通信系统间的干扰与隔离度

系统间干扰与隔离度2009/03/202前言

站址日益成为影响网络建设的核心资源，为此：3G系统应充分利用现有2G系统站址，新增站址应两网联合规划；不同运营商之间共建共享，需要以系统间干扰分析为基础；从规划角度：频段部署规划＼设备器件天馈选型需要分析系统间共存和共站问题3主要内容系统间干扰分析典型系统间的干扰分析与隔离度要求WCDMA与GSM/DCS1800之间WCDMA与TDD系统(PHS/SCDMA)之间隔离度的工程实现

4干扰分析接收机除了接收本系统内的发射机发射信号外，也同时受到其他系统发射机的影响，其他系统发射机对于本系统接收机就成为干扰源从形成的角度区分，系统间干扰包括邻信道干扰、杂散干扰、互调干扰、交调干扰和阻塞干扰五种，其中交调干扰规划设计中可不考虑。

5干扰分析----邻道干扰邻道干扰特性：干扰信号和被干扰信号频道“相邻”受发射机和接收机两者的滤波特性影响邻道干扰涉及的技术指标有发射机邻道泄露功率比ACLR和接收机邻道选择性ACS，计算公式如表所示：项目计算公式及说明发射机参数信道内发射功率与泄露到邻频道功率之比，主要包括第一邻频、第二邻频（dB），接收机参数ACS（dB）：用于刻画接收机滤波器的频率选择特性，表征接收机在所分配的信道频率上收到的工作于距中心频率一定间隔的相邻信道上的其他信号的强弱邻道干扰总功率Ptx=干扰发射机功率,工程简化ACIR=邻道干扰功率比,6干扰分析----邻道干扰

WCDMA为例ACLR指标出处：ACS指标出处：

3GPP（W&TD所属标准；GSM-ETSI及3GPP；CDMA-3GPP2；PHS–STD28；SCDMA–信威-行业标准）25.104-BaseStation(BS)radiotransmissionandreception(FDD)6.Transmittercharacteristics

7.Receivercharacteristics6.6OutputRFspectrumemissions7.4AdjacentChannelSelectivity(ACS)6.6.2.2AdjacentChannelLeakagepowerRatio(ACLR)WCDMA与TDD邻频共址时要求30dB，目前工艺尚达不到7干扰分析----杂散干扰杂散干扰特性：杂散辐射是发射机设备性能中的一项重要指标杂散辐射指标一般是针对不同测量带宽的，量纲为dBm/xxkHz（绝对量）或dBc/xxkHz（相对于有用信号的相对量），当被干扰系统的工作带宽与测量带宽不同时需要进行带宽转换=被干扰系统内的杂散信号功率

=干扰系统在被干扰系统工作频段上的杂散干扰电平

=被干扰接收机工作带宽

=测量带宽8干扰分析----杂散干扰

WCDMA为例杂散辐射（spectrumemissions）指标出处：

3GPP

25.104-BaseStation(BS)radiotransmissionandreception(FDD)6.Transmittercharacteristics6.6OutputRFspectrumemissions6.6.3Spuriousemissions在与其它两系统共存时还有更严格的抑制要求——GSM、UTRA-TDD

在基站射频输出端口测量;适用于12.5MHz频率以外9干扰分析----互调干扰互调干扰特性：

取决于收发机的非线性器件，两个以上频率信号相互作用互调产物的频率落入接收机内才造成干扰，使信噪比下降如果干扰信号的频率是，其互调产物的频率将为，为互调产物的阶次。据此，可列出干扰频率为f1、f2的两个干扰信号的互调产物：2阶互调：3阶互调：4阶互调：影响最大容易落在工作频段内接收端的互调产物强度：其中是三阶输入截取点一般直接给出接收机所允许的互调干扰源强度指标10干扰分析----互调干扰

WCDMA为例互调（Intermodulation）指标出处：

3GPP

25.104-BaseStation(BS)radiotransmissionandreception(FDD)

7.Receivercharacteristics7.6Intermodulationcharacteristics存在两个干扰信号，且其三阶以上互调产物频率落在了被干扰信号工作带宽内对应于被干扰信号的参考场强（-115dBm）是允许的干扰信号强度水平互调干扰的互调产物功率未体现？当被干扰信号场强较高时(-90dBm)时，干扰允许多大11干扰分析----阻塞干扰阻塞干扰特性：

