《第十五章 移動(dòng)通信系統(tǒng)之間電磁兼容分析.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第十五章 移動(dòng)通信系統(tǒng)之間電磁兼容分析.doc（32頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

移動(dòng)通信系統(tǒng)之間電磁兼容培訓(xùn)資料 一、 電磁兼容的定義 根據(jù)GB/T 4365-1995的定義電磁兼容為：“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不承受的電磁騷擾的能力”。毫無疑問，電磁兼容包括設(shè)備和系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容。作為無線電管理工作者，在設(shè)備方面主要考慮設(shè)備是否滿足相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在系統(tǒng)方面主要考慮系統(tǒng)之間的干擾問題，使工作在同一電磁環(huán)境中的各種合法電臺(tái)可以共存工作。本文主要講述系統(tǒng)之間的電磁兼容的分析方法。 二、 系統(tǒng)間電磁兼容分析的步驟 進(jìn)行系統(tǒng)間的電磁兼容分析，主要有以下幾個(gè)步驟： 1.了解兩種系統(tǒng)（或一種系統(tǒng)，包括施擾方或被干擾方）的工作原理，系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)等； 2.弄清楚系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和設(shè)備參數(shù)，包括發(fā)射功率（包括鄰道功率、各 種雜散功率及頻譜發(fā)射的MASK等）、天線增益、饋線損耗、接收機(jī)靈敏度等； 3.確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。不同的覆蓋區(qū)范圍及服務(wù)等級(jí)將有不同的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)， 根據(jù)這些設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來確定接收機(jī)的工作電平； 4.根據(jù)C/I來確定允許干擾電平； 5.建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實(shí)際計(jì)算。 技術(shù)指標(biāo)等可有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查到，然后根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行覆蓋區(qū)的預(yù)測，下節(jié)將主要移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及覆蓋區(qū)的預(yù)測。 三、移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)概要 移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)除了要解決覆蓋范圍要求外，還要滿足用戶容量的要求，一般來說設(shè)計(jì)移動(dòng)通信網(wǎng)無線覆蓋區(qū)的工作比較復(fù)雜，其原因主要是： 1、 傳播環(huán)境復(fù)雜，信號(hào)起伏大。移動(dòng)通信主要用在城市市區(qū)及郊區(qū)，各種 人為建筑物造成的多徑傳播差別很大，以至理論預(yù)測覆蓋區(qū)比較困難。 2、 干擾現(xiàn)象嚴(yán)重。除人為噪聲外，還有同頻道干擾、鄰頻道干擾、互調(diào)干 擾、近端對(duì)遠(yuǎn)端比干擾及其它無線電輻射干擾等。 一個(gè)基站的覆蓋區(qū)范圍主要取決于下列因素： ·服務(wù)質(zhì)量指標(biāo) ·發(fā)射機(jī)輸出功率 ·接收機(jī)的可用靈敏度 ·天線的方向性及增益 ·天線高度 ·使用頻帶及傳播環(huán)境（地形及人為環(huán)境） ·分集接收的應(yīng)用 在用戶密度很高的市區(qū)，由于頻率資源的限制而廣泛采用頻率復(fù)用來滿足要求，其結(jié)果使每個(gè)基站區(qū)受到來自使用同頻道的其它基站區(qū)的干擾。此外，當(dāng)現(xiàn)場有很多收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，其中一部分用戶用相同頻道，而其它用戶用相鄰頻道進(jìn)行通信時(shí)，也能形成干擾。 另外，在進(jìn)行覆蓋區(qū)預(yù)測時(shí)，一條重要的原則是“實(shí)現(xiàn)上行線與下行線功率平衡”。上行線是指移動(dòng)臺(tái)發(fā)基站接收的鏈路，下行線是指基站發(fā)移動(dòng)臺(tái)接收的鏈路。由于基站的發(fā)射機(jī)輸出功率大，移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)輸出功率小，所以必須采用其它措施來平衡它們之間的輻射功率差，才能完成雙向通信。下面將重點(diǎn)介紹以下幾個(gè)問題。 （一）服務(wù)質(zhì)量指標(biāo) 預(yù)測基站覆蓋區(qū)時(shí)主要考慮兩項(xiàng)服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)，即：話音傳輸質(zhì)量指標(biāo)和覆蓋區(qū)邊緣（或區(qū)內(nèi)）的無線可通率。 1、話音質(zhì)量傳輸指標(biāo) 衡量話音質(zhì)量的傳輸指標(biāo)有多種，主要有五級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、音頻帶內(nèi)信噪比、音頻信號(hào)/噪聲比和載干比等。 · 五級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) ITU-R規(guī)定的話音質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)通常分為5級(jí)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求采用主觀評(píng)定的辦法來評(píng)定。 優(yōu)（5級(jí)，話音清晰，幾乎無噪聲和失真） 良（4級(jí)，話音清楚，可感覺到有輕微噪聲或失真） 中（3級(jí)，話音可懂，可感覺到令人煩惱的噪聲或失真） 差（2級(jí)，話音可懂，有令人非常煩惱的噪聲或嚴(yán)重失真） 劣（1級(jí)，話音幾乎不可懂） · 音頻帶內(nèi)信噪比 以[（信號(hào)＋噪聲＋失真）]/噪聲表示，規(guī)定最低指標(biāo)為29dB（標(biāo)準(zhǔn)測試音測試），它接近五級(jí)平分標(biāo)準(zhǔn)的4級(jí)話音。 · 音頻信號(hào)/噪聲比（S/N） 選擇S/N＝20dB作為最低標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)指標(biāo)相當(dāng)于五級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中的3級(jí)話音質(zhì)量。 · 載干比（C/I） 對(duì)于調(diào)頻系統(tǒng)，抑制同頻干擾的C/I值為8dB（靜態(tài)），在此基礎(chǔ)上考慮快衰落及人為噪聲影響后，在正常情況下可以取C/I＝18dB作為移動(dòng)網(wǎng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，這時(shí)的話音自然度與清晰度都比較優(yōu)良，幾乎分辨不出是在與市話用戶通話還是與移動(dòng)用戶通話。對(duì)于GSM系統(tǒng)，其C/I值為9dB。 2、覆蓋區(qū)邊緣（或區(qū)內(nèi)）的無線可通率 由于在離基站一定距離上接收信號(hào)中值電平并非常數(shù)，而是隨時(shí)間和位置變化，因此在覆蓋區(qū)邊緣（或區(qū)內(nèi)）進(jìn)行滿意通話（指話音質(zhì)量達(dá)到規(guī)定指標(biāo)）的成功概率――位置概率和時(shí)間概率也應(yīng)規(guī)定它們的取值標(biāo)準(zhǔn)。一般基站的覆蓋半徑都在50公里以內(nèi)，接收信號(hào)中值電平隨時(shí)間的變化遠(yuǎn)小于隨位置的變化，也就是說由于時(shí)間的變化給通信概率帶來的影響很小而可以不考慮時(shí)間概率。 各國對(duì)無線可通率有不同的規(guī)定，有的國家采用覆蓋區(qū)內(nèi)無線可通率，有的國家采用覆蓋區(qū)邊緣可通率，雖然都規(guī)定無線可通率90％，但兩種規(guī)定差別較大，由此預(yù)測出的覆蓋區(qū)范圍也不同。 一般對(duì)市區(qū)蜂窩網(wǎng)基站，按車載臺(tái)計(jì)算時(shí)取覆蓋區(qū)邊緣無線可通率為90％；對(duì)郊區(qū)蜂窩網(wǎng)基站，按車載臺(tái)計(jì)算時(shí)取覆蓋區(qū)邊緣無線可通率為75％或覆蓋區(qū)內(nèi)無線可通率90％；對(duì)于農(nóng)村、山區(qū)以及低密度用戶的公路沿線的基站，按車載臺(tái)計(jì)算時(shí)取覆蓋區(qū)邊緣無線可通率為50％。如果按手持機(jī)計(jì)算時(shí)，市區(qū)基站取覆蓋區(qū)內(nèi)無線可通率90％或覆蓋區(qū)邊緣無線可通率為75％。 （二）、接收機(jī)可用靈敏度 1、接收機(jī)靈敏度 接收機(jī)可用靈敏度是指在無外界干擾、噪聲的環(huán)境里,在接收機(jī)輸入端加上標(biāo)準(zhǔn)測試信號(hào)（調(diào)制頻率為1KHz，調(diào)制度為30％或頻偏為最大值的60％），并且標(biāo)準(zhǔn)測試信號(hào)源內(nèi)阻與接收機(jī)輸入電阻匹配，當(dāng)改變輸入的標(biāo)準(zhǔn)測試信號(hào)的電平，使接收機(jī)輸出的音頻功率不小于額定值的50％，其信納比為12dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)，常用的單位為uV，或dBuV，也可用dBm表示。 2、音頻信噪比與信納比的換算 按照定義： 音頻信噪比為：（S＋N＋D）/N 音頻信納比為：（S＋N＋D）/（N＋D） 式中：S――信號(hào) N――噪聲 D――失真 音頻信噪比與音頻信納比的關(guān)系為： dB＝dB＋10lg[1+] （1） 式中：＝≈――失真系數(shù)，用功率比代入計(jì)算。 以不同的失真系數(shù)代入（1）式，可以求得與29dB信噪比相當(dāng)?shù)男偶{比，如下表所示。 Db 29 29 29 （％） 2.5 5.0 10.0 (dB) 27.3 24.5 20.2 <<移動(dòng)電話網(wǎng)路技術(shù)體制>>中規(guī)定，音頻諧波失真系數(shù)≤10％，因此音頻信噪比29dB的指標(biāo)相當(dāng)于20.2dB信納比，取20dB。實(shí)際上，800MHz頻段的接收機(jī)其音頻失真系數(shù)均≤2.5%，所以＝29dB相當(dāng)于＝27dB。 3、靈敏度與接收機(jī)輸入端功率Pr的換算 假設(shè)接收機(jī)的可用靈敏度為Sv（dBuV），輸入阻抗為Rin，則由靈敏度換算成接收機(jī)輸入端功率Pr的關(guān)系式為： Pr＝Sv－10lg Rin－96 dBm （2） 如果Rin＝50歐姆，快衰落及人為噪聲惡化量為DN（取10dB），則在12dB信納比（不加權(quán)）情況下接收機(jī)最低可用輸入功率為： Pr＝-113＋ Sv＋ DN dBm （3） 由于12dB信納比（不加權(quán)）與20dB信納比（加權(quán)）相當(dāng)，而29dB信噪比與27dB信納比相當(dāng)，所以接收機(jī)可用功率（用Pr’表示）應(yīng)比Pr提高7dB才能滿足29dB信噪比指標(biāo)，即 Pr’= Pr＋7＝-106＋ Sv＋ DN （4） （三）、多徑衰落 多徑效應(yīng)是指實(shí)際到達(dá)收信天線的電波（除了來自發(fā)射天線的直射波外，還有因反射、繞射、折射和散射等經(jīng)過不同路徑的若干電波）被接收機(jī)接收所產(chǎn)生的影響的總稱。在移動(dòng)通信中由于移動(dòng)臺(tái)本身在“動(dòng)”，多徑影響將更嚴(yán)重，情況更復(fù)雜。統(tǒng)計(jì)分析表明，多徑衰落的振幅服從瑞利（Rayleigh）分布，相位服從均勻分布。 移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度不同，對(duì)模擬FM系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)的影響也不一樣。一般來說，低速移動(dòng)時(shí)，其衰落對(duì)數(shù)子系統(tǒng)話音質(zhì)量的影響要比模擬FM的大。相反，高速移動(dòng)時(shí)，其衰落影響對(duì)模擬FM系統(tǒng)來說將更主要。 例如：對(duì)于iDEN系統(tǒng)，在10％BER時(shí)，所需的靜態(tài)C/(I+N)＝10dB（對(duì)改進(jìn)的iDEN，9dB）。在瑞利衰落情況下，當(dāng)4％BER時(shí)所需的C/(I+N)為19dB（對(duì)改進(jìn)的iDEN，18dB）。當(dāng)iDEN提供3：1的電話互連業(yè)務(wù)時(shí)，如果C/(I+N)為20dB，其話音質(zhì)量將和模擬蜂窩系統(tǒng)的相類似。由于BER在噪聲附近急劇下降，它不能象模擬FM系統(tǒng)那樣可以工作在噪聲附近，一般來說，為了獲得相似的話音質(zhì)量，iDEN將比模擬FM系統(tǒng)所需的信號(hào)高2dB。因此對(duì)于iDEN系統(tǒng)參考載干比C/(I+N)為20dB。 （四）、傳播模型-----Okumura/Hata公式 Okumura/Hata模型是以準(zhǔn)平滑地形的市區(qū)作基準(zhǔn)，其余各區(qū)的影響均以校正因子的形式出現(xiàn)。