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[摘要]2/3G共站建设是低成本快速建设3G网络的主要思路。依据共站天线空间隔离模型，对WCDMA和GSM1800系统间的杂散干扰、阻塞干扰、互调干扰进行较为深入的研究，给出测算结论并提出工程上消除干扰的解决方法。
[关键词]干扰 天线空间隔离
中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0320008－01
一、前言
近年来，随着我国移动通信市场的迅速发展，以GSM900、GSM1800等为代表的2G系统已被大范围部署并投入使用，3G系统也将入网应用。如何保障2G和3G两个移动通信系统可靠工作，已经成为关注的重点。
在共站建设中增加了WCDMA系统与同址GSM1800系统互相产生干扰的机会WCDMA系统与GSM1800系统的电磁环境兼容问题将会暴露出来。本文对共站产生干扰的机制、隔离度计算进行分析，给出了测算结论并提出工程上消除干扰
的解决方法。
二、干扰的分类
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（即互调干扰）和接收机过载。从干扰站接收的杂散辐射信号将导致接收机灵敏度降低，而从同址站接收到的所有载频的合成造成了IMP干扰，接收机过载的原因是接收机收到的总信号功率太大。为了将这些性能损失降到最小而不修改现有发送和接收单元，在共站址的GSM系统和WCDMA系统之间需保持适当的隔离。
这三种性能损失对应的主要干扰分别为杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰。共站建设的WCDMA和GSM1800系统主要存在杂散干扰、阻塞干扰、互调干扰三种。
（一）杂散干扰。由于发射滤波器的滚降特性（任何滤波器都不可能是理想的阶跃方式），导致干扰源系统总存在一定的带外辐射，这就是我们通常所称的发射杂散。当这种干扰信号电平超过被干扰系统的接收灵敏度一定比例时，会导致其接收灵敏度下降，从而导致被干扰系统QoS指标下降。
（二）阻塞干扰。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，会导致接收机饱和阻塞。阻塞会导致接收机无法正常工作，长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降。
（三）互调干扰。当有多个不同频率的信号加到非线性器件上时，非线性变换将产生许多组合频率信号，其中一部分可能落到接收机带内，成为对有用信号的干扰，则为互调干扰。
三、WCDMA与GSM1800共站干扰分析
为保证良好的系统性能，必须使两个共址基站的天线有好的隔离度，使3种干扰得到避免或最小化。天线隔离度是指基站间的路径损耗（包括天线增益和馈线损耗的综合作用），它体现了发射机到接收机间的信号衰减程度。最常用的方法是通过空间隔离方式降低基站间的干扰，即发射天线和接收天线保证足够的空间隔离，二者在垂直或水平距离上保持足够远。
（一）WCDMA与GSM1800共站-杂散干扰
协议规定，WCDMA基站杂散在GSM1800系统基站接收频段内均为-98dBm/100kHz，则在200kHz带宽内杂散为：-98-10lg(100/200)=-95dBm。
根据协议，WCDMA接收机允许外来干扰为：Pt=S-C/（I+N）-10（dBm），其中S表示接收机灵敏度，C/（I+N）表示载干比，根据3GPP 25.951v6.2.0和ITU M.2039，WCDMA宏蜂窝基站接收机灵敏度为：-121dBm，所以允许的外来干扰为：
-121-（-18）-10=-113（dBm）
根据ITU M.2039建议，WCDMA宏蜂窝基站允许外来干扰的限制为I/N=-6dB，则允许外来干扰为：-113-6=-118（dBm）。因此，在WCDMA下行频段若满足共站需求，则最小天线隔离要求为=-95-（-118）=23dB。同理在上行频段若满足共站需求，则最小天线隔离要求为27.16dB。
因此DCS1800与WCDMA共站时，需要满足的最小天线隔离为27.16dB，而目前两个天线之间就可满足30dB的隔离要求，所以由此可知，这两个系统共站时不存在杂散干扰。
（二）WCDMA与GSM1800共站-阻塞干扰