与邻信道和杂散干扰不同，阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带宽内的，而是在接收带宽及邻频带之外的，用于刻画远离接收信道的干扰

在远离接收机工作频带的部分，虽然阻塞与杂散有频率上的重叠，但阻塞一般指干扰信号为窄带信号或确定系统的调制信号，

接收机接收到过强的信号时会导致接收机过载，放大增益会被抑制。阻塞干扰是将接收机的低噪声放大器LNA推向饱和区、使其不能正常工作的强功率带外干扰。

一般要求：阻塞干扰功率比LNA的1dB压缩点低10dB；通常直接给出接收机所允许的最大阻塞电平指标，区分带内和带外12干扰分析----阻塞干扰

WCDMA为例阻塞（Blocking）指标出处：

3GPP

25.104-BaseStation(BS)radiotransmissionandreception(FDD)

7.Receivercharacteristics7.5Blockingcharacteristics定义了不同频段上最大允许的各类干扰的上限：带内（及两侧20MHz内）-40dBm，带外-15dBm，GSM/DCS发射频段内+16dBm区分不同的共存共址环境？阻塞干扰要不要考虑带宽转换13干扰分析----阻塞干扰常用制式的主要标准WCDMA

3GPP

25.104-BaseStation(BS)radiotransmissionandreception(FDD)TD-SCDMA

3GPP

25.105-BaseStation(BS)radiotransmissionandreception(TDD)CDMAIS95A&IS2000&EvDO

TIA/EIA/IS-95-AMobileStation-BaseStationCompatibilityStandardforDual-ModeWidebandSpreadSpectrumCellularSystem

TIA/EIA/IS-2000-2PhysicalLayerStandardforcdma2000SpreadSpectrumSystems3GPP2C.S0010-BRecommendedMinimumPerformanceStandardsforcdma2000SpreadSpectrumBasseStationsGSMETSI-

05.05Digitalcellulartelecommunicationssystem(Phase2+);Radiotransmissionandreception3GPP

TS05.053rdGenerationPartnershipProject;TechnicalSpecificationGroupGSM/EDGERadioaccessNetwork;Radiotransmissionandreception(Release1999)PHSARIB-

RCRSTD-28PersonalHandyphoneSystemSCDMAYD800MHzSCDMA无线接入系统：频率间隔为500kHz的系统技术要求其它行业标准登录：server02\特色栏目\技术标准14干扰分析----可能的干扰，

无线网络规划设计中，两个系统A、B间可能形成的干扰从物理实体角度，包括以下四对：

A系统基站与B系统基站之间

A系统基站与B系统终端之间

A系统终端与B系统基站之间

A系统终端与B系统终端之间每对干扰又可按性质分为邻道、杂散、互调、阻塞干扰频段近的干扰大;基站间的干扰大15干扰分析----可能的干扰[举例1——同频段的异系统间]基站间干扰通过上下行双工频率（双工器）隔离终端与异系统基站间的干扰需要考虑为避免远近效应，宜共站16干扰分析----可能的干扰[举例2——异频段的两个FDD系统]主要干扰是不同系统基站之间：功率大/灵敏度高，传播损耗小终端间仅发生在个别情况下宜避免共址，共址时需要特别注意隔离度17干扰分析----可能的干扰[举例3——TDD与FDD异系统间]TDD上下行时分复用同一频率，干扰成对出现基站间的干扰是主要干扰；终端与异系统基站间的干扰也需要考虑重点考虑基站间干扰，避免共站18干扰分析----干扰的影响解调的关键在于信干比（扩频系统考虑扩频增益）：Eb/No；静态灵敏度Eb/(No+It)；静态灵敏度+干扰余量可以将其视作噪声：ROT其结果是令灵敏度下降；对于WCDMA/CDMA还意味着容量损失Pn=kTB+Nfk----波兹曼常数T-----开尔文绝对温度B-----系统带宽Nf-----基站接收机噪声系数19干扰分析----干扰的影响Iinter-system=0且空载时，静态接收灵敏度举例:系统间干扰对WCDMA的影响——1）覆盖有系统外干扰I存在时，此时的灵敏度变化为：如果允许灵敏度恶化△L（Lsen2-Lsen1=△L），则允许的干扰I为：当负载为X时，接收灵敏度20干扰分析----干扰的影响假设：举例:系统间干扰对WCDMA的影响——1）覆盖静态灵敏度恶化△L=1dB时，对应的允许干扰值:Iinter-system=0且空载时的静态接收灵敏度21干扰分析----干扰的影响Iinter-system=0时，上行容量举例:系统间干扰对WCDMA的影响——2）容量有系统外上行干扰I存在时，相当于该干扰与系统上行负荷增加△X等效实际负荷越高时系统间干扰对容量的减少量越少；如果确定系统允许的容量损失为△X，则允许的系统外干扰为：22干扰分析----干扰的影响举例:系统间干扰对WCDMA的影响——2）容量当系统负荷为50%时，如果因为干扰，系统负荷只能达到40%，则相当于该干扰与系统上行负荷增加△X=10%等效此时对应的允许系统外干扰为：23干扰分析----干扰的影响，