Okumura/Hata模型市區(qū)的基本傳輸損耗模式為： Lb＝69.55＋26.16lgf－13.82loghb－α(hm) ＋（44.9－6.55lghb）lgd （5） Lb：市區(qū)準(zhǔn)平滑地形電波傳播損耗中值（dB） f：工作頻率（MHz） hb：基站天線有效高度（m） hm：移動(dòng)臺(tái)天線有效高度（m） d ：移動(dòng)臺(tái)與基站之間的距離（km） α(hm)：移動(dòng)臺(tái)天線高度因子 對(duì)于大城市，移動(dòng)臺(tái)天線高度因子為 8.29[lg(1.54hm)]2-1.1 dB f ≤200MHz （6） α(hm)＝ 3.2[lg(11.75hm)]2-4.97 dB 1500≥f≥400MHz 當(dāng)hm在1.5-4m之間，上面兩式基本一致。 對(duì)于中小城市（除大城市以外的其它所有城市） α(hm)＝（1.1 lgf-0.7）hm－（1.56 lgf－0.8） （7） 對(duì)于郊區(qū) Lbs＝ Lb（市區(qū)）－2[lg（f/28）]2-5.4 dB （8） 對(duì)于開闊地 Lbq= Lb（市區(qū)）－4.78（lg f）2＋18.33lg f－40.94 dB （9） （五）、上下行線的平衡 我們以iDEN系統(tǒng)為例來說明上下行線的平衡，見下表1。由表中可以看出，由于基站的發(fā)射機(jī)輸出功率大，移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)輸出功率小，為了上下行線平衡，基站輸出的ERP要相應(yīng)的減少，因此功放實(shí)際輸出功率要比最大輸出功率小，但為了計(jì)算方便，我們下文在覆蓋區(qū)預(yù)測時(shí)仍取功放的最大輸出功率計(jì)算。 （六）、覆蓋區(qū)的預(yù)測 下面仍以數(shù)字集群系統(tǒng)（iDEN）和模擬集群系統(tǒng)為例來進(jìn)行覆蓋區(qū)的預(yù)測。 1、iDEN系統(tǒng)和模擬集群系統(tǒng)的參數(shù) 我們假設(shè)發(fā)射功率均為70W，發(fā)射天線增益均為10dB，覆蓋區(qū)邊緣的無線可通率為90％，其具體參數(shù)如表2。 2、 模擬系統(tǒng)的覆蓋區(qū) 從表2可以看出，模擬系統(tǒng)手機(jī)可用電平為－99dBm（4級(jí)話音質(zhì)量），模擬基站的有效發(fā)射功率為51.05dBm，則路徑損耗為： Lb ＝51.05－（－99）＝150.05 dB 根據(jù)公式（7），可得 α(hm)＝3.2[lg(11.75hm)]2-4.97 dB ＝0 dB Lb＝69.55＋26.16lgf－13.82loghb－α(hm)＋（44.9－6.55lghb）lgd ＝69.55＋75.95－25.50－0＋32.81lg d ＝120.00＋32.81lg d 因此對(duì)于市區(qū)來說，當(dāng)滿足無線覆蓋區(qū)邊緣90％的可通率，話音質(zhì)量為4級(jí)時(shí)的覆蓋區(qū)半徑d1為： d1＝8.24公里（室外） 表1 數(shù)字集群（iDEN）系統(tǒng)的鏈路預(yù)算 EBTS到0.5W手機(jī) 0.5W手機(jī)到EBTS 信號(hào)電平 (dBm) 信號(hào)電平 (dBm) 功放最大輸出 70W 48.5dBm 0.5w 27.0 dBm 混合器損耗(注1) -6.5dB 42.0dBm 0.0dB 27.0 dBm 饋線損耗 (注2) -2.7dB 39.3dBm 0.0dB 27.0 dBm 發(fā)射天線增益 10dBd 49.3dBm -7.6dBd 19.4 dBm 發(fā)射ERP 49.3dBm 19.4 dBm 接收靈敏度(注3) -101dBm -101dBm -104.5dBm -104.5dBm 分集接收改善 0.0 dBm -101dBm 4.7dB -109.2dBm 接收天線增益 -7.6dBd -93.4dBm 10dBd -119.2dBm 饋線損耗 (注2) 0.0 dB -93.4dBm 2.7 dB -116.5dBm 有效接收機(jī)靈敏度 -93.4dBm -116.5dBm 最大路徑損耗 142.7dB 135.9dB 路徑不平衡 6.8dB 調(diào)整EBTS的ERP 42.5dBm 18W 功放實(shí)際輸出 41.7dBm 15W 覆蓋區(qū)邊緣的閾值 -93 dBm 系統(tǒng)余量（注4） 6 dB 滿足可通率時(shí)覆蓋區(qū)邊緣閾值* -87 dBm 車內(nèi)損耗 13 dB 滿足可通率時(shí)覆蓋區(qū)邊緣車內(nèi)閾值* -82 dBm 建筑物損耗 15dB 覆蓋區(qū)邊緣建筑物內(nèi)閾值* -72 dBm 注1 混合器損耗包括雙工器、發(fā)射合成器濾波器（包括其間的電纜和接頭） 注2 饋線損耗包括電纜、跳線及其接頭 注3 接收機(jī)靈敏度是指iDEN系統(tǒng)在C/（I＋N）＝20dB時(shí)的接收機(jī)的有效靈敏度，它不僅考慮放大器、內(nèi)部電纜、同道干擾和站址干擾等因素時(shí)的接收機(jī)噪聲特性，而且也考慮了瑞利衰落特性。 注4 系統(tǒng)余量是指覆蓋區(qū)邊緣的無線可通率大于50％時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)增加的余量，可用下式表示： DL＝K（L）σL 式中 K（L）――與無線可通率有關(guān)的系統(tǒng)余量系數(shù) L ――覆蓋區(qū)邊緣的無線可通率 σL ――代表接收中值場強(qiáng)隨位置變化的標(biāo)準(zhǔn)偏差，可由CCIR第567－4號(hào)報(bào)告查得。σL值也可按下式計(jì)算： 對(duì)于市區(qū)及林區(qū) σL＝4.92＋0.02（log f）4.08 對(duì)于其它地區(qū) 6+0.69(△h/λ)0.5-0.0063(△h/λ) △h/λ≤3000 σL＝ 25 △h/λ≥3000 式中： f － 計(jì)算頻率（MHz） λ －計(jì)算波長（m） △h－地形不規(guī)則度（m） K（L）的重要值也是經(jīng)常要用到的值，列于下表： L 50 60 70 75 80 90 95 99 99.9 99.99 K（L） 0 0.25 0.52 0.675 0.84 1.282 1.65 2.326 3.09 3.719 l 這里的可通率指的是覆蓋區(qū)邊緣的無線可通率為90％，小區(qū)內(nèi)為75％ 表2 iDEN系統(tǒng)和模擬集群系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù) 模擬集群系統(tǒng) IDEN系統(tǒng) 基地臺(tái) 手持機(jī) 基地臺(tái) 手持機(jī) 發(fā)射機(jī)輸出功率 70W 0.5W 70W 0.5W 天線高度 70m 1.5m 70m 1.5m 天線的方向性 全向 全向 全向 全向 天線的增益（dBd） 10 0 10 -7.6 饋線損耗（dB） -3.4 0 -3.0 0 發(fā)射合成器損耗（dB） -3.0 - -6.5 - 雙工器損耗（dB） -1 - - 接收機(jī)可用功率(dBm)* -104 -99 -104.5 -101 分集接收改善（dB） 6 - 4.7 - 覆蓋區(qū)邊緣可通率 90％ 90％ *接收機(jī)可用功率：對(duì)于iDEN系統(tǒng)來說，它不僅考慮放大器、內(nèi)部電纜、同道干擾和站址干擾等因素時(shí)的接收機(jī)噪聲特性，而且也考慮了瑞利衰落特性，是指在C/（I＋N）＝20dB時(shí)的接收機(jī)的功率。