3G频谱规划与干扰分析

《3G频谱规划与干扰分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3G频谱规划与干扰分析（69页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、信息产业部电信研究院通信标准研究所 13G频谱规划与干扰分析无线与移动研究部徐霞艳2022年11月10日信息产业部电信研究院通信标准研究所 2议程n3G频谱规划n无线技术间干扰分析nWCDMA/GSM共存问题信息产业部电信研究院通信标准研究所 33G频谱规划n2G频率规划与使用情况n我国的3G频率规划信息产业部电信研究院通信标准研究所 4我国2G频率规划与使用情况n主要技术nGSM:GSM900、DCS1800ncdma:IS-95A、cdma2000-1XnPHS、DECTn等等n第二代陆地移动通信频率主要包括：798960MHz和17102200MHz 信息产业部电信研究院通信标准研究所

2、5GSM900 规划频率n885-915 MHz：上行频率（移动台发、基站收）n930-960 MHz：下行频率（基站发、移动台收）n共2*30MHz信息产业部电信研究院通信标准研究所 6800MHz cdma规划频率n825-835 MHz/870-880 MHz，其中825-835 MHz为上行频率（移动台发、基站收），870-880 MHz为下行频率（基站发、移动台收）n共2*10MHz信息产业部电信研究院通信标准研究所 7DCS1800频率规划n1710-1755 MHz/1805-1850 MHzn共2*45 MHz信息产业部电信研究院通信标准研究所 8PHS频率使用n政府文件：信息

3、产业部关于PHS和DECT无线接入系统共用1.9GHz频段频率台站管理规定的通知n1900-1920MHz用于无线接入系统（TDD）n使用1900-1915MHz 频段n规定了信道具体频点n中国电信、中国网通在使用信息产业部电信研究院通信标准研究所 93G频谱规划n2G频率规划与使用情况n我国的3G频率规划信息产业部电信研究院通信标准研究所 10政府文件n信部无2002479号“关于第三代公众移动通信系统频率规划问题的通知”信息产业部电信研究院通信标准研究所 113G频率规划主要内容1、第三代公众移动通信系统的工作频段为：n（a）主要工作频段：n频分双工(FDD)方式：1920-1980 MH

4、z/2110-2170 MHz；n时分双工(TDD)方式：1880-1920MHz、2010-2025 MHz。n（b）补充工作频段：n频分双工(FDD)方式：1755-1785 MHz/1850-1880 MHz；n时分双工(TDD)方式：2300-2400MHz，与无线电定位业务共用，均为主要业务，共用标准另行制定。n（c）卫星移动通信系统工作频段：1980-2010 MHz/2170-2200 MHz。信息产业部电信研究院通信标准研究所 123G频率规划主要内容（续）2、目前已规划给公众移动通信系统的825-835 MHz/870-880 MHz(cdma)、885-915 MHz/93

5、0-960 MHz(GSM900)和1710-1755 MHz/1805-1850 MHz(DCS1800)频段，同时规划为第三代公众移动通信系统FDD方式的扩展频段，上、下行频率使用方式不变。信息产业部电信研究院通信标准研究所 13议程n3G频谱规划n无线技术间干扰分析nWCDMA/GSM共存问题信息产业部电信研究院通信标准研究所 14无线技术间干扰分析n干扰的性质n干扰分析评估方法信息产业部电信研究院通信标准研究所 15干扰的性质(1/4)n无线系统间的干扰，从干扰产生的机制来看，可分为:n无用辐射：干扰设备发射的带外噪声落入被干扰接收机的接收频带内，形成对有用信号的同道干扰。一般地，这类

6、干扰只能从干扰源这一侧进行消除。n阻塞：被干扰接收机的接收频带外的强干扰信号，使接收机灵敏度恶化。一般，这类干扰只能在被干扰接收机这侧进行消除（如改善性能）。然而，在大多数情况下，干扰源采用功率控制、良好的站点工程可改善阻塞性能。信息产业部电信研究院通信标准研究所 16干扰的性质(2/4)n邻道抑制n发射机互调n接收机互调信息产业部电信研究院通信标准研究所 17干扰的性质(3/4)n系统间干扰，一般无用辐射、阻塞是主要的干扰，带来系统频率兼容问题。n从系统角度看，无用辐射、阻塞分别与“干扰链路”的一端相关。这样，对系统内干扰，理想地，应均衡考虑这两种干扰影响。然而对系统间干扰，一般是其中一种占