工作带宽内干扰邻道、杂散、互调干扰都是落在被干扰系统接收机工作带宽内、通过恶化信噪比而影响通信的。对于落在被干扰系统的接收带宽内的干扰，可以进行功率上的相加，总干扰功率为：

阻塞干扰阻塞干扰是通过将被干扰系统接收机推向饱和而阻碍通信的。

一般前3种干扰的强度相差较大，合成的干扰功率将主要取决于其中最大的一项；即使在极端的情况下，3种干扰强度相等，总的干扰功率增加4.8dB，而一般情况下的干扰指标会留有5dB的余量。所以工程中一般分别核算各干扰情况是否满足系统指标要求24干扰分析----干扰的影响，

思考题：对于超过两个以上的系统共址时，例如WCDMA、联通GSM1800、联通GSM900、电信CDMA800共址时，如何分析WCDMA与其它三个系统间的干扰？

——系统间的干扰要不要累加？为什么？25干扰分析----隔离度的计算，隔离度——是为将系统间的干扰控制在要求范围内，所需要保证的接收机与发射机之间的最小耦合损耗对于不同的干扰类型，在要求上有所差别：（1）邻道干扰和杂散干扰考虑该类干扰是否令接收质量受到严重恶化，包括灵敏度恶化量可否允许，或容量损失能否被接受。

一般要求：静态灵敏度损失小于1dB（有时对C/W网则为容量下降小于10%——从50%减少到40%）

不同制式间一般不邻频，主要是杂散干扰（UMTS的TDD/FDD之间例外）；同制式不同系统需要考虑邻频干扰（3）互调干扰一般按照接收机所能允许的干扰值进行计算（4）阻塞干扰一般按照接收机所能允许的干扰值进行计算26干扰分析----隔离度的计算，常用方法——最小耦合损耗（MCL，MinimumCouplingLoss）法：研究最坏情况下的系统间干扰，以干扰限值计算收发之间所需要的最小耦合损耗适合于理论上的估计和分析相比于模拟仿真方法，MCL方法简单、方便，可以估计系统干扰的大小；对应结果是最悲观的情况，是研究干扰共存问题的理论极限。

MCL计算方法可表述为：=频率f上干扰系统与被干扰系统间的最小耦合损耗

=待考察频率

=干扰系统发射机在频率f上的功率

=频率f上可接受的干扰电平

MCL中除了空间隔离度，还包括了收发端的天线增益和馈线损耗等27干扰分析----隔离度的计算，复杂方法——模拟仿真分析法：通过自编软件进行仿真，得出设定环境下（两系统的基站/终端的发射功率/负载等）的系统间干扰情况，分析发生干扰的概率及对网络容量的影响考虑了用户分布情况更加适合于码分多址的自干扰系统，以及涉及终端的干扰方法较复杂，结果更贴进实际：涉及终端的干扰分析结果比理论分析结果乐观基站间的干扰分析结果与理论分析结果接近28主要内容干扰分析典型系统间的干扰分析与隔离度要求WCDMA与GSM/DCS1800之间WCDMA与TDD系统(PHS/SCDMA)之间隔离度的工程实现

29WCDMA与DCS

目前联通建设的DCS1800系统，上下行分别使用1745～1755MHz频段和1840～1850MHz频段，扩展频段向下扩展。WCDMA系统在进行标准制定时，充分考虑到了对GSM/DCS1800的共存。

3GPP在接替ETSI更新GSM规范时，也针对G/W共存提高了干扰抑制要求两网间频率间隔70MHz以上——不邻频各自的下行三阶互调产物频段范围：WCDMA为2050(2f1-f2)

~

2230

MHz(2f2-f1)；DCS为1830(2f1-f2)