對(duì)于模擬系統(tǒng)是指在29dB信噪比時(shí)的可用功率。它們均相當(dāng)于4級(jí)話音質(zhì)量，假設(shè)模擬系統(tǒng)基站接收機(jī)的靈敏度為0.4uV（-8dBuV），則根據(jù)公式（4）可計(jì)算出接收機(jī)可用功率Pr’為： Pr’ ＝-106＋ Sv＋ DN ＝-106 － 8 ＋ 10 ＝-104 （dBm） 假設(shè)手持機(jī)的接收靈敏度為0.7 uV（-3dBuV），則 Pr’ ＝ -99（dBm） 3、iDEN系統(tǒng)的覆蓋區(qū) 同樣從表2可以看出，iDEN系統(tǒng)手機(jī)的可用電平為－101dBm，iDEN基站的有效發(fā)射功率為48.95dBm，則路徑損耗為： Lb ＝48.95－（－101） ＝149.95 dB 同理可算出iDEN系統(tǒng)的其覆蓋區(qū)半徑d2為： d2＝8.18公里（室外）。 以上敘述了集群通信系統(tǒng)的覆蓋區(qū)預(yù)測，其它移動(dòng)通信系統(tǒng)如尋呼系統(tǒng)、GSM系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)的覆蓋區(qū)預(yù)測相類似。 四、系統(tǒng)間電磁兼容的分析 移動(dòng)系統(tǒng)之間的電磁兼容的分析包括尋呼系統(tǒng)對(duì)民航的干擾，集群系統(tǒng)之間的干擾，GSM之間的干擾以及GSM與CDMA之間的干擾等。 （一）、尋呼系統(tǒng)對(duì)民航的干擾 1． 互調(diào)干擾產(chǎn)生的機(jī)理 我們知道任何非線性器件均可一個(gè)冪級(jí)數(shù)來近似： f(x) = a0 + a1x + a2x2 + a3x3 +……+ anxn （9） 式中，x表示輸入信號(hào)；a0，a1，a2，a3，…，an為各相應(yīng)冪次的系數(shù)。 假定輸入信號(hào)x = A + B，A、B為兩個(gè)不同頻率的正弦信號(hào)，A = U1cosωAt，B = U2cosωBt，代入（9）式中得出三階互調(diào)頻率為2A-B（或2B-A），其電流分量為 ia3 = 3/4 a3U12 U2cos2π（2ωA-ωB）t 或 = 3/4 a3U22 U1cos2π（2ωB-ωA）t 因此互調(diào)產(chǎn)物比或互調(diào)積IMP（換算到輸入端的有用信號(hào)和互調(diào)產(chǎn)物比intermodulation product）為 IMP = U12 U2 （或U22 U1） （10） 若以dB表示，則為： IMP（dB）= 2U1（dB） + U2（dB）+ K（dB） （11） 式中K（dB）=20log（）為一與設(shè)備非線性有關(guān)的常數(shù)。 當(dāng)有三信號(hào)輸入時(shí)，類似對(duì)二信號(hào)的分析，可得三信號(hào)三階互調(diào)產(chǎn)物比為： IMP =U1 U2U3 （12） 比較式（10）和（12）可以看出，若各輸入信號(hào)強(qiáng)度相等，則Ⅲ-Ⅱ型（A+B-C）互調(diào)產(chǎn)物的幅度要比Ⅲ-Ⅰ型的大一倍，這說明了多信號(hào)時(shí)對(duì)互調(diào)的要求將更為嚴(yán)格。 2．發(fā)射機(jī)互調(diào) 尋呼系統(tǒng)對(duì)民航的干擾主要由于發(fā)射機(jī)的三階互調(diào)引起。發(fā)射機(jī)的功放末級(jí)通常是一個(gè)有源放大器，而有源器件的輸出阻抗存在有非線性。當(dāng)多部發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)落入另一部發(fā)射機(jī)，并與后者的發(fā)射信號(hào)在末級(jí)功放的非線性作用下相互調(diào)制，產(chǎn)生不需要的組合頻率，對(duì)接收信號(hào)頻率與這些組合頻率相同的接收機(jī)造成的干擾，這就是發(fā)射機(jī)互調(diào)。 fa 2fa-fb 發(fā)射機(jī)A L（dB） 發(fā)射機(jī)A 接收機(jī) L1(dB) fb 發(fā)射機(jī)B 發(fā)射機(jī)B L2(dB) 發(fā)射機(jī)C (a) Ⅲ-Ⅰ型 (b) Ⅲ-Ⅱ型 圖1 發(fā)射機(jī)間互調(diào)示試意圖 圖1為三階互調(diào)由天線耦合的示意圖，（a）為兩個(gè)發(fā)射機(jī)間產(chǎn)生Ⅲ-Ⅰ型互調(diào)的示意圖；（b）為三個(gè)發(fā)射機(jī)間產(chǎn)生Ⅲ-Ⅱ型互調(diào)的示意圖。 發(fā)射機(jī)互調(diào)產(chǎn)物的電平與相互間耦合衰減L的大小有關(guān)，引入耦合衰減后，其引起的互調(diào)信號(hào)電平不再相同。假設(shè)由B至A的耦合損耗為L1（使B/A的電壓比為α1），C至A的耦合損耗為L2（使C/A的電壓比為α2），并設(shè)A、B、C三臺(tái)發(fā)射機(jī)的信號(hào)電平相同，這三階互調(diào)為： Ⅲ-Ⅰ型 IMP =A3α1 Ⅲ-Ⅱ型 IMP= A3α1α2 以dB表示，并令K（dB）=20log（），則有 Ⅲ-Ⅰ型 IMP（dB） = 20logα1 + 3logA + K （13） Ⅲ-Ⅱ型 IMP(dB)= 20logα1 + 20logα2 +3logA + K + 6 （14） 比較式（13）和（14），可見二者電平的差值是20logα2+6dB。通常α1和α2均遠(yuǎn)小于1(如耦合損耗L=20dB，則α=0.1)，故20logα2恒為負(fù)值。因此對(duì)發(fā)射機(jī)互調(diào)而言，Ⅲ-Ⅰ型將是主要的干擾模式，這是與接收機(jī)情況不同之點(diǎn)。 根據(jù)我國頻率劃分規(guī)定，138－149.9MHz，150.05－167MHz等頻段可用于移動(dòng)通信業(yè)務(wù)；108－137MHz頻段用于航空無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。如果f1的頻率為160MHz，f0的頻率為145MHz, 則尋呼發(fā)射基站的互調(diào)產(chǎn)物2f0－f1＝130MHz剛好落入航空無線電導(dǎo)航系統(tǒng)之中，對(duì)航空無線電導(dǎo)航系統(tǒng)造成很大干擾。 另外280MHz尋呼系統(tǒng)與150MHz尋呼系統(tǒng)的差頻為130MHz，剛好落入航空無線電導(dǎo)航系統(tǒng)中，也可能造成有害干擾。 從上面的討論可以看出，尋呼發(fā)射機(jī)的發(fā)射互調(diào)會(huì)對(duì)航空無線電導(dǎo)航系統(tǒng)造成很大干擾，因此必需加以消除?？刹扇∫韵路椒p少發(fā)射機(jī)互調(diào)的產(chǎn)生： a. 