度为：MCL≥Pspu－Pn－Nf＋μ其中：MCL为隔离度要求

Pspu为干扰源发射的杂散信号功率，单位为dBmPn为被干扰系统的接收带内热噪声，单位为dBmNf为接收机的噪声系数，基站的接收机噪声系数一般不会超过5dBμ为干扰保护比2023/4/59第9页，共52页，2023年，2月20日，星期四

此处的杂散分析结果都是完全按照各个系统协议规定的指标计算出来的，但是测试结果表明在杂散辐射指标上实际设备均有较大的余量。

另外对于隔离度要求过大的系统合路时，可以考虑在干扰系统发射机后增加一级滤波器降低干扰系统的杂散输出，再与其他系统合路。2023/4/510第10页，共52页，2023年，2月20日，星期四2、多信号合路产生的互调信号对接收机的干扰计算

两个以上不同的频率作用于一非线性电路或器件时，将有这两个频率相互调制而产生新的频率，如果这个新的频率正好落于某一个信道而为工作于该信道的接收机所接收，即构成对该接收机的干扰，成为互调干扰。2023/4/511第11页，共52页，2023年，2月20日，星期四

互调干扰的干扰机理和杂散干扰一样都是由于干扰信号进入被干扰信号的工作频带产生的，其所需要的隔离度也可以由公式：MCL≥Pspu－Pn－Nf＋μ

来表示，此时Pspu为多路信号合路产生的互调信号功率。2023/4/512第12页，共52页，2023年，2月20日，星期四3、大功率发射信号对接收机的阻塞影响

当一个较大干扰信号进入接收机前端的低噪放时，由于低噪放的放大倍数是根据放大微弱信号所需要的整机增益来设定的，强干扰信号电平在超出放大器的输入动态范围后可能会将放大器推入到非线性区，导致放大器对有用的微弱信号的放大倍数降低，甚至完全抑制，从而严重影响接收机对弱信号的放大能力，影响系统的正常工作。2023/4/513第13页，共52页，2023年，2月20日，星期四

在多系统设计时只要保证到达接收机输入端的强干扰信功率不超过系统指标要求的阻塞电平，系统就可以正常的工作。假设接收机的阻塞电平指标为Pb，干扰发射机的输出功率为Po，只要：

Pb≥接收的干扰电平＝Po－MCL

这时，强干扰信号不会阻塞接收机，这种情况下需要的系统间隔离度为：

MCL≥Po－Pb2023/4/514第14页，共52页，2023年，2月20日，星期四

通常也把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点。为了防止接收机过载，从干扰基站接收到的总载波功率电平需要低于它的1dB压缩点。因此，在接收机过载方面，也可以如下计算：Eoverload=Ctotal_interfering-LRX_Filter-CAFF_RXCtotal_interfering：干扰基站天线连接处的载频总功率（dBm）；

LRX_Filter：被干扰基站的接收滤波器在干扰基站发射带宽内的衰减（dB）；

CAFF_RX：被干扰基站天线连接处接收到的载频总功率（dBm）；

Eoverload：隔离度要求（dB）。2023/4/515第15页，共52页，2023年，2月20日，星期四各系统的阻塞门限如下：1、GSM/DCS1800系统对于阻塞干扰的要求如下：根据GSM标准（GSM05.05，Section5.1）可知当GSM的带外阻塞指标为3MHz＜│f－f0│时，阻塞干扰应小于-13dBm。2023/4/516第16页，共52页，2023年，2月20日，星期四2、CDMA系统对于阻塞干扰的要求如下：在TIA/EIA-97-D《CDMA基站子系统最低性能标准》的要求，没有对2G频带左右的带外阻塞指标做规定，因此按照阻塞干扰公式

Eoverload=Ctotal_interfering-LRX_Filter-CAFF_RX

来计算阻塞干扰所需要的隔离度。

其中CDMA基站的接收滤波器对其他信号的衰减LRX_Filter一般都在60dB以上；CDMA系统接收机1dB压缩点一般为-18dBm，根据以上隔离度准则，CDMA基站RX接收到的载频总功率应比1dB压缩点低5dB，即CAFF_RX＝-23dBm。2023/4/517第17页，共52页，2023年，2月20日，星期四系统LRX_FilterCAFF_RX最大发射功率Ctotal_interfering