当较强功率加于接收机端时，可能导致接收机过载，使它的增益下降。原因是放大器有一个线性动态范围，在此范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加，这两个功率之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增大而线性增大，也就是说，其输出功率低于所预计的值。通常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，此时输入功率定义为输入功率的1dB压缩点。为了防止接收机过载，从干扰基站接收的总的载波功率电平需要低于它的1dB压缩点。天线隔离度方面有以下要求：E阻隔=CP_A-LR_B-CP_B（5）CP_A：干扰基站天线连接处的载频总功率（dBm）；LR_B：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）；CP_B：被干扰基站天线连接处接收到的载频总功率（dBm）；E阻隔：天线隔离度（dB）。
经计算，在下行频段若满足共站需求，则最小天线隔离要求为37dB。在上行频段若满足共站需求，则最小天线隔离要求为24dB。当DCS1800与WCDMA共站时需满足的最小天线隔离度为37dB，因此WCDMA与GSM1800系统存在阻塞干扰。
（三）WCDMA与GSM1800共站互调干扰
由于互调干扰一般以三阶互调最强，最有可能落入有用频带，所以只分析三阶互调。通过简单计算可知WCDMA下行频段不会互调到GSM1800频段，但GSM1800下行频段下行链路频带比较接近WCDMA主要工作频段上行链路频带，三阶互调的产物则可能在WCDMA上行链路频带中造成干扰。
根据相关资料，WCDMA基站的三阶截距估计为-22.8dBm。此外，从WCDMA基站与GSM1800基站共址时的阻塞标准推得：WCDMA基站接收的RF、IP和基带滤波器应该在GSM1800基站的发射带提供至少114dB的衰减。天线隔离要求需要55－60dB，可通过频率规划解决。
四、简要结论
本文通过对GSM1800对WCDMA基站干扰分析，认为系统间杂散干扰可以通过元器件选择满足QoS要求，对于阻塞干扰和互调干扰建议如下：
1．对于阻塞干扰可通过加大天线间水平或垂直距离来解决。
2．对于互调干扰可通过频率规划方案来解决。
3．由于实际场景的限制而无法实现所定出的最小空间距离的无线站，可增加外接带通滤波器来解决。
作者简介：
文宏伟，工程师职称，1996年毕业于重庆邮电大学，现工作于中国联通上海市分公司，主要从事计划管理工作。
[关键词]干扰 天线空间隔离
中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0320008－01
一、前言
近年来，随着我国移动通信市场的迅速发展，以GSM900、GSM1800等为代表的2G系统已被大范围部署并投入使用，3G系统也将入网应用。如何保障2G和3G两个移动通信系统可靠工作，已经成为关注的重点。
在共站建设中增加了WCDMA系统与同址GSM1800系统互相产生干扰的机会WCDMA系统与GSM1800系统的电磁环境兼容问题将会暴露出来。本文对共站产生干扰的机制、隔离度计算进行分析，给出了测算结论并提出工程上消除干扰
的解决方法。
二、干扰的分类
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（即互调干扰）和接收机过载。从干扰站接收的杂散辐射信号将导致接收机灵敏度降低，而从同址站接收到的所有载频的合成造成了IMP干扰，接收机过载的原因是接收机收到的总信号功率太大。为了将这些性能损失降到最小而不修改现有发送和接收单元，在共站址的GSM系统和WCDMA系统之间需保持适当的隔离。
这三种性能损失对应的主要干扰分别为杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰。共站建设的WCDMA和GSM1800系统主要存在杂散干扰、阻塞干扰、互调干扰三种。
（一）杂散干扰。由于发射滤波器的滚降特性（任何滤波器都不可能是理想的阶跃方式），导致干扰源系统总存在一定的带外辐射，这就是我们通常所称的发射杂散。当这种干扰信号电平超过被干扰系统的接收灵敏度一定比例时，会导致其接收灵敏度下降，从而导致被干扰系统QoS指标下降。
（二）阻塞干扰。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，会导致接收机饱和阻塞。阻塞会导致接收机无法正常工作，长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降。
