我國電信CDMA800與我國移動GSM900間干擾分析實施報告

16/16概述在電信CDMA一期交付過程中，部分局點(diǎn)反饋中國電信CDMA800M對移動GSM900M產(chǎn)生了干擾。華為公司本著嚴(yán)謹(jǐn)和負(fù)責(zé)的態(tài)度，對干擾進(jìn)行了理論分析和現(xiàn)網(wǎng)驗證。最后，結(jié)合具體的分析和現(xiàn)網(wǎng)驗證結(jié)果，得出了結(jié)論，并給出干擾處理建議。移動GSM產(chǎn)生干擾的原因中國移動的GSM900M工作頻率圍：上行：890-909MHz（部分區(qū)域885MHz開始），下行：935-954MHz（部分區(qū)域930MHz開始）；中國電信的CDMA800M工作頻率圍：上行：825-835MHz，下行：870-880MHz。825825MHzCDMA下行CDMA上行GSM上行GSM下行835MHz870MHz880MHz885MHz909MHz930MHz954MHz圖STYLEREF1\s?1SEQ圖\*ARABIC\s11中國電信與中國移動頻譜分配圖從頻段上看，CDMA的下行頻段與GSM的上行頻段間隔只有10MHz（部分地區(qū)只有5MHz），濾波器設(shè)計、站址選擇與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃做不好，都會引起GSM被干擾，使GSM系統(tǒng)接收性能的下降。由于GSM的下行與CDMA的上行存在至少100MHz的保護(hù)帶，濾波器實現(xiàn)容易，所以GSM對CDMA不會產(chǎn)生干擾問題。干擾的類型根據(jù)干擾的性質(zhì)，CDMA對GSM系統(tǒng)的干擾主要有阻塞干擾和雜散干擾兩種。阻塞干擾被干擾系統(tǒng)接收濾波器形狀干擾系統(tǒng)發(fā)射信號被干擾系統(tǒng)接收濾波器形狀干擾系統(tǒng)發(fā)射信號圖STYLEREF1\s?2SEQ圖\*ARABIC\s11阻塞干擾原理圖任何接收機(jī)都有一定的接收動態(tài)圍，在接收功率超過接收動態(tài)允許的最大功率電平時，會導(dǎo)致接收機(jī)飽和，從而降低接收機(jī)的增益，導(dǎo)致接收機(jī)的靈敏度惡化。從上圖看出，即使干擾系統(tǒng)不產(chǎn)生任何帶外雜散，如果被干擾系統(tǒng)的濾波器對干擾系統(tǒng)發(fā)射抑制能力不夠，也將使強(qiáng)信號落入到后端的接收機(jī)上，使接收機(jī)飽和，從而引起阻塞干擾。阻塞干擾的根本原因在于接收濾波器的抑制能力不夠，與發(fā)射信號的帶外雜散無關(guān)。雜散干擾干擾系統(tǒng)干擾系統(tǒng)發(fā)射信號被干擾系統(tǒng)接收底噪干擾系統(tǒng)雜散圖STYLEREF1\s?2SEQ圖\*ARABIC\s12雜散干擾原理圖由于發(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)致任何系統(tǒng)總存在一定的帶外輻射。帶外輻射的主要能量來源是寬帶噪音、諧波與互調(diào)產(chǎn)物、寄生輻射與雜散輻射，一般統(tǒng)稱為雜散輻射。CDMA800M在890MHz附近的發(fā)射雜散正好落入GSM系統(tǒng)的接收頻帶，當(dāng)這種干擾信號的電平接近甚至超過GSM系統(tǒng)的底噪時，會導(dǎo)致GSM接收靈敏度下降，進(jìn)而引起覆蓋收縮，接入困難等現(xiàn)象。干擾分析系統(tǒng)干擾的原理圖如下：發(fā)射濾波器功放發(fā)射濾波器功放接收濾波器接收單元接收機(jī)發(fā)射單元ABCD干擾系統(tǒng)被干擾系統(tǒng)發(fā)射天線接收天線圖STYLEREF1\s?3SEQ圖\*ARABIC\s11干擾分析框圖下面根據(jù)上圖，進(jìn)行分析和公式推導(dǎo)。