利用天線的空間隔離（加大發(fā)射機(jī)間的耦合衰減）來減少發(fā)射機(jī)之間的耦合 發(fā)射機(jī)的互調(diào)干擾與天線的架設(shè)位置有關(guān)。天線之間的去耦合衰耗與使用頻率、天線的架設(shè)方式和空間隔離距離有關(guān)，根據(jù)圖2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線，即可確定天線之間的相對(duì)位置。當(dāng)150MHz頻帶的兩付天線，架設(shè)在同一根桿子上，兩付天線之間相差9米時(shí)，則隔離度為60dB；當(dāng)兩付天線平行架設(shè)時(shí)，同樣相差9米，則隔離度為32dB，若要得到60dB的隔離度，則天線之間的距離為300米。 圖2 垂直或和水平分離作用的天線隔離度 2.在發(fā)射機(jī)的末級(jí)功放輸出端加裝單向器，也可有效避免發(fā)射機(jī)互調(diào)的產(chǎn)生。許多情況下，需有多個(gè)發(fā)射機(jī)公用一副天線（如GSM、CDMA或集群通信系統(tǒng)等）。此時(shí)為了加大發(fā)射機(jī)間的耦合衰減，可在發(fā)射機(jī)輸出至天線間加裝單向耦合器件，如定向耦合器件或環(huán)形器等，這就大大削弱反饋到發(fā)射機(jī)中去的由天線上接收的干擾頻道的能量。 3.兩種方法的組合可有效的防止發(fā)射機(jī)互調(diào)的產(chǎn)生。我們知道，尋呼基站的互調(diào)指標(biāo)為70dBc，假設(shè)在發(fā)射機(jī)輸出端已加上反向損耗為50dB的單向器，那么為了滿足互調(diào)指標(biāo)，天線之間的去耦損耗為20dB，對(duì)于150MHz頻帶來說，兩天線間所需的垂直距離大約為0.8米，天線間的平行距離為3米。 從上面的分析可知，即使各基站都加裝有50dB單向器，但天線之間垂直距離也大約為0.8米，水平距離為3米；如果不加單向器，則天線之間的垂直距離大約為9米，水平距離為300米。因此發(fā)射天線之間必需有一定的隔離距離，這就要求控制發(fā)射機(jī)的數(shù)量，避免大量的發(fā)射基站集中在某一地區(qū)。只有這樣，才能有效減少發(fā)射機(jī)的互調(diào)。 3.接收機(jī)互調(diào) 接收機(jī)互調(diào)是指當(dāng)多個(gè)強(qiáng)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)時(shí)，在接收機(jī)前端非線性電路作用下產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物，互調(diào)產(chǎn)物落入接收機(jī)中頻頻帶內(nèi)造成的干擾。 我們知道108－137MHz為航空無線電業(yè)務(wù)使用頻率。由于各國的經(jīng)濟(jì)條件差異很大，機(jī)載通信設(shè)備的先進(jìn)程度也不一樣，其抗干擾能力也不同。 當(dāng)多個(gè)強(qiáng)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入某一機(jī)載接收機(jī)時(shí)，根據(jù)式（12），由于接收機(jī)的輸入回路及高頻放大器的非線性，將產(chǎn)生多種頻率的互調(diào)。如果這些互調(diào)產(chǎn)物落入民航工作頻段，將可能對(duì)航空無線電業(yè)務(wù)造成干擾。 減少接收機(jī)互調(diào)干擾的方法是：提高接收機(jī)射頻前端的選擇性，以減少其它無用信號(hào)的幅度；盡量采用線性較好、動(dòng)態(tài)范圍大的有源器件，以減少傳遞函數(shù)中高次項(xiàng)的系數(shù)；保證前端電路工作在較低電平上，使互調(diào)產(chǎn)物得到比有用信號(hào)更大的削弱。 （二）集群系統(tǒng)之間的干擾 集群系統(tǒng)之間的干擾包括模擬集群系統(tǒng)之間的干擾、模擬集群系統(tǒng)與數(shù)字集群系統(tǒng)之間的干擾、數(shù)字集群系統(tǒng)之間（iDEN系統(tǒng)之間、TETRA系統(tǒng)之間以及iDEN系統(tǒng)和TETRA系統(tǒng)之間）的干擾。本文主要就模擬集群系統(tǒng)與iDEN系統(tǒng)之間的干擾進(jìn)行討論，其它的干擾分析方法類似。 1、集群系統(tǒng)概述 由于集群通信系統(tǒng)既可用于指揮調(diào)度，也可采用雙工手機(jī)與有線電話互連，作無線電話使用，因此模擬集群系統(tǒng)在我國由許多單位使用。但早期的集群通信系統(tǒng)一般采用大區(qū)覆蓋方式，通常覆蓋半徑為20－30公里，其用戶容量是有限的，它不象蜂窩小區(qū)覆蓋方式，可以利用頻率復(fù)用技術(shù)來增加用戶容量，因此如果作為無線電話使用的用戶過多，將使系統(tǒng)的效率與用戶容量將大大下降。 目前在我國已建立的800MHz模擬集群調(diào)度系統(tǒng)中，大部分為國外產(chǎn)品，也有部分國產(chǎn)設(shè)備，它們都符合<<集群移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)體制>>標(biāo)準(zhǔn)。 基站發(fā)射頻率為： 851－866MHZ 接收頻率為： 806－821MHZ 移動(dòng)臺(tái)發(fā)射頻率為：806－821MHZ 接收頻率為：851－866MHZ 雙工收發(fā)間隔45MHZ 信道間隙25KHZ 采用FM調(diào)制方式，發(fā)射標(biāo)識(shí)為16K0F3E。 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，集群通信已向數(shù)字話方向發(fā)展，其中最有代表性的數(shù)字集群通信系統(tǒng)有MOTOROLA公司的iDEN系統(tǒng)和歐洲的TETRA系統(tǒng)等。下面以iDEN系統(tǒng)簡要說明數(shù)字集群通信系統(tǒng)的特點(diǎn)。 iDEN（integrated Enhanced Digital Network）系統(tǒng)為“綜合增強(qiáng)型數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)”。它是第二代、全數(shù)字化集群通信系統(tǒng)，不僅有強(qiáng)大的調(diào)度功能，而且使無線電話用戶容量大大提高，克服了模擬集群通信系統(tǒng)無線電話用戶少的缺點(diǎn)；它屬于集成專用無線電業(yè)務(wù)，工作在800MHz頻段，和模擬集群通信系統(tǒng)的工作頻段及信道間隔完全相同。 iDEN系統(tǒng)是一種時(shí)分多址（TDMA）系統(tǒng)，它在800MHz的一條25KHz信道上采用時(shí)分多址方式，共分6個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙為15ms，6個(gè)時(shí)隙（一楨）為90ms，其中一個(gè)調(diào)度業(yè)務(wù)占一個(gè)時(shí)隙，與市話網(wǎng)用戶互連時(shí)占二個(gè)時(shí)隙，即在一個(gè)25KHz頻帶內(nèi)可傳送（分時(shí)）6路調(diào)度業(yè)務(wù)，或者3路與市話網(wǎng)互連用戶（不包括為控制目的而保留的時(shí)隙），因此單小區(qū)用戶容量可達(dá)到模擬集群的6倍，大大提高了頻率的利用率。