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标题: GSM\CDMA天线隔离度计算 [查看完整版帖子] [打印本页]
时间: 2022-10-20 19:50
作者: sws
标题: GSM\CDMA天线隔离度计算
分析CDMA与GSM系统的干扰，需根据两者频率的关系及发射、接收特性来具体研究其干扰情况，干扰主要表现在杂散干扰、阻塞干扰和互调干扰3个方面。在3种不同的干扰中，杂散干扰是最主要的，影响也最大，是网络设计中需要重点考虑的方面。由于互调干扰和阻塞干扰比杂散干扰小，在此不做讨论。下面以cdma20001x对GSM900MHz的杂散干扰为例来进行说明。
目前，中国联通cdma20001x和GSM900MHz系统的频段见表1。
表一：中国联通CDMA 2000 1x与GSM900MHz系统的频段
由于两者间隔较近，极易造成相互干扰，主要是cdma2000 1x的发射会干扰GSM900MHz的接收。CDMA带外泄漏信号落在GSM接收机信道内，提高了GSM接收机的噪声电平，使GSM上行链路变差，从而影响基站的覆盖范围，网络质量变差。如果两个基站之间没有足够的隔离或者干扰基站的发送滤波器没有提供足够的带外衰减，那么落入被干扰基站接收机带宽内的信号就可能很强，接收机的噪声电平增加。系统性能降低的程度依赖于干扰信号的强度，而这又是由干扰基站发送单元性能、被干扰基站接收单元性能、频带间隔和天线间距等决定的。
如一个干扰模型示意图1所示。
从图1中可以看出，从干扰源基站的功放输出的信号首先被发送滤波器滤波，然后因两
个基站间有一定的隔离而得到相应的衰减，最后由被干扰基站的接收机所接收。到达被干扰基站的天线端的杂散干扰功率可以表：
（1-1）
其中：
人为被干扰基站接收天线端接收到的干扰电平(dBm)，
为干扰源功放输出功率(dBm)，
为发射滤波器带外抑制衰减，
为两基站天线间的隔离度(dB)，
为被干扰基站的信号带宽，
为干扰信号的可测带宽(也可以理解成杂散辐射定义带宽)。在计算对被干扰基站的干扰电平时，要考虑到两者之间带宽的差异及转换。
图1 干扰模型示意图
对上式进行调整，有：
假设cdma2 000 1x发射频点为高端的最后一个频点，即878.49MHz。cdma2000 1x功放输出落在890~915MHz的杂散≤-13dBm／100kHz，具体实现方法是，针对每一个发射频点．用一个带宽只有1.23MHz的限带滤波器进行滤波合路，这种限带滤波器在带外有很大衰减，在890MHz处的衰减可以达到56dB，在909MHz处的衰减可以达到80dB。在这里考虑最坏的情况，即CDMA系统的最高端对GSM系统最低端频率的干扰。则：
=(-13dBm／100kHz)-56-
+101g(200kHz／100kHz)
为了保证灵敏度不受影响，要求外界干扰电子低于接收机噪声底噪10dB，此时影响灵敏度０．５dB左右。GSM接收机底噪=噪声密度+带宽+噪声系数。设接收机噪声系数为8dB。以对数表示底噪为：
-174+噪声系数+101g(200000)= -174+8+53=-113dBm
则允许的量大杂散于扰为：
-113-10= -123dBm／200kHz
这就要求其他系统落在GSM接收机的杂散干扰或互调干扰要小于此值，这样才不会对
GSM系统造成严重干扰。
因此可以得到：
=(-13dBm/100kHz)-56-
-10lg(200kHz／100kHz) =-13-56-(-123dBm／200kHz)十10lg(200kHz／100kHz)
=57dBm／200kHz
也就是说，根据假设，不管CDMA天线和GSM900MHz天线是否共站址．他们之间都要有57dB的隔离。
减小干扰的方法有多种：使天线具有足够的空间距离；滤除发射机带外信道杂散，滤波20可放置在不同设备，如接收机、双工器和隔离器等。
按照TIA／EIA-97协议规定，CDMA天线口落在GSM900MHz接收频段内的杂散干扰应小于-13dBm／100kHz。基于此，在产品设计之初就应该考虑两者相互干扰和共站址建设问题。具体方法是针对每一个发射频点，用一个带宽只有1．23MHz的限带滤波器进行滤波合路，这种限带滤波器在带外有很大的衰减，从而降低空间间距的要求。
另外，为了将以上干扰尽量降低，则需要在两个系统的天线间保持适当的隔离。引用前面所提供的公式：
垂直排列布置时，Lv=28+40lg(k／λ) (dB)
水平排列布置时，Lv=22+20lg(d／λ)—(
)—(
) (dB) 下面分三种情况说明CDMA和GSM900MHz天线的间距要求。
1.1 CDMA和GSM900MHz天线不共站址，天线水平方向相对架设(或共站址全向天线)
假设两天线最大辐射方向上的有效增益分别为10dBi(考虑馈线损耗等)，干扰信号为890MHz。根据前述的假设分析，cdma2000 1x设备与GSM之间的隔离度要求为57dB。
根据上式，可以得到：
57=22+201g(d／λ) - (10+10)
两基站天线的水平间距d=190m。
当辐射方向有效天线增益为15dBi隔离度要求为57dB时，天线间隔要求为599m。
1.2 CDMA和GSM900MHz天线共站址(天线分放在相同平台，水平隔离)，定向天线
假设GSM900MHz和cdma2000 1x天线水平放置，都采用65°天线；假设两个天线在辐射方向的有效天线增益均为15dBi。
65°天线的水平面旁瓣在90°方向上前瓣电子约为-18dBp，则该方向上的有效增益为
15- 18=-3dBi。
57=22+20lS(d／λ)—{(15+15)—[(-18)+(-18)]}
根据上式可以得出，两天线的水平间距d=9.5m。
当辐射方向有效天线增益为10dBi，隔离度要求为57dB时，天线间隔要求为3m。
1.3 CDMA和GSM900MHz天线共站址(天线分放在铁塔不同平台，垂直隔离)，全、定向无线57=28+40lg(d／λ)
根据上式可以得出两天线的垂直间距为d=1.8m。
以上讲述的是一种推导方法，在实际组网中还会遇到其他类型的天线共站址安装，需要结合设备指标和方法计算。比较重要的几个指标是杂散辐射、干扰信号对被干扰设备的干扰功率计算和天线隔离度计算等。
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