GSM900抗阻塞能力分析GSM抗阻塞干擾可以按照如下公式進(jìn)行分析：[GSM系統(tǒng)接收機(jī)允許接收到阻塞功率]＝[CDMA系統(tǒng)信號功率]－[GSM系統(tǒng)接收濾波器抑制]－[天線隔離度]－[收發(fā)饋線損耗]或可寫成以下公式：為了避免GSM的受到阻塞干擾，所需的[天線隔離度]＝[CDMA系統(tǒng)信號功率]－[收發(fā)饋線損耗]－[GSM系統(tǒng)接收濾波器抑制]－[GSM系統(tǒng)接收機(jī)允許接收到阻塞功率]其中：[天線隔離度]指發(fā)射天線的輸出與接收天線的輸入端間耦合損耗，等于兩天線間的空間隔離減去兩天線朝向另一天線的增益。[CDMA系統(tǒng)信號功率]為CDMA系統(tǒng)發(fā)射功率，按照每載頻20W計算，一般為4載頻，所以總發(fā)射功率為49dBm。[收發(fā)饋線損耗]：一般可取4～6dB。[GSM系統(tǒng)接收濾波器抑制]－[GSM系統(tǒng)接收機(jī)允許接收到阻塞功率]如果沒有外置濾波器，即可看成GSM機(jī)頂口的指標(biāo)。對于GSM系統(tǒng)，根據(jù)協(xié)議3GPP45.005定義，GSM900對CDMA800頻段的抗阻塞能力僅為-13dBm。所以，對于移動的GSM設(shè)備，為了避免干擾，所需的[天線隔離度]=49dBm-4dB-(-13dBm)=58dB。CDMA800M雜散分析CDMA對GSM的雜散干擾可以按照如下公式進(jìn)行分析：[GSM系統(tǒng)允許接收到雜散功率]＝[CDMA系統(tǒng)功放雜散功率]－[CDMA系統(tǒng)發(fā)射濾波器抑制]－[天線隔離度]－[收發(fā)饋線損耗]或可寫成以下公式：為了避免CDMA對GSM的雜散干擾，所需的[天線隔離度]＝[CDMA系統(tǒng)功放雜散功率]－[CDMA系統(tǒng)發(fā)射濾波器抑制]－[收發(fā)饋線損耗]－[GSM系統(tǒng)允許接收到雜散功率]其中：[天線隔離度]指發(fā)射天線輸出與接收天線輸入端間耦合損耗，等于兩天線間的空間隔離減去兩天線朝向另一天線的增益。[被干擾系統(tǒng)允許接收到雜散功率]：對于GSM系統(tǒng)而言，允許接收的干擾電平為-110dBm/200kHz。[CDMA系統(tǒng)功放雜散功率]－[CDMA系統(tǒng)發(fā)射濾波器抑制]如果沒有外置濾波器，即為CDMA機(jī)頂口雜散水平。我司RFU與RRU在4載頻配置時（283，242，201，37），在890MHz處的雜散優(yōu)于-90dBm/100kHz=-87dBm/200kHz，在885MHz上為-71dBm/100kHz=-68dBm/200kHz。[收發(fā)饋線損耗]：一般可取4～6dB。所以，對于華為設(shè)備，為了避免干擾，GSM接收頻率在890MHz以上時，所需的[天線隔離度]=-87dBm/200kHz-4dB-(-110dBm/200kHz)=19dBGSM接收頻率在885MHz以上時，所需的[天線隔離度]=-68dBm/200kHz-4dB-(-110dBm/200kHz)=38dB隔離距離分析對于兩天線距離小于10米的情況，使用天線水平隔離的公式計算結(jié)果與實際情況相差很大；大于10米時，則相差在3dB以。而10米時的隔離度約為51.45dB，所以天線隔離度小于51.45dB時，建議使用華為測試結(jié)果，大于51.45dB時使用公式進(jìn)行計算。水平隔離使用:IH=22+20log(d/λ)-Gt-Gr其中：IH：為水平隔離度d，λ分別為隔離距離與波長Gt，Gr分別為發(fā)射天線與接收天線朝向另外一天線的增益，對于兩天線為定向65度天線，且朝向一樣的情況（方位角一樣），Gt+Gr一般取為0dBi。