~

18600

MHz(2f2-f1)；均未落在对方的工作频段内；所以，两网间主要考虑杂散和阻塞干扰，且重点考虑基站间的干扰30WCDMA与GSM/DCS1800根据GSM规范

(ETSIGSM05.05

&

3GPP

TS05.05):DCS1800的接收灵敏度为-104dBm，假设DCS1800系统S/I为9dB，使灵敏度下降1dB时，干扰电平为：10×log(10^((-103-9)/10)-10^((-104-9)/10))=-118.9dBmDCS1800带外阻塞电平要求小于等于0dBmDCS1800发射机的杂散电平：应小于等于-30dBm/3MHz（老版本_ETSI）应小于等于-96dBm/100kHz（新版本_3GPP）根据3GPP标准（3GPPTS25.104），WCDMA的接收灵敏度为-121dBm（远距离覆盖）；对于话音业务的处理增益Gp=25dB，Eb/No=7dB，则基站灵敏度下降1dB的干扰电平为：

10×log(10^((-120-(-18))/10)-10^((-121-(-18))/10))=-108.9dBmWCDMA的带外阻塞电平要求小于等于-15dBm（与GSM共址时要求GSM带内+16dBm）WCDMA发射机的杂散电平指标应小于等于-98dBm/100kHz31WCDMA与GSM/DCS1800共站址时WCDMA基站对DCS1800基站的干扰（1）杂散干扰即WCDMA带外杂散信号落入DCS1800基站接收机引起的干扰。WCDMA宏蜂窝基站在DCS1800频段杂散电平按照标准要求应低于-98dBm/100kHz；DCS1800系统接收灵敏度下降1dB时，对应干扰电平为-118.9dBm，因此：杂散干扰隔离度=-98dBm/100kHz+10*log(200/100)-(-118.9)≈24dB其中，10*log(200/100)是由于DCS1800的接收频段为200kHz。（2）接收机阻塞干扰即在DCS1800基站接收微弱有用信号时，接收到来自带外WCDMA下行发射频段强信号，引起接收机包含失真造成的干扰。接收机阻塞干扰隔离度=WCDMA发射机功率-DCS阻塞限制电平=43dBm-0dBm=43dB

32WCDMA与GSM/DCS1800共站址时DCS1800基站对WCDMA基站的干扰（老标准）（1）杂散干扰即DCS1800带外杂散信号落入WCDMA基站接收机引起的干扰。DCS1800基站在WCDMA频段杂散电平低于-30dBm/3MHz；WCDMA系统接收灵敏度下降1dB时，对应干扰电平为-108.9dBm，因此：杂散干扰隔离度=-30dBm/3MHz+10*log(3.84/3)-(-108.9)≈80dB考虑2G系统为2/2/2配置，则隔离度应为80+3=83dB。（2）接收机阻塞干扰即在WCDMA基站接收微弱有用信号时，接收到来自带外DCS1800下行发射频段强信号，引起接收机包含失真造成的干扰。接收机阻塞干扰隔离度=43dBm-16dBm=27dB考虑2G系统为2/2/2配置，则隔离度应为27+3=30dB。33WCDMA与GSM/DCS1800共站址时DCS1800基站对WCDMA基站的干扰（新标准）（1）杂散干扰即DCS1800带外杂散信号落入WCDMA基站接收机引起的干扰。DCS1800基站在WCDMA频段杂散电平低于-96dBm/100kHz；WCDMA系统接收灵敏度下降1dB时，对应干扰电平为-108.9dBm，因此：杂散干扰隔离度=-96dBm/100kHz+10*log(3.84/0.1)-(-108.9)≈29dB考虑2G系统为2/2/2配置，则隔离度应为29+3=32dB。（2）接收机阻塞干扰即在WCDMA基站接收微弱有用信号时，接收到来自带外DCS1800下行发射频段强信号，引起接收机包含失真造成的干扰。接收机阻塞干扰隔离度=43dBm-16dBm=27dB考虑2G系统为2/2/2配置，则隔离度应为27+3=30dB。34WCDMA与GSM/DCS1800采用旧标准（ETSI标准）的DCS1800设备：WCDMA下行对DCS1800上行的干扰——杂散要求24dB，阻塞要求43dBDCS1800下行对WCDMA上行的干扰——杂散要求83dB，阻塞要求30dB结论：受限于DCS1800对WCDMA的杂散干扰，隔离度要求达到83dBm以上与DCS1800共站址时，主要考虑DCS1800基站发射机杂散对WCDMA基站接收机的隔离问题采用新标准（3GPP标准）的DCS1800设备：WCDMA下行对DCS1800上行的干扰——杂散要求24dB，阻塞要求43dBDCS1800下行对WCDMA上行的干扰——杂散要求32dB，阻塞要求30dB结论：受限于WCDMA对DCS1800的阻塞干扰，隔离度要求达到43dBm以上与DCS1800共站址时，主要考虑WCDMA基站对DCS1800基站接收机的隔离问题提高了DCS1800发射机的杂散抑制要求；但DCS1800接收机的抗阻塞能力依然较弱35WCDMA与GSM/DCS1800联通WCDMA规划指导原则中的隔离度要求36主要内容干扰分析典型系统间的干扰分析与隔离度要求WCDMA与GSM/DCS1800之间WCDMA与TDD系统(PHS/SCDMA)之间隔离度的实现