7、主要地位。信息产业部电信研究院通信标准研究所 18干扰的性质(4/4)n无用辐射：应转换到被干扰接收机的带宽。n阻塞：不需进行带宽转换。n例如：BWwcdma=3.84MHz BWGSM=200kHzWCDMA GSMWCDMA GSM200kHz无用辐射阻塞3.84MHz信息产业部电信研究院通信标准研究所 19无线技术间干扰分析n干扰的性质n干扰分析评估方法信息产业部电信研究院通信标准研究所 20干扰分析评估方法n最小耦合损耗法（MCL）n增强最小耦合损耗法（E-MCL）nMonte Carlo(MC)仿真信息产业部电信研究院通信标准研究所 21最小耦合损耗法（MCL）n基本原理：计算干扰源

8、与被干扰者间所需的隔离以保证不造成干扰。n优点：简单，无需计算机即可实现。n最大缺点：最坏情形分析，得出的结果过于悲观，浪费频率资源信息产业部电信研究院通信标准研究所 22计算方法n被干扰接收机假设工作于参考灵敏度之上3dB（即接收机灵敏度恶化3dB）。n干扰电平限制为不超过噪声电平，即被干扰接收机的保护比不变（C/(I+N)。n根据选定的路径损耗公式，可得出干扰源与被干扰者间物理距离所能获得的隔离。n使用路径损耗的均值，不考虑衰落影响。n干扰源不存在统计分布的问题。信息产业部电信研究院通信标准研究所 23两个公式nMCL主要有两个公式，分别考虑如下干扰影响：n无用辐射n接收机阻塞信息产业部电

9、信研究院通信标准研究所 24无用辐射分析公式Isolation=PINT+dBBW+MCINT+GVICT+GINT-(SVICT-C/IVICT)+f(dBcINT,PINT)其中:PINT：干扰源最大发射功率dBBW：干扰源与被干扰者间带宽转换因子MCINT：多载波裕量，适用于干扰源为基站，且同时有多个载波发射时GVICT：被干扰者的天线增益（包括馈线损耗）GINT：干扰源的天线增益（包括馈线损耗）SVICT：被干扰者的接收机灵敏度C/IVICT：被干扰者的保护比f(dBcINT,PINT)：相对干扰源最大发射功率，宽带噪声功率与频率偏移的函数信息产业部电信研究院通信标准研究所 25接收机

10、阻塞分析公式 Isolation=PINT +MCINT +GVICT+GINT-f(BVICT,SVICT)其中:PINT：干扰源最大发射功率MCINT：多载波裕量，适用于干扰源为基站，且同时有多个载波发射时GVICT：被干扰者的天线增益（包括馈线损耗）GINT：干扰源的天线增益（包括馈线损耗）f(BVICT,SVICT)：被干扰者的阻塞性能与频率偏移的函数信息产业部电信研究院通信标准研究所 26MCL结果的 解读nMCL方法计算的结果是干扰源与被干扰者间的隔离值，在选定合适的路径损耗模型后可转换为两者间的物理距离。n这种隔离要求在如下条件：n被干扰者工作于灵敏度恶化3dBn干扰源以固定功率

11、发射（最大）n不能获得需要这种隔离要求的，在时间或覆盖区域上的百分比。n可能在实际上计算出的隔离要求根本就不需要。信息产业部电信研究院通信标准研究所 27MCL方法一个例子系统B UL系统B DL系统A UL系统A DLUL：MS发射、BS接收DL：BS发射、MS接收A MS B MSB BS A BS信息产业部电信研究院通信标准研究所 28接收机阻塞的MCL分析系统B的BS系统A的BS信息产业部电信研究院通信标准研究所 29参数参数值值干扰源发射功率干扰源发射功率44 dBm多载波裕量多载波裕量0 dB基站天线增益基站天线增益10 dBi被干扰接收机灵敏度被干扰接收机灵敏度-104 dBm被