根據(jù)測試結(jié)果，垂直隔離度與垂直隔離距離的相關(guān)性不大，一般都在60dB左右，垂直隔離按照60dB計算，超過60dB一般情況不可實現(xiàn)。所以，對于雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)干擾所需的隔離度如下：干擾類型所需的隔離度所需的水平隔離距離①(天線朝向一樣)所需的水平隔離距離②(天線正對)所需的垂直隔離距離阻塞③58dB21.5米680米0.5米雜散38dB0.5米60米工程安裝最小距離此時兩天線的朝向一樣，主瓣方向平行；此時兩天線主瓣方向朝向另外一根天線，僅供參考，實際情況下天線存在下傾、同時距離遠(yuǎn)的時候存在阻擋。所以實際情況下不需要這么遠(yuǎn)；按照協(xié)議分析的結(jié)果。通過上表，可得出如下結(jié)論：GSM所受到的干擾是由于其自身濾波器抑制不夠而出現(xiàn)的阻塞干擾?，F(xiàn)網(wǎng)案例世家新城案例世家新城站點(diǎn)，移動GSM使用的頻率圍在890MHz以上，其中受到干擾的一個扇區(qū)的干擾帶達(dá)到5級（-75~-47dBm）。此站點(diǎn)CDMA與GSM天線間距離非常接近，約1米左右，其中CDMA天線往GSM方向稍偏（右邊天線為CDMA天線，左邊在美化柜為移動天線），如下圖：圖STYLEREF1\s?4SEQ圖\*ARABIC\s11世家新城天線位置圖在GSM機(jī)頂口進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)接收電平為-3.4dBm/載頻，考慮CDMA發(fā)射功率空閑態(tài)為38.5dBm（公共信道的功率占總功率的36%），所以隔離度為38.5-(-3.4)=41.9dB，此隔離度遠(yuǎn)大于雜散隔離要求19dB，所以不會是雜散干擾，應(yīng)該是阻塞干擾。在CDMA機(jī)頂上安裝濾波器，GSM干擾帶沒有變化，還是5級，進(jìn)一步說明雜散不會產(chǎn)生干擾。然后在GSM機(jī)頂上安裝濾波器，GSM干擾帶從5級降到1級，這說明產(chǎn)生干擾的原因是GSM上產(chǎn)生了阻塞。處理結(jié)果：本站點(diǎn)由于天面空間有限，無法通過調(diào)整天線徹底消除干擾，最終通過在GSM上安裝濾波器解決問題。結(jié)論：綜合以上結(jié)果，確定干擾為阻塞干擾，在CDMA側(cè)安裝雜散抑制濾波器不會改善干擾問題，唯有在GSM側(cè)安裝抗阻塞濾波器才能解決問題。太白莊園干擾案例此站點(diǎn)CDMA與GSM天線間距離非常接近，約1.7米左右。左邊為CDMA天線，右邊為GSM天線，CDMA天線正朝向GSM天線，CDMA天線比GSM天線低約0.5米。右邊的GSM扇區(qū)受到干擾，其干擾帶達(dá)到5級。圖STYLEREF1\s?4SEQ圖\*ARABIC\s12太白莊園天線相對位置圖到達(dá)站點(diǎn)后，按照以下步驟進(jìn)行了測試：1、在GSM主分集上安裝抗阻塞濾波器，觀察移動干擾帶，發(fā)現(xiàn)GSM的干擾帶降至1～2級。2、不拆卸GSM上濾波器，在CDMA發(fā)射端口安裝雜散抑制濾波器，干擾帶保持在1～2級，與僅安裝GSM濾波器時干擾帶一樣；3、拆卸GSM上安裝的濾波器，CDMA發(fā)射端口仍安裝抗雜散濾波器，觀測干擾帶，干擾帶為5級。處理結(jié)果：本站點(diǎn)在天線所在平臺的下一平臺有移動的空閑抱桿，最終把CDMA天線移此抱桿上，這樣水平隔離達(dá)到6米，垂直隔離也達(dá)到6米，并且還存在墻面阻擋，從而增大了隔離度，最終解決了干擾問題。結(jié)論：在CDMA上安裝雜散抑制濾波器無法解決GSM的干擾問題；GSM上安裝抗阻塞濾波器，可以將干擾等級從5級降至1~2級。