改善PHS杂散发射对近频WCDMA接收机影响

发布: 2007-6-23 15:23 | 作者: | 来源: C114 | 查看: 14次 | 进入软件测试论坛讨论

在国内，信息产业部指定ＰＨＳ系统使用的频段为１９００－１９１５ＭＨｚ，该频段同中国第三代公众移动通信系统频分双工ＦＤＤ　主要工作频段上行链路相近。

由于ＰＨＳ系统杂散指标要求较低，ＰＨＳ系统发射的杂散信号将会对工作于该频段附近的３Ｇ系统带来不同程度地干扰，直接导致３Ｇ系统容量的下降或覆盖区域的减小。但是，３ＧＰＰ指标在制定时充分考虑了对现有系统的干扰问题，ＵＥ带外杂散的性能要求也更高。因此，在１９２０ＭＨｚ频段附近，ＰＨＳ系统对未来３Ｇ系统的干扰影响相对于３Ｇ系统对ＰＨＳ系统的干扰影响更为严重，隔离度要求也更高。再者，中国拥有全球规模最大的ＰＨＳ网络，且信息产业部３Ｇ第二阶段网络技术外场测试即将完成，ＰＨＳ系统如何更好地与３Ｇ系统共存已成为电信、网通近期关注热点之一。

信产部关于PHS系统的频段使用、技术要求及杂散指标

在信息产业部“关于ＰＨＳ和ＤＥＣＴ无线接入系统共用１．９ＧＨｚ频段频率台站管理”规定中，指出ＰＨＳ系统由１９００ＭＨｚ起指配频率，指配信道的数量由话务量和用户容量决定，当在某一区域用户量较大时，在避免与其他网络（ＤＥＣＴ或ＰＨＳ系统）产生相互有害干扰的前提下，可使用１９００－１９２０ＭＨｚ的全部频段。

信息产业部对用于无线本地环路ＰＨＳ系统台站设置的技术要求主要为：基站的发射平均功率为５００ｍＷ，峰值功率为４Ｗ；用户终端的发射平均功率为１０ｍＷ，峰值功率为８０ｍＷ。杂散发射功率电平限值为：在１８９３．５－１９１９．６ＭＨｚ以内，＜２５０ｎＷ／３００ｋＨｚ，以上频带以外，＜２．５μＷ／ＭＨｚ。现网（ＵＴ、中兴、朗讯）ＰＨＳ系统运行的基站绝大部分都是５００ｍＷ基站。

PHS系统带外杂散发射对近频WCDMA的干扰影响

1.PHS手机与WCDMA基站共存

ＷＣＤＭＡ系统是一个自干扰系统，对于每一个用户，本小区的其它用户或相邻小区的用户都将对其产生干扰，因此一个用户的Ｅｂ／Ｉ０将主要取决于干扰而不是噪声，一个用户的受到的总干扰Ｉ将由三部分组成：基站本身热噪声ＮＢＳ、系统内其它用户的干扰Ｉｉｎｔ和系统外部的附加干扰Ｉｅｘｔ，即：

Ｉｔｏｔａｌ＝ＮＢＳ＋Ｉｉｎｔ＋Ｉｅｘｔ。

ＷＣＤＭＡ基站接收机的热噪声为－１０３ｄＢｍ。为了保证系统正常运行及稳定，系统的容量一般在７５％的负载以下，即允许噪声升高６ｄＢ，相应的总干扰干扰＋热噪声　为Ｉｔｏｔａｌ＝－１０３ｄＢｍ＋６＝－９７ｄＢｍ。当ＷＣＤＭＡ上行容量由于ＰＨＳ系统的干扰而损失５％时，即系统容量由７５％降为７０％时，允许的外界干扰Ｉｅｘｔ为－１０４．７ｄＢｍ。