37FDD/TDD干扰TDD系统不同时间上、下行共用同一频段，干扰更复杂TD-SCDMA\PHS\SCDMA与WCDMA频段均较近3GTDD(FDD)(FDD)TD-SCDMA移3GTDD联通3G频段:1940MHz-1955MHz(上行)2130MHz-2145MHz(下行)SCDMA网178538WCDMA与PHS

国内目前建设的PHS系统（“小灵通”），上下行时分复用的使用1900～1920MHz频段，紧邻分配给WCDMA上行的1920～1980MHz频段WCDMA系统在进行标准制定时，考虑到了PHS的存在(主要是TDD的存在)，在1900-1920MHz频段对带外泄漏和ACS都进行了严格规定，而PHS系统标准制定时并没有充分考虑到将来WCDMA需求。所以，PHS与使用核心频段的WCDMA系统间，存在的主要干扰是PHS系统对WCDMA的干扰

39WCDMA与PHS

由于WCDMA终端受体积和设备造价的限制，接收单元的滤波性能和器件线形度都比WCDMA基站接收机差，所以WCDMA终端在下行链路受到的干扰更严重一些,但出现干扰的区域主要在PHS基站附近。

WCDMA的基站主要受到附近PHS基站和移动台的邻信道干扰（分时隙，不同时）。以下主要计算WCDMA基站分别受到的PHS基站和PHS移动台的干扰情况，及其在一定干扰抑制要求下对应的隔离度要求。40WCDMA与PHSWCDMA基站受到的PHS基站干扰（1）PHS基站对WCDMA基站的邻道干扰PHS在WCDMA系统工作频段1920-1980MHz范围内，提出有杂散辐射电平的限制，未定义ACLR，为避免重复，主要对PHS基站的杂散干扰进行计算，不单独考虑PHS基站的ACLR。

3GPP25.104中对WCDMA宏蜂窝基站ACS的要求为：在BER不超过0.001的条件下，对于12.2kbps的数据业务，对应-115dBm的所需要信号功率水平，相邻5MHz以外的邻频干扰信号功率应不超过-52dBm。

PHS的大功率基站最大发射功率为(27dBm)500mW，在PHS基站工作频率距离WCDMA基站接收频率的间隔在5MHz以上时，要满足WCDMA的ACS要求，PHS基站与WCDMA基站之间的最小耦合损耗（MCL）应为：MCL=27-（-52）=79dB41WCDMA与PHSWCDMA基站受到的PHS基站干扰（2）PHS对WCDMA的杂散干扰

根据信无[199]99号文的要求，PHS基站杂散发射功率相对信号载波功率的衰减值≥50dB，或此杂散发射功率电平≤2.5μW（1MHz的测量带宽）。对应于3.84MHz的WCDMA接收带宽，要满足接收到的杂散干扰电平对静态灵敏度的影响小于1dB，MCL应满足：10*log(2.5x10-3)+10*log(3.84/1)-MCL≤-108.9dBmMCL要求大于

89dB

42WCDMA与PHSWCDMA基站受到的PHS基站干扰（3）PHS对WCDMA的互调干扰PHS的工作频率为1900-1920MHz，最低中心频率f1=1900.250MHz，最高中心频率为f2=1919.750MHz，产生的三阶互调产物频率范围从2f1-f2=1880.75MHz到2f2-f1=1939.25MHz，落在WCDMA的基站接收频段内。3GPP25.104中对WCDMA基站的互调干扰要求为：在对应-115dBm