所以干擾為GSM本身的阻塞干擾。案例狼山基站：C，G網(wǎng)天線在同一高度面上，水平隔離2米且C網(wǎng)發(fā)射天線正對G網(wǎng)天線背面，C網(wǎng)發(fā)射信號落入G網(wǎng)天線背瓣中，天線隔離度為46dB。通過在GSM基站機(jī)頂口的主分集安裝抗CDMA市政府站點(diǎn)：C網(wǎng)與G網(wǎng)天線位無垂直隔離，且水平隔離間隔只有1米，天線間隔離度僅為41dB?，F(xiàn)場在GSM孩兒巷基站：GC網(wǎng)天線共平臺，且水平隔離度只有2米，天線間隔離度僅為41dB。現(xiàn)場在GSM處理結(jié)果：上述三個站點(diǎn)都在GSM上安裝抗阻塞濾波器，最終解決了干擾問題。結(jié)論：上述三個站點(diǎn)都為GSM本身的阻塞干擾。干擾案例東蘭那合基站C/G兩站天線相距較近(如REF_Ref224451119\h圖?43)，水平距離大約6米,垂直距離為0米,經(jīng)過計算，判斷是由于天線隔離度不夠而造成阻塞干擾。圖STYLEREF1\s?4SEQ圖\*ARABIC\s13東蘭那合基站調(diào)整前天饋圖圖STYLEREF1\s?4SEQ圖\*ARABIC\s14東蘭那合基站調(diào)整后天饋處理結(jié)果：由于CDMA天線可以進(jìn)行垂直調(diào)整，故電信通過調(diào)整天線，將CDMA天線下降約2.5米(見REF_Ref224451102\h圖?44)，增加了兩天線的隔離度。調(diào)整后移動公司人員反饋干擾消失。結(jié)論：此站點(diǎn)的干擾是由于天線間隔離度不夠而導(dǎo)致阻塞干擾，通過調(diào)整天線解決干擾問題。結(jié)論與干擾處理建議結(jié)論根據(jù)定性分析與現(xiàn)網(wǎng)實際案例，可得到如下結(jié)論：目前已發(fā)現(xiàn)的華為CDMA對移動GSM產(chǎn)生干擾都是阻塞干擾；理論和實踐證明，阻塞干擾可以通過調(diào)整天線來解決。具體干擾處理建議對于已經(jīng)產(chǎn)生干擾的站點(diǎn)，建議按照以下步驟處理：優(yōu)先考慮通過調(diào)整天線的方位角、下傾角或調(diào)整天線掛高來解決問題；對于無法調(diào)整或調(diào)整后還存在干擾的情況，需要在GSM側(cè)安裝抗阻塞濾波器解決。附錄1：一般的干擾處理手段由于目前發(fā)現(xiàn)的都是阻塞干擾，故以阻塞干擾為例（雜散與此類似）進(jìn)行說明。根據(jù)阻塞干擾的計算公式：[被干擾系統(tǒng)允許接收到阻塞功率]＝[干擾系統(tǒng)輸出總功率]－[被干擾系統(tǒng)接收濾波器抑制]－[天線隔離度]－[收發(fā)饋線損耗]可以看到上式中只有[被干擾系統(tǒng)接收濾波器抑制]、[天線隔離度]是可以改變的，其他的都基本無法進(jìn)行改變，所以總體上的干擾處理有兩類：1、增加天線間隔離度，2、安裝濾波器增加天線間隔離天線隔離度即天線耦合損耗，天線耦合損耗的測量參考點(diǎn)是在天線的饋線接口，而基站間的耦合損耗的測量參考點(diǎn)是在基站的天饋線接口。天線間隔離等于空間隔離減去天線朝向另外一天線的增益和，為了增加天線間隔離，可以有下面幾種方法。A）增加空間隔離可以通過增加水平距離來增加空間隔離度，從而減小干擾。如10米時空間隔離在890MHz為51dB，而50米則可達(dá)到65dB。B）調(diào)整天線方位角由于天線一般為定向天線，不同的方位其增益相差較大，所以可以通過調(diào)整天下的方位角，使天線主瓣方向從正對變成平行或后背相對，這樣可以減小干擾。圖STYLEREF1\s?6SEQ圖\*ARABIC\s11天線的水平方向圖C）調(diào)整天線下傾角同樣，天線在垂直不同角度上的的增益相差非常大，一般下傾變化幾度與會使增益變化10dB以上，所以在允許下傾變化的情況，可以考慮調(diào)整下傾角。