（三）互调干扰。当有多个不同频率的信号加到非线性器件上时，非线性变换将产生许多组合频率信号，其中一部分可能落到接收机带内，成为对有用信号的干扰，则为互调干扰。
三、WCDMA与GSM1800共站干扰分析
为保证良好的系统性能，必须使两个共址基站的天线有好的隔离度，使3种干扰得到避免或最小化。天线隔离度是指基站间的路径损耗（包括天线增益和馈线损耗的综合作用），它体现了发射机到接收机间的信号衰减程度。最常用的方法是通过空间隔离方式降低基站间的干扰，即发射天线和接收天线保证足够的空间隔离，二者在垂直或水平距离上保持足够远。
（一）WCDMA与GSM1800共站-杂散干扰
协议规定，WCDMA基站杂散在GSM1800系统基站接收频段内均为-98dBm/100kHz，则在200kHz带宽内杂散为：-98-10lg(100/200)=-95dBm。
根据协议，WCDMA接收机允许外来干扰为：Pt=S-C/（I+N）-10（dBm），其中S表示接收机灵敏度，C/（I+N）表示载干比，根据3GPP 25.951v6.2.0和ITU M.2039，WCDMA宏蜂窝基站接收机灵敏度为：-121dBm，所以允许的外来干扰为：
-121-（-18）-10=-113（dBm）
根据ITU M.2039建议，WCDMA宏蜂窝基站允许外来干扰的限制为I/N=-6dB，则允许外来干扰为：-113-6=-118（dBm）。因此，在WCDMA下行频段若满足共站需求，则最小天线隔离要求为=-95-（-118）=23dB。同理在上行频段若满足共站需求，则最小天线隔离要求为27.16dB。
因此DCS1800与WCDMA共站时，需要满足的最小天线隔离为27.16dB，而目前两个天线之间就可满足30dB的隔离要求，所以由此可知，这两个系统共站时不存在杂散干扰。
（二）WCDMA与GSM1800共站-阻塞干扰
当较强功率加于接收机端时，可能导致接收机过载，使它的增益下降。原因是放大器有一个线性动态范围，在此范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加，这两个功率之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增大而线性增大，也就是说，其输出功率低于所预计的值。通常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，此时输入功率定义为输入功率的1dB压缩点。为了防止接收机过载，从干扰基站接收的总的载波功率电平需要低于它的1dB压缩点。天线隔离度方面有以下要求：E阻隔=CP_A-LR_B-CP_B（5）CP_A：干扰基站天线连接处的载频总功率（dBm）；LR_B：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）；CP_B：被干扰基站天线连接处接收到的载频总功率（dBm）；E阻隔：天线隔离度（dB）。
经计算，在下行频段若满足共站需求，则最小天线隔离要求为37dB。在上行频段若满足共站需求，则最小天线隔离要求为24dB。当DCS1800与WCDMA共站时需满足的最小天线隔离度为37dB，因此WCDMA与GSM1800系统存在阻塞干扰。
（三）WCDMA与GSM1800共站互调干扰
由于互调干扰一般以三阶互调最强，最有可能落入有用频带，所以只分析三阶互调。通过简单计算可知WCDMA下行频段不会互调到GSM1800频段，但GSM1800下行频段下行链路频带比较接近WCDMA主要工作频段上行链路频带，三阶互调的产物则可能在WCDMA上行链路频带中造成干扰。
根据相关资料，WCDMA基站的三阶截距估计为-22.8dBm。此外，从WCDMA基站与GSM1800基站共址时的阻塞标准推得：WCDMA基站接收的RF、IP和基带滤波器应该在GSM1800基站的发射带提供至少114dB的衰减。天线隔离要求需要55－60dB，可通过频率规划解决。
四、简要结论
本文通过对GSM1800对WCDMA基站干扰分析，认为系统间杂散干扰可以通过元器件选择满足QoS要求，对于阻塞干扰和互调干扰建议如下：
1．对于阻塞干扰可通过加大天线间水平或垂直距离来解决。
2．对于互调干扰可通过频率规划方案来解决。
3．由于实际场景的限制而无法实现所定出的最小空间距离的无线站，可增加外接带通滤波器来解决。
作者简介：
文宏伟，工程师职称，1996年毕业于重庆邮电大学，现工作于中国联通上海市分公司，主要从事计划管理工作。