數(shù)字語音編碼方法為VSELP――矢量和激勵(lì)線性預(yù)測技術(shù)（VSELP為Vector Sum Excited Liner Prediction的縮寫）。通數(shù)據(jù)時(shí)，在一個(gè)調(diào)度時(shí)隙內(nèi)可通9.6kbps數(shù)據(jù)信息，采用分組交換時(shí)可占滿6個(gè)時(shí)隙，數(shù)據(jù)速率最多達(dá)64kbps。它主要有三種功能： a．?dāng)?shù)字調(diào)度系統(tǒng)，具有模擬集群通信系統(tǒng)的所有功能。 b．移動(dòng)數(shù)字（電話）通信系統(tǒng)，它可組成移動(dòng)數(shù)字蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)（類似GSM系統(tǒng)，但調(diào)制方式為M16QAM，與GSM不同），在移動(dòng)臺(tái)之間，移動(dòng)臺(tái)和市話網(wǎng)用戶之間進(jìn)行電話通信、短信息服務(wù)（SMS）、低速數(shù)據(jù)（9.6kbps）等業(yè)務(wù)。 c．?dāng)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可在移動(dòng)臺(tái)和調(diào)度中心開展數(shù)字業(yè)務(wù)（最高可傳送64kbps信號(hào)）。 2、iDEN系統(tǒng)對(duì)模擬集群通信系統(tǒng)的干擾 假設(shè)iDEN系統(tǒng)基站的發(fā)射功率為70W，其在18KHz參考帶寬內(nèi)的帶外發(fā)射功率見下表： f0±25KHz f0±50KHz F0±200KHz f0±500KHz f0±1MHz 基站（dBc） 58 65 67 67 72 移動(dòng)臺(tái)（dBc） 55 65 65 65 70 當(dāng)f0±25KHz時(shí)，其帶外發(fā)射功率為-9.55dBm，考慮天線增益及饋線損耗以后其帶外有效發(fā)射功率為： Pts＝-9.55＋10－9.5=-9.05 dBm 當(dāng)f0±50KHz時(shí)，其帶外發(fā)射功率為-16.55dBm，考慮天線增益及饋線損耗以后其帶外有效發(fā)射功率為： Pts ＝＝16.55+10－9.5=－16.05 dBm 1）、接收機(jī)的熱噪聲 我們假設(shè)接收機(jī)的噪聲系數(shù)用F表示，則接收機(jī)的熱噪聲為： PN＝－228.6＋10lgT＋10lgB＋F dBW （15） 式中： T為絕對(duì)溫度，取290K B為接收機(jī)的中頻帶寬，Hz F為噪聲系數(shù)。 模擬集群系統(tǒng)的中頻帶寬為16KHz，iDEN系統(tǒng)的中頻帶寬為20KHz，假設(shè)模擬集群系統(tǒng)和iDEN系統(tǒng)基站接收機(jī)的噪聲系數(shù)均為5dB，移動(dòng)臺(tái)的噪聲系數(shù)均為8dB，分別代入（10）式得： 模擬集群基站接收機(jī)的熱噪聲：PNAB＝－127dBm 模擬集群移動(dòng)臺(tái)的熱噪聲： PNAm＝－124dBm iDEN基站接收機(jī)的熱噪聲： PNiB＝－126dBm iDEN移動(dòng)臺(tái)的熱噪聲： PNim＝－123dBm 2）、iDEN基站和模擬基站處于同一站址時(shí) 從前面的無線電覆蓋區(qū)計(jì)算可知，iDEN系統(tǒng)覆蓋區(qū)半徑為d2＝8.18公里，基站到其覆蓋區(qū)邊緣的路徑損耗為時(shí)149.95dB，其帶外發(fā)射在邊緣時(shí)的功率為： f0±25KHz時(shí)，-9.05 －149.95＝－159dBm f0±50KHz時(shí)，-16.05 －149.95＝－166dBm 模擬集群移動(dòng)臺(tái)的熱噪聲為－124dBm，遠(yuǎn)大于iDEN基站帶外發(fā)射產(chǎn)生的干擾，也就是說在覆蓋區(qū)邊緣由iDEN系統(tǒng)帶外發(fā)射產(chǎn)生的干擾與移動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)噪聲相比很小，可以忽略不計(jì)，因此在覆蓋區(qū)邊緣iDEN基站不會(huì)對(duì)模擬移動(dòng)臺(tái)的接收產(chǎn)生干擾。 如果由iDEN基站帶外發(fā)射產(chǎn)生的干擾等于模擬移動(dòng)臺(tái)的熱噪聲，即－124dBm，其路徑損耗及移動(dòng)臺(tái)距基站的距離分別為： f0±25KHz時(shí)，Lb＝114.95 dB => d＝0.70公里 f0±50KHz時(shí)，Lb＝107.95 dB => d＝0.43公里 這時(shí)雖然噪聲（干擾）增加一倍，但由于模擬系統(tǒng)的有用信號(hào)很強(qiáng)，相應(yīng)的載干比也很大，因此也不會(huì)產(chǎn)生干擾。 從以上分析計(jì)算可知，在同站址時(shí)當(dāng)覆蓋區(qū)邊緣的無線可通率為90％、話音質(zhì)量滿足4級(jí)時(shí)，iDEN基站不會(huì)對(duì)模擬系統(tǒng)產(chǎn)生有害干擾。 3）、iDEN基站和模擬基站不同站址時(shí)（iDEN信號(hào)強(qiáng)，模擬信號(hào)弱的情況） 我們假設(shè)模擬手機(jī)處在測試點(diǎn)C，測試點(diǎn)C是在模擬基站的覆蓋區(qū)邊緣，距模擬基站的距離為d1＝8.24公里，同時(shí)又處于iDEN基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，如下圖。 A-----模擬發(fā)射基站位置 A B B-----iDEN發(fā)射基站位置 d1 C d2 · C-----測試點(diǎn) 為了使iDEN基站B對(duì)模擬集群系統(tǒng)的干擾在可接受的范圍內(nèi)，我們假設(shè)iDEN基站在測試點(diǎn)C處產(chǎn)生的干擾等于模擬手機(jī)的熱噪聲，這樣等效于手機(jī)熱噪聲增加3dB（我們暫不考慮大氣、環(huán)境與多徑干擾），這時(shí)模擬手機(jī)接收到的iDEN的干擾信號(hào)為－124dBm。（由于系統(tǒng)是干擾受限，根據(jù)模擬的C/I＝18dB計(jì)算，實(shí)際的干擾I要比－124dBm大）。 在f0±25KHz時(shí)，由于帶外有效發(fā)射功率－9.05dBm，C點(diǎn)的功率為－124dBm，這樣路徑衰耗為114.95dB，代入Okumura-Hata公式，可得到C點(diǎn)距iDEN基站的距離d2為： d2＝0.70公里 在f0±50KHz時(shí)，由于帶外有效發(fā)射功率－16.05dBm，C點(diǎn)的功率為－124dBm，這樣路徑衰耗為107.95dB，代入Okumura-Hata公式，可得到C點(diǎn)距iDEN基站的距離d2為： d2＝0.43公里 這就是說兩基站不在同一站址時(shí)，基站的發(fā)射功率、天線高度及天線增益都相同時(shí)，模擬基站覆蓋區(qū)的邊緣距iDEN基站的距離為0.70公里時(shí)，將不會(huì)產(chǎn)生有害干擾。