CDMA對GSM網絡的干擾進行現場測試案例與數據分析

1、引言

A波段IS95A-CDMA的運行頻段為：上行：825-835MHz；下行：860-880MHz。而GSM的運行頻段為：上行：890-908MHz（移動）、909-915MHz（聯通）；下行：935-960MHz。

從運行頻段上看，CDMA的下行頻段與GSM的上行頻段比較接近，在站址選擇及網絡規劃中如果做得不恰當，勢必造成對GSM的干擾，造成GSM系統接收性能的下降（干擾是相互的，但由于GSM的發射頻段與CDMA的接收頻段相差較遠，且CDMA是自擴頻通信系統，抗干擾性能較好，所以GSM對CDMA系統所造成的干擾可以忽略）。究其根本，CDMA的對外干擾，最直接的原因是硬件中濾波器的濾波特性不理想造成總存在一定的帶外輻射。本文將針對CDMA對GSM網絡的干擾進行必要的分析并給出工程參考數據。

2、干擾模型

CDMA對GSM系統的干擾主要表現為：

（1）帶內干擾：CDMA發射信號直接或通過交調等方式間接作為帶內噪聲作用于GSM接收機上，造成GSM接收機靈敏度下降。該類干擾又分為發射雜散干擾和交調干擾。

（2）帶外干擾：當帶外干擾強到一定程度時，會導致接收機飽和阻塞，從而影響GSM系統的接收性能，該類干擾又稱為阻塞干擾。

●雜散干擾：由于發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），導致CDMA系統總存在一定的帶外輻射，這就是我們通常所稱的發射雜散。在890M附近的發射雜散正好落入GSM系統的接收頻帶內，這對GSM系統來說勢必引入了另一種干擾，當這種干擾信號電平超過GSM系統的接收靈敏度時，會導致其接收靈敏度下降，導致GSM系統信噪比下降，QoS指標下降。

●阻塞干擾：任何接收機都有一定的接收動態范圍，在接收功率超過接收動態允許的最大功率電平時，會導致接收機飽和阻塞。阻塞會導致接收機無法正常工作，長時間的阻塞還可能造成接收機的永久性性能下降。

●互調干擾：當有多個不同頻率的信號加到非線性器件上時，非線性變換將產生許多組合頻率信號，其中一部分可能落到接收機帶內，成為對有用信號的干擾，則為互調干擾。

A波段CDMA系統發射頻帶為870-880MHz，CDMA信號三階互調產物位于860-890MHz（2f1-f2～2f2-f1，f1=870MHz，f2=880MHz）之間。在GSM接收頻帶之外，高階互調信號由于其衰減更大，可以忽略。故而在下面的干擾定量分析中不加考慮。

3、定量分析

在三種干擾中，雜散干擾是最主要的，影響也是最大的，下面主要針對雜散干擾進行分析。

（1）雜散干擾計算

定量計算模型如圖1所示。假設CDMA發射機輸出功率為Pcdma，在GSM接收機上接收到的有效干擾功率電平為Pgsm，則：Pgsm-Pcdma=Gantcdma-Acdmafilter-Aair+Gantgsm-Afeed+Aconv。

圖1　定量計算模型

式中，Gantcdma：CDMA天線增益，17.1dBi；Acdmafilter：CDAM發射濾波器衰減；Aair：自由空間衰減；Gantgsm：GSM天線增益，15.5dBi；Afeed：饋線衰減，GSM和CDMA的饋線衰減皆不超過3dB，共6dB；Aconv：帶寬轉換因子，CDMA載波帶寬1.25MHz，而GSM載波帶寬200kHz，CDMA發射功率只有部分落入GSM帶內，帶寬轉換因子為10lg（WinVterfered/Winterfering）=10lg（200k/1.25M）=-8dB。

下面對CDAM發射濾波器衰減做一個專門分析：按協議要求CDMA單載波發射在偏離中心頻率大于2MHz時，雜散抑制度應大于60dB。

而對多載波時的外置帶通濾波器的濾波特性在協議中沒有明確規定，可參考圖2中的典型產品（在890MHz處，帶通濾波器衰減為40dB），我們可得到CDMA發射濾波器總的衰減為100dB，于是：Pgsm-Pcdma=38.6-Aair；如果要保證GSM的接收性能不受CDMA發射雜散的干擾，要求Pgsm滿足干擾忍受冗余限制（即Pgsm＜GSM接收靈敏度-9dB的干擾忍受冗余＝，GSM接收靈敏度應優于-105dB，CDMA基站最大發射功率為43dBm，故：Aair＞75.6dB；計算空間隔離距離要求時：VERTICAL：I=28+40lg（Dv/λ）；HORIZONTAL：I=22+20lg（Dh/λ）-（GCDMA+GGSM）。Dv/Dh：天線垂直/水平空間隔離距離要求；λ：波長（m）；GCDMA：CDMA天線增益；GGSM：GSM天線增益。需要注意的是，該公式中的隔離度是考慮天線增益的，是針對自由空間的結果，所以：I=Aair-（GCDMA+GGSM）＞43dB；從而可計算出：Dv=1m；Dh=162m。當CDMA與GSM兩站址相距達到上述要求，則可滿足干擾要求。

圖2　典型產品示意圖

（2）阻塞干擾

阻塞干擾與GSM接收機的通帶外抑制能力有關，涉及到CDMA的載波發射功率、接收機濾波器特性等，GSM系統的接收機將受影響因飽和而無法工作。GSM規范中規定了接收機的抗帶外阻塞指標：-100kHz＜f＜860MHz＜8dBm。

CDMA發射機的最大發射功率為43dBm，但要注意，由于此時頻率位于CDMA帶內，而位于GSM帶外，Acdmafilter=0，應考慮GSM接收濾波抑制（GSM在860MHz的接收抑制為40dB［#］），即：Pgsm-Pcdma=Gantcdma-Aair+Gantgsm-Agsmfilter-Afeed-Aconv；式中：Pcdma=43dBm，Agsmfilter=40dB，Pgsm要求小于8dBm，其它參數參見前面的說明，故Aair＞15.6dB。當滿足抗雜散干擾要求時，必然滿足抗阻塞干擾要求。