隔离度要求（dB）GSM60dB-23dBm43dBm6dBDCS180043dBm6dBWCDMA43dBm6dB2023/4/518第18页，共52页，2023年，2月20日，星期四3、WCDMA系统对于阻塞干扰的要求如下表所示：频率（MHz）干扰功率（dBm）频率（MHz）干扰功率（dBm）1920‑1980-40921-960+16dBm1900-1920/1980-1920-401805-1880+16dBm1-1900/2000‑12750-152023/4/519第19页，共52页，2023年，2月20日，星期四4、WLAN系统对于阻塞干扰的要求如下表所示：干扰信号如果没有落在正在使用的WLAN载波的邻道中，则它对WLAN接收机的影响可以不考虑。如果落在正在使用的WLAN载波的邻道中，则干扰信号功率应比WLAN的发射功率小16dB以上。2023/4/520第20页，共52页，2023年，2月20日，星期四

各系统工作信道带宽内总的热噪声功率（接收机噪声基底）各系统工作信道带宽内总的热噪声功率按照下面的公式可以计算出来，具体计算如下：Pn=10lg（KTB）其中：K为波尔兹曼常数，其值为K=1.38×10-23；T为绝对温度，常温下取值为T=290K；B为信号带宽，单位为Hz。将常量带入公式可以简化为：Pn=-174dBm+10lg(B)2023/4/521第21页，共52页，2023年，2月20日，星期四1、GSM、DCS1800系统工作信道带宽为200KHz，因此GSM、DCS1800系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn1=Pn2=-174dBm+10lg(200×103Hz)=-121dBm2、CDMA系统工作信道带宽为1.23MHz，因此CDMA系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn3=-174dBm+10lg(1.23×106Hz)=-113dBm3、PHS系统工作信道带宽为300KHz，因此PHS系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn4=-174dBm+10lg(300×103Hz)=-119dBm4、WCDMA系统工作信道带宽为3.84×（1＋α）MHz（WCDMA系统一个频道的带宽，α为基带成型滤波器的滚降系数，α=0.22），因此WCDMA系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn5=-174dBm+10lg(4.6848×106Hz)=-107dBm5、WLAN系统工作信道带宽为22MHz，因此WLAN系统工作信道带宽内总的热噪声功率：Pn6=-174dBm+10lg(22×106Hz)=-101dBm2023/4/522第22页，共52页，2023年，2月20日，星期四

干扰保护比μ

当两个信号叠加时将会形成一个新的信号，能量为两个信号的能量和。

2023/4/523第23页，共52页，2023年，2月20日，星期四

当引入的噪声低于系统带内底噪μ时，系统底噪将抬升ΔPn（ΔPn=Pn-Pn2）。不同干扰级别下根据干扰保护比μ的不同，计算出来的隔离度也将不同，底噪将抬升ΔPn可以由下面的公式计算：干扰等级无一级二级三级噪声保护（dB）061015底噪提高（dB）3.010.970.410.142023/4/524第24页，共52页，2023年，2月20日，星期四概述隔离度计算方法详细干扰分析总结2023/4/525第25页，共52页，2023年，2月20日，星期四1、GSM系统与其他系统隔离度要求分析1杂散干扰GSM蜂窝发信机杂散指标如下：频率范围最大值测试带宽9KHz~1GHz-36dBm200kHz890~915MHz-103dBm10kHz1GHz~12.75GHz-30dBm3MHz2023/4/526第26页，共52页，2023年，2月20日，星期四系统上行频段范围(MHz)带宽(KHz)系统底噪Pn系统噪声系数Nf落在其他系统上行杂散(转换带宽后)Pspu隔离度要求MCL其他运营商GSM-200-1218-41.8dBm71dBCDMA825-8401230-1135-36dBm72dBDCS1710-1725200-1218-41.8dBm71dBPHS1900-1920288-1195-40.2dBm74dBWCDMA1920-19803840-1084-29dBm75dBWLAN2400-2483.522000-1015-21.4dBm74.6dB2023/4/527第27页，共52页，2023年，2月20日，星期四2互调干扰通过分析，GSM900系统与其他系统产生的互调只可能产生以下几种：

GSM系统下行多载频互调信号落在其他GSM系统上行，产生互调干扰。互调信号强度-97dBm，，隔离度要求24dB。GSM系统与CDMA系统合路的互调信号有可能落在CDMA上行频段内，互调信号强度-97dBm，隔离度要求16dB。GSM系统与其他系统的频段间隔都比较远，不会造成互调干扰。2023/4/528第28页，共52页，2023年，2月20日，星期四3阻塞干扰MCL≥Po－Pb