在１９２０ＭＨｚ以上时，ＰＨＳ的带外发射为２５０ｎＷ／３００ｋＨｚ即－３６ｄＢｍ／３００ｋＨｚ杂散为２．５μＷ／１ＭＨｚ即－２６ｄＢｍ／１ＭＨｚ。假设ＷＣＤＭＡ基站的邻道选择性很大，即ＷＣＤＭＡ基站接收不到邻道的ＰＨＳ系统信号，则ＷＣＤＭＡ基站接收到的干扰为：

Ｉ＝ＰＯＯＢ＋Ｇｔｘ＋Ｇｒｘ－Ｌ

式中：ＰＯＯＢ代表发射机的带外发射功率或杂散功率（ｄＢｍ）；Ｇｔｘ代表发射天线增益（ｄＢｉ）；Ｇｒｘ代表接收天线增益（ｄＢｉ）；　Ｉ代表被干扰接收机的干扰门限（ｄＢｍ）

ＰＨＳ手机发射平均功率为１０ｍＷ１０ｄＢｍ　，假定天线增益为０ｄＢ，ＰＨＳ的杂散为－２６ｄＢｍ／１ＭＨｚ，即－２０ｄＢｍ／３．８４ＭＨｚ。由于ＰＨＳ手机的发射功率很小，不可能对ＷＣＤＭＡ基站产生阻塞，因此阻塞的因素我们就不再继续分析，而只考虑ＰＨＳ手机的杂散发射对ＷＣＤＭＡ基站的影响。假设ＷＣＤＭＡ基站的接收天线增益为Ｇｒｘ＝１１ｄＢｉ则ＰＨＳ移动台与ＷＣＤＭＡ基站之间的隔离损耗应为：

Ｌ＝ＰＯＯＢ＋Ｇｔｘ＋Ｇｒｘ－Ｉ

＝－２０＋１１＋０－ －１０４．７　

＝９５．７ｄＢ

代入自由空间的路径损耗的传播公式Ｌ＝２０ｌｇＲ　＋３８．１２，可得：Ｒ＝７５６米

即ＰＨＳ移动台与ＷＣＤＭＡ基站之间的距离大于７５６米时，其杂散不会干扰ＷＣＤＭＡ基站。

2.PHS基站与WCDMA基站共存

假设ＰＨＳ基站的发射天线增益为９（常用天线增益）＋３（发射分集增益）＝１２ｄＢｉ，ＷＣＤＭＡ基站的接收天线增益为Ｇｒｘ＝１１ｄＢｉ，ＰＨＳ基站的发射平均功率为５００ｍＷ２７ｄＢｍ　，杂散发射绝对电平为２．５μＷ／ＭＨｚ。

考虑阻塞条件时，由于ＰＨＳ信号带宽相对与ＷＣＤＭＡ信号而言很窄，我们可以将ＰＨＳ信号看作为单频分量，ＷＣＤＭＡ基站在带外可以容忍的单频干扰为－１５ｄＢｍ。这样需要４２ｄＢ的隔离才能保证ＰＨＳ基站不会阻塞ＷＣＤＭＡ基站。

同上可以计算ＰＨＳ基站在杂散发射时与ＷＣＤＭＡ基站之间的隔离损耗Ｌ应为１０５．７ｄＢ代入自由空间的路径损耗的传播公式，可得ＰＨＳ基站与ＷＣＤＭＡ基站之间的隔离距离至少应大于２３９３米时，其杂散发射才不会干扰ＷＣＤＭＡ基站。

根据国家无线电监测中心对朗讯ＰＨＳ系统５００ｍｗ基站的带外杂散进行的抽样检测结果，在１９００．２５０ＭＨｚ１８ｃｈ　、１９０６．８５０ＭＨｚ４０ｃｈ　、１９１４．６５０ＭＨｚ６６ｃｈ　、输出功率为１００ｍｗ时，带外杂散功率为０．０１０．０５μＷ－４３－５０ｄＢｍ　，后期基站型号核准检验测试数据该项指标改为只记录比限值低６ｄＢ之内或高于限值的杂散发射。