12、干扰接收机保护比被干扰接收机保护比9 dB系统参数信息产业部电信研究院通信标准研究所 30Isolation(dB)=PINT+MCINT+GVICT+GINT-f(BVICT,SVICT)=44+0+10+10-f(BVICT,SVICT)=64-f(BVICT,SVICT)频偏频偏基站阻塞性能基站阻塞性能600kHz foffset800kHz-26dBm800kHz foffset3MHz-16dBm3MHz foffset-13dBm系统A BS的阻塞性能信息产业部电信研究院通信标准研究所 31阻塞分析公式阻塞分析公式阻塞性能阻塞性能隔离要求（空间、频率偏移等）隔离要求（空间、频率偏移

13、等）信息产业部电信研究院通信标准研究所 32频偏频偏BS隔离度隔离度物 理 距 离物 理 距 离（自 由 空 间（自 由 空 间模型）模型）600kHz foffset800kHz90dB830m800kHz foffset3MHz80dB265m3MHz foffset77dB190m隔离要求（空间、频率偏移）结果信息产业部电信研究院通信标准研究所 33干扰分析评估方法n最小耦合损耗法（MCL）n增强最小耦合损耗法（E-MCL）nMonte Carlo(MC)仿真信息产业部电信研究院通信标准研究所 34增强最小耦合损耗法（E-MCL）n基本特点：n准分析方法n计算干扰源与被干扰者间所需的隔离

14、以保证不造成干扰n对MCL方法进行改进n复杂性：MCL E-MCL 干扰概率nP的干扰概率n100的用户经受P的干扰n或P的用户经受100的干扰nE-MCL方法适用于研究热点地区的干扰已知干扰源的分布信息产业部电信研究院通信标准研究所 41干扰分析评估方法n最小耦合损耗法（MCL）n增强最小耦合损耗法（E-MCL）nMonte Carlo(MC)仿真信息产业部电信研究院通信标准研究所 42Monte Carlo方法n统计技术n考虑时间轴上许多相互独立的瞬时（仿真的trial,或快照）n对每一trial，利用表征干扰特性的不同随机变量（如用户位置）构建场景n足够多的仿真trial，则可以很高的精

15、度得到发生某一事件的功率（如用户被干扰的干扰）信息产业部电信研究院通信标准研究所 43仿真可获得的概率结果n被干扰接收机接收到的C/I满足要求的概率n移动台发射功率的概率分布n系统规划技术（扇区化、分集、天线共站址）的效果n发射机和接收机性能的影响（无用辐射、接收机阻塞）nCDMA系统的容量评估nCDMA系统软切换效果n等等信息产业部电信研究院通信标准研究所 44仿真的基本步骤1.被干扰MS在小区中随机分布，小区大小已指定；2.对被干扰有用信号作链路预算（路径损耗模型、天线增益、发射功率、功控算法、有用信号发射机位置等）3.干扰源MSs按照指定的分布形式（如均匀分布）分布于被干扰MS周围;4.

16、如干扰源进行功率控制，则随机分布对应的接收MS并评估链路预算；信息产业部电信研究院通信标准研究所 45仿真的基本步骤(续）5.规定每个干扰源的特性（如发射频率、功率等）；6.各干扰源对被干扰MS的影响累计，构成被干扰MS接收到的总干扰；7.比较干扰电平与有用信号电平，判断被干扰MS是否达到了要求的C/I（或其它指标）。信息产业部电信研究院通信标准研究所 46Monte Carlo仿真结果的解读n系统性能的衡量n干扰概率nP的干扰概率n100的用户经受P的干扰n或P的用户经受100的干扰n适用于研究热点地区的干扰信息产业部电信研究院通信标准研究所 47议程n3G频谱规划n无线技术间干扰分析nWC

17、DMA/GSM共存问题信息产业部电信研究院通信标准研究所 48GSM vs WCDAM工作频段BTS 发射发射BTS 接收接收TxRxGSM900:930 960 MHzDCS1800:1805 1850 MHzWCDMA:2110 2170 MHzGSM900:885 915 MHzDCS1800:1710 1755 MHzWCDMA:1920 1980 MHzn每一系统有自己的工作频段:Tx频段&Rx 频段.信息产业部电信研究院通信标准研究所 49干扰分析n对接收机的干扰有:n宽带噪声n邻近发射机的杂散辐射n互调产物n发射机产生n接收机内由于有邻近的发射信号进入接收机产生n邻近发射机发射的