以GSM系统最大发射功率43dBm，计算对其他系统的阻塞隔离度要求如下：

WLAN频段与GSM频段间隔较远，通过滤波器的幅频特性完全可以避免阻塞干扰。系统阻塞干扰电平(dBm)隔离度要求（dB）其他GSM-1356DCS1800-1356CDMA376PHS3013WCDMA16272023/4/529第29页，共52页，2023年，2月20日，星期四2、CDMA系统与其他系统隔离度要求分析1杂散干扰CDMA蜂窝发信机杂散指标如下：频率范围最大值测试带宽30MHz～1GHz-36dBm100kHz1GHz～12.75GHz-36dBm1MHz806MHz～821MHz-67dBm100kHz885MHz～915MHz-67dBm100kHz930MHz～960MHz-47dBm100kHz1.7GHz～1.92GHz-47dBm100kHz3.4GHz～3.53GHz-47dBm100kHz发射工作频带两边各加上1MHz过渡带内的噪声电平-22dBm100kHz2023/4/530第30页，共52页，2023年，2月20日，星期四系统上行频段范围(MHz)带宽(KHz)系统底噪Pn系统噪声系数Nf落在其他系统上行杂散(转换带宽后)Pspu隔离度要求MCLGSM900885-909200-1218-64dBm49dBDCS18001710-1725200-1218-44dBm69dBPHS1900-1920288-1195-42.4dBm72dBWCDMA1920-19803840-1084-30dBm74dBWLAN2400-2483.522000-1015-22.6dBm73dB2023/4/531第31页，共52页，2023年，2月20日，星期四2互调干扰通过分析，CDMA系统与其他系统产生的互调只可能产生以下几种：

CDMA系统下行产生的互调信号落在GSM系统上行，互调信号强度-97dBm，隔离度要求16dB。

CDMA系统与GSM系统合路的互调信号有可能落在CDMA上行频段内，互调信号强度-97dBm，隔离度要求16dB。

CDMA系统与其他系统的频段间隔都比较远，不会造成互调干扰。2023/4/532第32页，共52页，2023年，2月20日，星期四3、阻塞干扰以CDMA系统最大发射功率43dBm，计算对其他系统的阻塞隔离度要求如下：

WLAN频段与CDMA频段间隔较远，通过滤波器的幅频特性完全可以避免阻塞干扰。系统阻塞干扰电平(dBm)隔离度要求（dB）GSM900-1356DCS1800-1356PHS3013WCDMA16272023/4/533第33页，共52页，2023年，2月20日，星期四3、DCS系统与其他系统隔离度要求分析

1杂散干扰

DCS蜂窝发信机杂散指标如下：频率范围最大值测试带宽9KHz~1GHz-36dBm200kHz890~915MHz-103dBm10kHz1GHz~12.75GHz-30dBm3MHz2023/4/534第34页，共52页，2023年，2月20日，星期四系统上行频段范围(MHz)带宽(KHz)系统底噪Pn系统噪声系数Nf落在其他系统上行杂散(转换带宽后)Pspu隔离度要求MCLGSM900885-909200-1218-36dBm77dBCDMA825-8401230-1135-36dBm72dBPHS1900-1920288-1195-40.2dBm74dBWCDMA1920-19803840-1084-29dBm75dBWLAN2400-2483.522000-1015-22.6dBm73dB2023/4/535第35页，共52页，2023年，2月20日，星期四2互调干扰通过分析，DCS1800系统与其他系统产生的互调只可能产生以下几种：DCS1800系统下行与PHS信号的互调信号落在DCS1800系统上行，产生互调干扰。互调信号强度-105.9dBm，隔离度要求15dB。DCS1800系统下行与PHS信号的互调信号落在WCDMA系统上行，产生互调干扰。互调信号强度-105dBm，隔离度要求2dB。

DCS1800系统与其他系统的频段间隔都比较远，不会造成互调干扰。2023/4/536第36页，共52页，2023年，2月20日，星期四3阻塞干扰以DCS系统最大发射功率43dBm，计算对其他系统的阻塞隔离度要求如下：

WLAN频段与DCS频段间隔较远，通过滤波器的幅频特性完全可以避免阻塞干扰。系统阻塞干扰电平(dBm)隔离度要求（dB）DCS1800-1356CDMA376PHS3013WCDMA16272023/4/537第37页，共52页，2023年，2月20日，星期四4、PHS系统与其他系统隔离度要求分析1杂散干扰PHS发信机杂散指标如下：