根据日本富士通提供的测试报告中发现，ＰＨＳ基站工作在１９１１．９５０ＭＨｚ５７ＣＨ　且发射功率为３５ｄＢｍ３．２Ｗ　，在１９２０ＭＨｚ时测得的杂散发射是－２７．９ｄＢｍ／ＭＨｚ，仅比协议指标－２６ｄＢｍ／３００ＫＨｚ或２０．８ｄＢｍ／ＭＨｚ　小７ｄＢ，如果工作频段越靠近１９２０ＭＨｚ，其在１９２０ＭＨｚ处的杂散余量会更小。

因此，如果ＰＨＳ基站的杂散发射相对于信息产业部规定没有余量甚至超标的话，在当前大中城市城区ＰＨＳ基站密布的现状下，市区基站越多，杂散余量越少，对未来ＷＣＤＭＡ系统的带内信号干扰更趋严重，服务质量难于保证。根据国内某城市对ＰＨＳ－ＷＣＤＭＡ系统无线干扰测试的报告表明，部分ＰＨＳ基站带外信号抑制小于信息产业部规定的５０ｄＢｃ仅为３０ｄＢｃ左右；ＰＨＳ系统话务忙时相对于闲时，对ＷＣＤＭＡ系统接收机带来约３ｄＢ的噪声抬高。

降低PHS系统带外杂散对WCDMA系统干扰影响的几点建议

1.增加保护频带

建议在ＷＣＤＭＡ系统开通之初，由于ＰＨＳ系统用户规模还很庞大，转网尚需时日，可向信息产业部申请使用１８９５－１９００ＭＨｚ，以便现网ＰＨＳ系统的工作频段由１９００－１９１５ＭＨｚ下移至１８９５－１９１０ＭＨｚ，干扰严重区域甚至可将工作频段下移至１９０５ＭＨｚ。

２.采取天线隔离

在满足ＰＨＳ信号覆盖质量的前提下，在网络优化过程中须持续降低基站高度，加大上、下倾定向板状天线及低增益全向天线的使用力度或降低基站发射功率，通过组控方式在同一天面增加基站，市区站点建设逐步向“少站点扇区化多信道”方向发展。通过调整天线水平和垂直距离，以及天线倾角和方位角，增加天线间耦合损耗，减少系统间干扰。

3.增加滤波器

可以通过在无线收发系统上增加附加滤波器以达到隔离要求，减少系统间干扰。工程实施中通过基站天线的垂直隔离等方法获得的隔离度同样可以通过在收发系统上增加１５ｄＢ或者２０ｄＢ的滤波器以达到同样的隔离效果。

4.开展室内分布系统建设

在市区，减少ＰＨＳ基站室外站点及改善室内覆盖最好的办法就是进行室内分布系统建设，室内分布系统的建设一方面可吸收更多室内话务，降低室外基站的阻塞率及ＰＨＳ系统底噪，同时也有利于今后３Ｇ业务、ＷＬＡＮ业务的开展。

5.关注设备性能指标

首先，针对现网运行的各种ＰＨＳ系统基站、手机、干放等有源器件的杂散指标重新进行抽样检测或通知设备厂商提供详细的入网测试数据，详细记录各种设备的带外杂散指标；其次，确保设备性能其他指标都能符合入网的各项要求；最后，为确保今后能有效地与３Ｇ、ＷＬＡＮ和谐共存，为考虑后期兼容性，在近期建设时就必须对原器件各项性能指标提出更高的要求。

6.开展干扰实地测试

联合ＷＣＤＭＡ系统、ＰＨＳ系统提供厂商，在用户规模为大、中、小容量不等的多个本地网进行带外杂散对ＷＣＤＭＡ系统接收机的干扰影响测试，共同制定周密详细的测试方案（室外、室内），对联合测试结果组织专人进行充分评估及深入分析。