18、正常载波信号n后果n接收机灵敏度恶化（接收信道内性能）n接收机阻塞信息产业部电信研究院通信标准研究所 50干扰分析方法 杂散与互调研究阻塞研究GSM与与WCDMA天线端口间所需天线端口间所需的隔离的隔离天线性能BTS性能信息产业部电信研究院通信标准研究所 51干扰计算的理论基础与假设(1/4)n信号电平以dBm/Hz衡量.nGSM BTS单载波最大发射功率43dBm(20W)nGSM BTS 的Noise Figure=4dB，则噪声电平为n10*log(1.38e-23*300)+4=200 dBW/Hz=-170 dBm/Hz信息产业部电信研究院通信标准研究所 52干扰计算的理论基础与假设

19、(2/4)nWCDMA BTS的单载波最大输出功率=43dBmnWCDMA BTS 的Noise Figure=3.3dB，则噪声电平为n10*log(1.38e-23*300)+3.3=200 dBW/Hz=-170.7dBm/Hz信息产业部电信研究院通信标准研究所 53干扰计算的理论基础与假设(3/4)nGSM BTS在WCDMA接收频带内的杂散辐射限值规定为：n造成的干扰引起WCDMA接收机的噪底升高0.8dB 计算底噪=-170.7 dBm0.8 dB 恶化-178 dBm/Hz 干扰dBm/Hzmillwatts/HzWCDMA BTS接收机本底噪声(dBm/Hz)-170.7 A8

20、.51E-18 E 10(A/10)恶化（dB）0.8 B恶化后噪声电平（dBm）-169.9 C A+B1.02E-17 G 10(C/10)干扰电平（dBm）-177.6 D 10*log(H)1.72E-18 H G-E即：WCDMA接收频带内允许的干扰电平为-178dBm/Hz信息产业部电信研究院通信标准研究所 54干扰计算的理论基础与假设(4/4)n采用相同的原则规定GSM可接受的干扰电平.nGSM：n本底噪声-170dBm/Hzn允许干扰电平-177dBm/Hzn以上不考虑馈线损耗信息产业部电信研究院通信标准研究所 55GSM/WCDMA共站考虑的干扰情形nCase 1：GSM发射

21、机WCDMA接收机nCase 2：WCDMA发射机GSM接收机对每一干扰情形，考虑几类干扰:宽带噪声杂散辐射互调产物阻塞信息产业部电信研究院通信标准研究所 56Case 1：GSM发射机WCDMA接收机信息产业部电信研究院通信标准研究所 57GSM发射机WCDMA接收机宽带噪声nGSM 05.05 只考虑了发射频带两侧最远到2MHz的调制谱（即宽带噪声）；n由于GSM900、DCS1800的发射频率与WCDMA的接收频率间存在很大的频率间隔，GSM900、DCS1800的发射机在WCDMA接收频带内产生的宽带噪声应很小，可予以忽略。信息产业部电信研究院通信标准研究所 58GSM 规范 05.0

22、5规定了：在1 12.5 GHz频率范围内，杂散辐射电平不超过30 dBm/3MHz。GSM 规范05.05 v8.6.0(2000-09)规定：规定：在WCDMA频带内，杂散辐射电平不超过-96dBm/100kHz。新版本新版本GSM老版本老版本GSM干扰源被干扰系统GSM发射WCDMA接收3MHz内杂散辐射-30 dBm每Hz杂散辐射-95 dBm(-30-10*log(3,000,000)每Hz无用信号最大电平-178 dBm天线间必需的隔离83 dB(-95-(-178)杂散辐射杂散辐射干扰源被干扰系统GSM发射WCDMA接收100kHz内杂散辐射电平-96 dBm每Hz杂散辐射电平-

23、146 dBm(-96-10*log(100,000)每Hz允许的无用信号电平-178 dBm天线间必需的隔离32 dB(-146-(-178)杂散辐射杂散辐射GSM发射机发射机WCDMA接收机接收机杂杂散辐射散辐射信息产业部电信研究院通信标准研究所 59GSM发射机WCDMA接收机互调产物nGSM 05.05规定：n当一个低于有用信号30dB的干扰信号进入天线端口，所产生的互调产物电平应不超过杂散辐射要求。n这样，为防止互调产物造成干扰，天线间必需的隔离与杂散辐射情形要求相同。信息产业部电信研究院通信标准研究所 60WCDMA规范3GPP TS 25.104中对WCDMA基站接收机的阻塞性能