根据RCRSTD-28标准，PHS基站功放在带外偏移900KHz时，杂散必须低于-36dBm/30KHz，（典型值为-45dBm/30KHz即-90dBm/Hz）。频率范围最大值测试带宽9KHz~1.9GHz-36dBm30kHz1.9GHz~1.92GHz-15dBm30kHz1.92GHz~12.75GHz-36dBm30kHz2023/4/538第38页，共52页，2023年，2月20日，星期四系统上行频段范围(MHz)带宽(KHz)系统底噪系统噪声系数落在其他系统上行杂散(转换带宽后)dBm隔离度要求GSM900885-909200-1218-27.8dBm85dBDCS18001710-1725200-1218-27.8dBm85dBCDMA825-8401230-1135-20dBm88dBWCDMA1920-19803840-1084-15dBm89dBWLAN2400-2483.522000-1015-7.4dBm88.6dB2023/4/539第39页，共52页，2023年，2月20日，星期四2互调干扰通过分析，PHS系统与其他系统产生的互调只可能产生以下几种：PHS系统两载频产生的的互调信号落在WCDMA系统上行，产生互调干扰。互调信号强度-115Bm，不需要再增加隔离度。PHS系统与DCS1800的下行信号产生的的互调信号落在DCS1800系统上行，产生互调干扰。互调信号强度-105.9dBm，隔离度要求15dB。PHS系统与DCS1800的下行信号产生的互调信号落在WCDMA系统上行，产生互调干扰。互调信号强度-105dBm，隔离度要求2dB。PHS系统与WCDMA的下行信号产生的互调信号落在DCS100系统上行，产生互调干扰。互调信号强度-112.9dBm，隔离度要求8dB。DCS1800系统与其他系统的频段间隔都比较远，不会造成互调干扰。2023/4/540第40页，共52页，2023年，2月20日，星期四3阻塞干扰

WLAN频段与PHS频段间隔较远，通过滤波器的幅频特性完全可以避免阻塞干扰。系统阻塞干扰电平(dBm)隔离度要求GSM900-1340DCS1800-1340CDMA37-10WCDMA16112023/4/541第41页，共52页，2023年，2月20日，星期四5、WCDMA系统与其他系统隔离度要求分析1杂散干扰WCDMA发信机杂散指标如下：频带最大值测量带宽9kHz«150kHz-36dBm1kHz150kHz«30MHz-36dBm10kHz30MHz«1GHz-36dBm100kHz1GHz«Fc1-60MHzor2100MHz两者中的最大值-30dBm1MHzFc1‑60MHzor2100MHz两者中的最大值

«Fc1‑50MHzor2100MHz两者中的最大值-25dBm1MHzFc1‑50MHzor2100MHz两者中的最大值

«Fc2+50MHzor2180MHz两者中的最小值-15dBm1MHzFc2+50MHzor2180MHz两者中的最小值

«Fc2+60MHzor2180MHz两者中的最小值-25dBm1MHzFc2+60MHzor2180MHz两者中的最小值

«12.75GHz-30dBm1MHz2023/4/542第42页，共52页，2023年，2月20日，星期四特殊频段的抑制保护频段最大电平测量带宽备注1920–1980MHz-96dBm100kHzBS接收频段921–960MHz-57dBm100kHz与GSM900共存时876-915MHz-98dBm100kHzGSM900BTS与UTRA

NodeB共址时1805–1880MHz-47dBm100kHz与DSC1800共存时1710-1785MHz-98dBm100kHzDSC1800BTS与UTRA

NodeB共址时1893.5–1919.6MHz-41dBm300kHz与PHS共存时2100-2105MHz-30+3.4×(f-2100MHz)dBm1MHz与邻频带业务共存时2175-2180MHz-30+3.4×(2180MHz-f)dBm1MHz与邻频带业务共存时2023/4/543第43页，共52页，2023年，2月20日，星期四系统上行频段范围(MHz)带宽(KHz)系统底噪Pn系统噪声系数Nf落在其他系统上行杂散(转换带宽后)Pspu隔离度要求MCLGSM900885-909200-1218-95dBm18dBDCS18001710-1725200-1218-95dBm18dBCDMA825-8401230-1135-87dBm21dBPHS1900-1920288-1195-41dBm73dBWLAN2400-2483.522000-1015-17dBm79dB2023/4/544第44页，共52页，2023年，2月20日，星期四2、互调干扰通过分析，WCDMA系统与其他系统产生的互调只可能产生以下几种：WCDMA的下行信号与PHS系统产生的互调信号落在DCS100系统上行，产生互调干扰。互调信号强度-112.9dBm，隔离度要求8dB。WCDMA的下行信号与WLAN系统产生的互调信号落在WCDMA系统上行，产生互调干扰。互调信号强度-112.9dBm，不需要再增加隔离度。WCDMA系统与其他系统不会造成互调干扰。2023/4/545第45页，共52页，2023年，2月20日，星期四3、阻塞干扰以WCDMA功率最大发射43dBm计算：

WLAN频段与WCDMA频段间隔较远，通过滤波器的幅频特性完全可以避免阻塞干扰。系统阻塞干扰电平(dBm)隔离度要求GSM900-1366DCS1800-1366CDMA3716PHS30232023/4/546第46页，共52页，2023年，2月20日，星期四6、WLAN系统与其他系统隔离度要求分析

1杂散干扰

WLANAP发信机杂散指标如下：频带最大值测量带宽30~