一般由于天線的方向性，距離基站越近其增益越小，模擬基站覆蓋區(qū)的邊緣距iDEN基站的距離越近。 在模擬系統(tǒng)覆蓋區(qū)內(nèi)，模擬移動(dòng)臺(tái)接收到的有用信號(hào)很強(qiáng)，而接收到iDEN的干擾信號(hào)相應(yīng)的減少，因此不會(huì)對(duì)模擬系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。 從以上分析可知，當(dāng)兩系統(tǒng)使用頻率相鄰或相差±50KHz時(shí)iDEN基站對(duì)模擬系統(tǒng)的在一定地理區(qū)域內(nèi)將使干擾（噪聲）增加3dB，對(duì)模擬系統(tǒng)有一定的影響，但影響很小，一般不會(huì)干擾模擬系統(tǒng)的正常工作（覆蓋區(qū)內(nèi)）。 4）、iDEN移動(dòng)臺(tái)對(duì)模擬基站的影響 根據(jù)iDEN資料，iDEN移動(dòng)臺(tái)最大發(fā)射功率為3W，其電纜損耗為－2.3dB，發(fā)射天線增益為－1dBd，因此移動(dòng)臺(tái)的有效輻射功率為： PTi＝31.5 dBm 根據(jù)本章表1可知，當(dāng)f0±25KHz時(shí)，其帶外發(fā)射功率為-23.5dBm； 當(dāng)f0±50KHz時(shí)，其帶外發(fā)射功率為-33.5dBm。 假設(shè)iDEN移動(dòng)臺(tái)處于模擬基站的正下方，即距模擬基站的距離d＝70米，則根據(jù)公式（5）可得路徑損耗Lb為： Lb＝82.11 dB 模擬基站接收系統(tǒng)的總損耗為－7.4dB，天線增益為10dB，分集改善6dB，實(shí)際有效增益為： Ge＝8.6dB 因此基站接收機(jī)接收到iDEN移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)為： PRi＝PTi－Lb＋Ge ＝－42.01 dBm 我們知道模擬基站接收機(jī)的可用電平為－104dBm，兩者相差62dB，小于70dB的干擾抑制比，所以當(dāng)兩系統(tǒng)鄰道使用時(shí)，不會(huì)對(duì)基站接收造成阻塞。 這時(shí)模擬基站接收機(jī)接收到iDEN移動(dòng)臺(tái)的帶外發(fā)射PRiO為： 當(dāng)f0±25KHz時(shí)，PRiO＝-23.5dBm－82.11+8.6＝97.01 dBm 當(dāng)f0±50KHz時(shí)，PRiO＝-33.5dBm－82.11+8.6＝107.01 dBm 很明顯，干擾電平已接近基站接收機(jī)的可用電平，因此基站接收機(jī)接收其覆蓋區(qū)邊緣的信號(hào)時(shí)，將受到近處iDEN手機(jī)的干擾。 那么，iDEN移動(dòng)臺(tái)距離模擬基站多遠(yuǎn)時(shí)，干擾才可以忍受呢？我們假設(shè)iDEN移動(dòng)臺(tái)的干擾等于模擬基站的熱噪聲，即－127dBm，則路徑傳播損耗為： 當(dāng)f0±50KHz時(shí), Lb＝－127－8.6－（－23.5）＝112.1 dBm 當(dāng)f0±50KHz時(shí), Lb＝－127－8.6－（－33.5）＝102.1 dBm 根據(jù)公式（5），可算出iDEN移動(dòng)臺(tái)距模擬基站的距離為： 當(dāng)f0±25KHz時(shí)，d＝0.57公里 當(dāng)f0±50KHz時(shí)，d＝0.28公里 其實(shí)這種遠(yuǎn)近效應(yīng)對(duì)整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)都是存在的，是其特有的現(xiàn)象，我們只要注意就行了。 3、模擬集群系統(tǒng)對(duì)iDEN系統(tǒng)的干擾 1）、iDEN基站和模擬基站處于同一站址時(shí) 從上面計(jì)算可知，模擬系統(tǒng)基站覆蓋區(qū)覆蓋區(qū)半徑為8.24公里，基站到覆蓋區(qū)邊緣的路徑損耗為時(shí)150.05dB。假設(shè)模擬系統(tǒng)基站的發(fā)射功率為70W，鄰道功率<70dB，雜散射頻分量<70dB，而帶外發(fā)射功率為二者之和，即<67dB，因此帶外發(fā)射功率為-18.55dBm，考慮天線增益及饋線損耗以后其帶外有效發(fā)射功率為-18.55+10-7.4=-15.95dBm。其帶外發(fā)射在邊緣時(shí)的功率為： -15.95 －150.05＝－166dBm iDEN系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)的熱噪聲為－123dBm，遠(yuǎn)大于模擬基站帶外發(fā)射產(chǎn)生的干擾，因此在iDEN系統(tǒng)在其覆蓋區(qū)邊緣不會(huì)被干擾。 如果由模擬基站帶外發(fā)射產(chǎn)生的干擾等于iDEN移動(dòng)臺(tái)的熱噪聲，即－123dBm，則移動(dòng)臺(tái)距基站的距離為0.40公里。 這時(shí)雖然噪聲（干擾）增加一倍，但由于有用信號(hào)很強(qiáng)，因此不會(huì)產(chǎn)生干擾。從以上分析計(jì)算可知，在同站址時(shí)模擬基站不會(huì)對(duì)iDEN系統(tǒng)產(chǎn)生有害干擾。 2）、iDEN基站和模擬基站不同站址時(shí)（iDEN信號(hào)弱，模擬信號(hào)強(qiáng)的情況） 我們假設(shè)iDEN手機(jī)處在測試點(diǎn)C，測試點(diǎn)C是在iDEN基站的覆蓋區(qū)邊緣，C點(diǎn)距iDEN基站的距離為d2＝8.18公里，同時(shí)又處于模擬基站的覆蓋區(qū)內(nèi)，如下圖。 我們假設(shè)模擬基站B在測試點(diǎn)C處產(chǎn)生的干擾等于iDEN手機(jī)的熱噪聲，這樣等效于手機(jī)熱噪聲增加3dB（我們暫不考慮大氣、環(huán)境與多徑干擾），這時(shí)iDEN手機(jī)接收到的模擬的干擾信號(hào)為－123dBm。 A B A-----iDEN發(fā)射基站位置 d2 C d1 B-----模擬發(fā)射基站位置 · C-----測試點(diǎn) 由于模擬系統(tǒng)基站帶外有效發(fā)射功率－15.95dBm，C點(diǎn)的功率為－123dBm，這樣路徑衰耗為107.05dB，代入Okumura-Hata公式，可得到C點(diǎn)模擬基站的距離d1為： d1＝0.40公里 這就是說兩基站不在同一站址時(shí)，基站的發(fā)射功率、天線高度及天線增益都相同時(shí)，iDEN基站覆蓋區(qū)的邊緣距模擬基站的距離為0.40公里時(shí)，將不會(huì)產(chǎn)生有害干擾。一般由于天線的方向性，距離基站越近其增益越小，iDEN基站覆蓋區(qū)的邊緣距模擬基站的距離越近。 在iDEN系統(tǒng)覆蓋區(qū)內(nèi)由于iDEN移動(dòng)臺(tái)接收到的有用信號(hào)很強(qiáng)，而模擬的干擾信號(hào)相應(yīng)的減少，因此iDEN移動(dòng)臺(tái)不會(huì)受到干擾。 