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1、电 磁 干 扰 篇45、电磁兼容（EMC）与电磁干扰（EMI）所谓电磁兼容性，是指电子设备或系统工作在指定的环境中，不致由于无意的电磁辐射而遭受或引起不能容忍的性能下降或发生故障的抑制能力。电磁兼容的反面即电磁干扰，欲解决电磁兼容性问题，必须从分析系统和系统间电磁干扰着手。从无线信号的干扰产生的机理来看，应该将干扰分为： 热噪声的增加 离散型干扰 杂散干扰及接收机阻塞当前移动通信系统正处于2G向3G平滑过渡的年代，2G系统的G网、C网、PHS网和3G系统的WCDMA、Cdma20001x以及TDSCDMA之间将长期共存。因此，分析它们之间的电磁干扰将是移动通信建设和运营部门迫在眉睫的重大课题。
2、46、同频干扰和同频干扰保护比顾名思义，当接收机接收到的无用信号的频率与有用信号相同时，即称为同频干扰。在蜂窝移动通信网中，相同的频率在隔开一段距离以后被重复使用，这一原理是蜂窝系统的精髓所在，也是解决系统容量和提高频谱利用率的根本途径。但由此带来的问题是系统内的同频干扰。为了使系统能正常工作，由于频率复用引起的同频干扰必须是足够小以至于可以被忽略或者至少不影响正常的通信。在G网中，通常将整个频段分成若干频率组k，对应分配到各小区；频率分组愈多，整个系统内同频小区的间隔就愈大，同频干扰就愈小，但每区频道数将减少，使话务量也随之降低。合理的方式是在满足同频干扰保护比的前提下将k值降至最低，在全向
3、天线状态下，N与同频复用距离D的关系是：=式中：D为同频小区中心间距 r为小区半径 k即频率复用系数下表为k=312时，对应的值k34791233.464.65.26同频复用保护距离主要取决于同频干扰保护比（C/I）值，它与要求的信号质量、传播环境、要求的信号通信概率等因素有关。如果假定区内电波传播衰减与距离呈4次方幂关系，则可推断得： = = = k或k = G网中，通常取=12dB或9dB 对应的k = 3.27或2.31因此，当不带跳频时（=12dB），k=3已趋极限。在C网和即将投入商用的3G系统中，由于采用了直接扩频码分多址技术，其基础是使用一组正交（或准正交）的伪随机码噪声（PN）
4、序列通过相关处理实现选址的功能。它所采用的扩频技术把原始信号的带宽变换成带宽宽得多（几百或几十倍）的类噪声信号。因此在接收端仅有用信号为窄带谱，而其余同频的无用信号均为宽带谱，也就是说各类信号呈现的特征是一个类噪声的信号和诸多宽带白噪声。因此，码分系统的相邻小区的载频可以是相同的，即=2，k=1.33，而对码分系统的同频干扰的分析将归结白噪声的提高。47、邻道干扰和邻道选择性相邻频道干扰简称邻道干扰，它主要取决于接收机中频滤波器的选择性和发信机在相邻频道通带内的边带噪声。在3G系统内，由于有多个运营商共同运营，如果在一个小区内有几个运营商且它们的工作频道恰巧相邻的话，则当基站站址选择不当时，会
5、引起较严重的邻道干扰。邻道干扰比（ACIR）取决于相邻信道选择性（ACS）以及发信机邻道辐射功率比（ACLR）邻道干扰比（ACIR）也是两个相邻载波之间的耦合度。在数值上可表示为：ACIR（dB）= 10lg在WCDMA上行系统中，性能要求见下表相邻状况信道间隔允许的最大相邻信道泄漏功率比邻道干扰比ACIR移动台（ACS）基站（ACLR）第一相邻付载波5MHz33dB45 dB-32.7 dB第一相邻付载波10MHz43 dB50 dB-42.2 dB这个数值可以用来计算小区内基站接收机噪声电平的增加。详细分析将在下面(6068)结合具体的系统间干扰分析中阐明：48、发信机的（三阶）互调干扰辐
6、射两个或多个信号经过非线性传输电路后，将产生等间隔的互调产物，其中尤以奇阶特别是三阶互调最为严重，因此，三阶互调就成为讨论互调辐射的主要代表。发信机末级功放是三阶互调产物产生的主要来源，当两个系统的发信天线靠得很近时，也可能通过天线来耦合而引起三阶互调辐射。2f1-f2 f1 f2 2f2-f1 ff f f三阶互调干扰的危害首先取决于其产物与有用信号频率之关系，其次取决于干扰信号的幅度以及非线性器件本身的线性度。如图：三阶产物的频率应为2f2-f1和2f1-f2三阶产物与主信号等间隔分布移动通信发信设备末级功率放大器的三阶互调非线性指标通常用IMP或II P表示，下图为发信机功率放大及三阶互
7、调计算原理图。如图所示，通常，衡量一个放大器线性的指标是它的阻塞点，亦即截获点（Q点），它的定义是：在这一输出电平点上，（三阶）互调产物的功率电平与有用信号功率电平相等。有用信号的输出响应可以分为三段：第一段自O点至P点为线性放大区；第二段自P点至Q点为过渡区（非线性区）第三段自Q点往上直至烧毁为饱和区通常发信机应工作在线性区，而设备生产厂商给出的三阶互调指标也往往是指输出功率小于额定功率（P点功率）时测得的指标，例如图中的“T”点。P点称为“1dB处的输出功率增益压缩点”，而P点对应的输出功率P减去1dB即为发信机的额定输出功率。发信机输出等于额定输出功率时的三阶互调产物即为：IMP=2（P