圖STYLEREF1\s?6SEQ圖\*ARABIC\s12天線的垂直方向圖根據(jù)華為的實際測試結(jié)果，可以得到不同情況下的天線間隔離度如下表：場景距離0.5米1米3米5米8米兩天線主瓣正對8.8dB11.1dB15.8dB17.4dB20.4dB兩天線主瓣朝向一樣（主瓣與兩天線連線垂直）39.8dB40.7dB45.3dB49.4dB50.2dB一天線主瓣朝向另一天線，另一天線主瓣與兩天線連線垂直29.8dB30.5dB31.9dB33.6dB36.2dB兩天線背對66.3dB66.9dB66.5dB67.8dB68.7dB對于垂直隔離，距離變化對隔離的影響很小，根據(jù)測試結(jié)果，一般垂直隔離可以提供60dB的隔離度?？梢姡瑢τ谛枰?0dB的隔離度，在天線主瓣朝向一樣的情況下，只需要1米的距離，這是非常容易滿足的。從上表也可以看出，通過調(diào)整天線的方位角，可以大幅提高隔離度，減小干擾。外接濾波器通過在GSM基站側(cè)增加抗阻塞濾波器，也可以消除這類干擾。附錄2：如何確定干擾的類型通過大量現(xiàn)網(wǎng)此類問題處理的經(jīng)驗，得出GSM出現(xiàn)干擾存在兩大類原因：1、與CDMA系統(tǒng)相關(guān)的干擾（包括阻塞或雜散干擾）；2、其它除CDMA系統(tǒng)外原因引起的干擾。所以，遇到一個干擾問題后，先要定位干擾原因。確認(rèn)干擾是否與CDMA系統(tǒng)相關(guān)，如果是CDMA引起的干擾，還需要再確定干擾性質(zhì)；在排除CDMA干擾后，就可以專心來查找外部干擾源了。阻塞干擾確定測試是否產(chǎn)生阻塞干擾的最直接有效的方法是直接用儀器連接GSM天饋，測試接收到的CDMA帶信號總功率，然后與GSM本身的允許的阻塞電平進(jìn)行對比，以確認(rèn)是否產(chǎn)生阻塞干擾。具體方法如下：在機(jī)頂斷開GSM受干擾的天饋，然后把GSM天線直接連接到測試儀器上，如果接收到870~880MHz的總功率>-19dBm（考慮到CDMA的最大發(fā)射功率可能比測試時抬升6dB），按協(xié)議要求(-13dBm)，就有可能存在阻塞干擾。如果GSM廠家提供了相應(yīng)設(shè)備的阻塞門限，應(yīng)以廠家指標(biāo)為準(zhǔn)進(jìn)行倒推（如廠家的阻塞指標(biāo)為-5dBm，則允許的CDMA帶閑時總功率為-5dBm-6dB=-11dBm）。CDMA帶（870~880MHz）總功率計算方法如下：例如CDMA配置5個頻點(diǎn)，則總發(fā)射帶寬為1.23*5=6.15MHz，如果總接收功率為-13dBm。則此時相當(dāng)于CDMA載波功率為-31dBm/100kHz或-20dBm/1.23MHz。具體測試連接如圖7-1所示。GSM天線頻譜儀GSM天線頻譜儀圖STYLEREF1\s?7SEQ圖\*ARABIC\s11阻塞干擾測試方法雜散干擾確定從前面的分析結(jié)果看出，雜散干擾所需的隔離度比阻塞小20dB，所以如果不存在阻塞干擾，則一定不存在雜散干擾，如果存在了阻塞干擾，是否還存在雜散干擾可以用上面提供的方法和具體測試得到的指標(biāo)進(jìn)行計算。例如通過7.1節(jié)方法測試到的CDMA單載頻功率為-10dBm，則GSM與CDMA間隔離度為38dBm-(-10dBm)=48dB，此時到達(dá)GSM帶的雜散為-87dBm/200kHz-48dB=-135dBm/200kHz,遠(yuǎn)小于GSM能夠檢測的-110dBm/200kHz，所以這時候?qū)⒉粫嬖谌魏坞s散干擾。此外，還可以對GSM帶接收電平進(jìn)行測試的方法來確認(rèn)，具體方法如下：此時需要在天線和測試儀器之間串接一個陷濾器（帶阻