從以上分析可知，模擬基站對(duì)iDEN系統(tǒng)的在一定地區(qū)將使干擾（噪聲）增加3dB，對(duì)iDEN系統(tǒng)有一定的影響，但影響很小，一般不會(huì)干擾iDEN系統(tǒng)的正常工作（覆蓋區(qū)內(nèi)）。 3）、模擬移動(dòng)臺(tái)對(duì)iDEN基站的干擾 模擬手機(jī)的發(fā)射功率在0.2W-1.3W之間，最大發(fā)射功率為31.14dBm，鄰道功率一般<2.5uW，即－26.02dBm，iDEN基站接收機(jī)的饋線總損耗為－9.5dB，天線增益為10dB，分集接收改善4.7dB，因此實(shí)際的天線有效增益為： Ge＝－9.5＋10＋4.7＝5.2dBi 假設(shè)模擬移動(dòng)臺(tái)在其覆蓋區(qū)邊緣，且距iDEN基站的距離為70米（處在iDEN基站的正下方），根據(jù)Okumura-Hata公式可計(jì)算出路徑衰耗為82.11dB，這時(shí)iDEN基站接收到模擬手機(jī)的功率為： PRA＝31.14－82.11＋5.2 =-45.77 dBm 我們知道iDEN基站接收機(jī)的可用電平為－104.5dBm，兩者相差58.73dB，而一般集群系統(tǒng)在25KHz信道間隔時(shí)的鄰道干擾抑制比為70dB，因此模擬系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)不會(huì)對(duì)iDEN基站接收造成阻塞。 這時(shí)iDEN基站接收機(jī)接收到模擬移動(dòng)臺(tái)的帶外發(fā)射PRAO為： PRAO＝-26.02dBm－82.11+5.2＝-102.93 dBm 很明顯，干擾電平已接近基站接收機(jī)的可用電平，因此iDEN基站接收機(jī)接收其覆蓋區(qū)邊緣的信號(hào)時(shí)，將受到近處模擬手機(jī)的干擾。 我們假設(shè)模擬移動(dòng)臺(tái)對(duì)iDEN基站的干擾等于iDEN基站的熱噪聲，即－127dBm，則路徑傳播損耗為： Lb＝－127－5.2－（－26.02）＝106.18 dB 根據(jù)公式（5），可算模擬移動(dòng)臺(tái)距iDEN基站的距離為： d＝0.38公里 這樣，只要模擬移動(dòng)臺(tái)到iDEN基站的距離大于或等于380米，就不會(huì)對(duì)iDEN基站接收遠(yuǎn)端信號(hào)時(shí)產(chǎn)生有害干擾。同上節(jié)一樣，這是整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)都存在的遠(yuǎn)近效應(yīng)現(xiàn)象。 4、結(jié)論 從以上計(jì)算可知，模擬集群系統(tǒng)和iDEN系統(tǒng)可以使用相鄰頻道而不相互干擾。當(dāng)要同頻復(fù)用時(shí)必須滿足C/I的要求，有一定的隔離距離。 以上計(jì)算均是以接收到的話音質(zhì)量為4級(jí)、無線覆蓋區(qū)邊緣的可通率為90％、城區(qū)室外準(zhǔn)平滑地形等條件為前提的。如果話音質(zhì)量變?yōu)?級(jí)，邊緣的無線可通率變?yōu)?5％，且郊區(qū)時(shí)，計(jì)算結(jié)果可能不同，但計(jì)算方法類似。 （三）GSM與CDMA系統(tǒng)之間的干擾分析 1、概述： 我國1GHz以下頻率的分配如圖3。 從圖中可以看出，CDMA在我國可以使用的頻率是825－835MHz和870－880MHz；GSM使用的頻率為885－915MHz和930－960MHz，由中國移動(dòng)和中國聯(lián)通共同使用。CDMA和GSM基站和移動(dòng)臺(tái)使用頻率如表3。 中國移動(dòng) Truncking GSM GSM GSM GSM CDMA CDMA Truncking CDMA 960 954 930 915 909 885 880 870 866 851 825 835 821 806 CDMA 中國聯(lián)通 圖3 800－900MHz頻率分配圖 表3 基站和移動(dòng)臺(tái)使用頻率 基站發(fā)射 移動(dòng)臺(tái)接收 移動(dòng)臺(tái)發(fā)射 基站接收 CDMA 870－880 MHz 825－835 MHz GSM 930－960 MHz 885－915 MHz 從表3中可以看出CDMA基站的發(fā)射頻率與GSM基站的接收頻率相鄰；GSM移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻率與CDMA移動(dòng)臺(tái)的接收頻率相鄰。正因?yàn)檫@樣，CDMA系統(tǒng)基站可能會(huì)對(duì)GSM基站的接收產(chǎn)生干擾；由于GSM的移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率較小，對(duì)CDMA移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生干擾的可能性很小。 2、干擾分析方法 為了分析兩種系統(tǒng)之間的干擾，我們假設(shè)在干擾發(fā)射機(jī)（Tx）和被干擾接收機(jī)（Rx）之間的隔離度Lp定義如下： Lp＝POOB＋GTX＋GRX－I－LT－LR （15） 式中： POOB ---------發(fā)射機(jī)Tx的帶外發(fā)射功率（dBm） GTX ------發(fā)射天線增益（dBi） GRX ------接收天線增益（dBi） I ------被干擾接收機(jī)的干擾門限（dBm） LT、LR ---發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)饋線損耗（dB） 研究系統(tǒng)之間的干擾，首先要知道各種業(yè)務(wù)的性能參數(shù)，然后才能分析計(jì)算。CDMA基站參數(shù)及GSM基站參數(shù)分別見表4和表5： 表4 CDMA基站發(fā)射參數(shù)及移動(dòng)臺(tái)熱噪聲 參數(shù) 數(shù)值 基站（BS）發(fā)射功率 Ptx,bs 43 dBm 基站收發(fā)天線有效增益GIS95 10 dBi（包括饋線損耗等） 接收和發(fā)射帶寬B 1.23MHz 基站帶內(nèi)相鄰信道功率1 （ACP1） （f0±0.75MHz 。。。1.98MHZ） -45 dBc/30KHz o -36.76 dBc/200KHz 基站帶內(nèi)相鄰信道功率2 （ACP2） （f0 ± 1.98MHZ或更多） -60 dBc/30KHz o -51.76 dBc/200KHz 基站帶外相鄰信道功率（ACP ） （f0 ± 1.98MHZ或更多） -13 dBm/30MHz o -4.76 dBm/200KHz或-60 dBc/30KHz（二者中取較小者） 移動(dòng)臺(tái)（MS）本機(jī)噪聲電平 -104 dBm 表5 GSM基站接收時(shí)的工作參數(shù) 基站接收機(jī)靈敏度電平Pr’ －104dBm 基站接收機(jī)接收帶寬B 200KHz 基站有效接收天線增益Gr 10dBi（包括饋線損耗等） 基站接收所需的C/I 9dB 基站接收機(jī)噪聲電平 -116dBm 注：1．870－880MHz為CDMA