8、- P）如图中所示：应为IMP=2（10dB-1dB）=18dB移动通信系统的功率放大器IMP应在1218 dB之间。-当测试功率比额定功率低时，三阶互调电平的换算。我们经常看到有关额定功率和三阶互调的设备技术指标，如R-9110AC型输出额定功率43 dBm三阶互调电平：-36 dBm 当输出功率为22 dBm时首先，上述数据表明P=43 dBm+1 dB=44 dBmP=22 dBm可以求得该测试功率电平的输出补偿电平，即图中的Y1= PP=22 dB然后，即可求得当输出为P时的三阶互调产物电平= 2Y1+ IMP+1 = 64dB而 P = 22 dBm64dB=-44 dBm（-36
9、dBm）反之，我们也可以根据P及值求得IMP。对于R-9110AC当=22 dBm（36dBm）=58 dBm时，Y1=22 dBIMP=2（Y1+1）=58dBm-46 dB =12dB通常发信机IMP在1218 dB范围内，这意味着当测试功率为22 dBm时，R-9110AC发信机的三阶互调产物电平将小于36dBm。49、收信机的互调干扰响应f1 f2 f0 f f无用信号 有用信号同样，当收信机在接收有用信号的同时收到二个或二个以上具有特殊频率关系的无用信号时，由于收信机前端电路的非线性，当无用信号足够大时，也将产生互调干扰响应。如图，特殊频率关系是指两者间隔相等（f）。当然f的大小可以
10、使无用信号在通带内或通带外都可以产生干扰响应，而且无用信号无论是已调或未调的都可构成三阶互调干扰响应。收信机的三阶互调干扰相应将折算为同频干扰处理，其产物也应满足系统组网所要求的载干比（例如G网为12dB）50、收信机的杂散响应和强干扰阻塞接收机除接收有用信号外，还能收到其他频率的无用信号。这种对其他无用信号的“响应”能力通常称为“杂散响应”；当无用信号足够强时，会使接收机输出端噪声显著增加，相当于接收机灵敏度下降；严重时，会使接收机完全阻塞而无法正常工作，这种现象称为接收机灵敏度抑制或强干扰阻塞。强干扰无用信号可以来自发信机的杂散辐射，但大部分情况是来自其他系统的信号辐射，特别对于终端处于运
11、动状况的移动通信系统而言更甚。产生灵敏度抑制或阻塞的主要原因，是由于干扰信号足够高，使接收机产生自动增益控制，或者由于接收机的高放和/或混频级进入饱和状态，使接收机对有用信号的增益进入非线性，从而导致接收机灵敏度降低甚至阻塞。51、dBc与dBm在第5题中，我们已经阐明了dBm或dBW都是用分贝数表示的绝对功率电平值，它以载波信号功率电平为基准。通常，发信机的杂散辐射，邻道辐射和互调辐射功率电平可以用绝对值（dBm）来表示，也可以用相对值（dBc）来表示。例如：某发信机额定功率电平为30dBm，其杂散辐射电平为-70dBc，且绝对值不应大于-36dBm，该项指标表明：杂散辐射相对电平为30 d
12、Bm-70 dB=-40 dBm且满足绝对值不大于-36dBm的要求又如：GSM与PHS系统的发射功率与下行杂散辐射功率如下表所示GSMPHS下行发射功率+43dBm+27dBm下行杂散辐射1GHz 36dBm带内 103dBm1GHz 30dBm-90dBc表明：GSM的下行杂散辐射功率在1GHz频段内为36dBm，在1GHz频段内为30dBm，相对于载波功率，也可分别表示为-79 dBc和-73dBc，而PHS则用相对功率电平表示为-90 dBc，计算时可以折成绝对电平+27 dBm-90 dBc=-63dBm。52、宽带噪声电平及归一化噪声功率电平发信机除了离散型（以脉冲形式出现）杂散、
13、邻道和互调辐射外，还有宽带噪声辐射；尤其是对于码分多址系统，因为其发射信号都以直扩伪随机码噪声序列形式出现，因此研究其宽带噪声电平的影响尤其重要。宽带噪声的一个特点是其频谱延伸很宽，因此，表示宽带噪声电平高低需要表明测试带宽值，或者为了计算方便都将它归一为单位赫兹的噪声功率电平。例如：XX系统的邻道辐射噪声功率为-42 dBc/30KHz，该系统发射功率为+24 dBm，则表明该系统的邻道辐射噪声功率为-18dBm/30KHz或者为（-18 dBm-45 dB）=-63dBm/Hz，通常，归一化噪声功率电平（/Hz）可以不写，而直接用-63 dBm表示。53、关于噪声增量和系统容量如前所述，码
14、分多址是第三代移动通信系统的主流技术，码分多址系统是一个自干扰容量受限系统。上/下行容量与噪声的增加密切相关。我国国家有关主管部门在进行3G系统仿真时，对于上行系统容量的准则是根据热噪声升高(干扰余量)6dB估算, 相当于信道负荷为75%。即 干扰余量=10lg（1-%） %：信道负荷=%506075（dB）346而对于TDSCDMA系统，由于采用了时分双工技术和多用户检测技术，所有用户将分配在不同时隙内，所以不能简单地采用噪声提升6 dB的准则进行容量估算。通常假定：当用户满意率为95%时得到的系统容量假设为系统的极限容量，此极限容量的75%则设置为系统正常工作时的系统容量。54、直放站对基站的噪声增量当一个通信系统中引入有源器件，例如直放站时,需对该系统接收机增加的噪声进行计算分析，以不影响或很少影响原系统施主基站接收信号质量为准。施主基站接收端的噪声：N 10lgKTB + N 接收机噪声系数 带宽为B(Hz)时热噪声功率电平直放站输出的噪声功率直放站的噪声系数直放站的增益N 10lgKTB + N+ G在B(Hz)带宽内直放站的热噪声电平 当B200KHz