24、有如下规定：在GSM发射频段内，WCDMA基站接收机所能容许的干扰电平（CW载波）为+16dBm。GSM基站输出功率假定为43dBm/200kHz。干扰源被干扰系统GSM发射WCDMA接收发射机输出功率43 dBm接收频段外阻塞电平+16 dBm天线间所需隔离27 dB(43-16)阻塞阻塞GSM发射机发射机WCDMA接收机接收机阻塞阻塞信息产业部电信研究院通信标准研究所 61Case 2：WCDMA发射机GSM接收机信息产业部电信研究院通信标准研究所 62WCDMA发射机GSM接收机宽带噪声n与GSM发射机-WCDMA接收机情形类似，WCDMA发射机对GSM900、DCS1800产生的宽带噪

25、声影响很小，可忽略。信息产业部电信研究院通信标准研究所 63WCDMA规范3 GPP TS25.104中规定：基站RF输出端口的杂散辐射电平不超过-98dBm/100kHz。干扰源被干扰系统WCDMA发射GSM接收100kHz内杂散辐射电平-98 dBm每Hz杂散辐射电平-148 dBm(-98-10*log(100,000)每Hz允许的无用信号电平-177 dBm天线间必需的隔离29 dB杂散辐射杂散辐射WCDMA发射机GSM接收机 杂散辐射信息产业部电信研究院通信标准研究所 64WCDMA发射机GSM接收机互调产物n3GPP TS 25.104规定：n 当一个低于有用信号30dB的干扰信号

26、进入天线端口，所产生的互调产物电平应不超过杂散辐射要求。n为防止互调产物造成干扰，天线间必需的隔离与杂散辐射情形要求相同。信息产业部电信研究院通信标准研究所 65GSM 05.05 规定带外最大阻塞电平为：8 dBm（0.1 870 MHz 和 925 12750 MHz(GSM 900)0 dBm(0.11690 MHz和1805 2750 MHz(DCS 1800)干扰源被干扰系统被干扰系统WCDMA发射GSM900接收DCS1800接收发射机输出功率43dBm接收频段外阻塞电平8 dBm0 dBm天线间所需隔离35dB(43-8)43dB(43-0)阻塞阻塞WCDMA发射机GSM接收机阻

27、塞信息产业部电信研究院通信标准研究所 66宽带噪声杂散辐射互调阻塞共站方案共站方案BTS 无线性能无线性能滤波器滤波器/双工器双工器BTS 天线天线天线去耦合天线去耦合天线隔离天线隔离共站方案共站方案信息产业部电信研究院通信标准研究所 67主要措施n天线措施天线措施n附加滤波器附加滤波器n发射机侧附加滤波器，以发射机侧附加滤波器，以减小带外杂散和宽带噪声电减小带外杂散和宽带噪声电平平n接收机侧附加滤波器，以接收机侧附加滤波器，以保护接收机的带外性能，提保护接收机的带外性能，提高接收机抵抗阻塞干扰能力高接收机抵抗阻塞干扰能力防止干扰 例子系统系统 A BTS系统系统B BTS天线去耦合天线去耦合 信息产业部电信研究院通信标准研究所 68nWCDMA是干扰受限系统n在网络设计阶段应尽可能使干扰最小，以优化网络在网络设计阶段应尽可能使干扰最小，以优化网络的覆盖和容量性能的覆盖和容量性能n基站共站带来干扰n各种措施可解决共站干扰，实现共站运营 n提高提高BTS性能性能(发射发射/接收滤波器接收滤波器)n天线间空间隔离以实现去耦合天线间空间隔离以实现去耦合(H/V)n多波段天线以改善天线间隔离多波段天线以改善天线间隔离nBTS外加滤波器外加滤波器(Tx带通滤波器和带通滤波器和Rx带通滤波器带通滤波器)小结信息产业部电信研究院通信标准研究所 69Q&A