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1、中国电信CDMA与中国高铁GSM-R网络系统共存干扰解决方案摘要：文章介绍了CDMA基站对GSM-R阻塞干扰成因及隔离度计算方法，并根据分析结论提出网络共存干扰解决的最佳方案是GSM-R基站接收端加抗阻塞滤波器；同时该解决方案同样适用于中国电信CDMA与中国移动EGSM（I频段）基站系统共存干扰协调。关键词：杂散干扰、带内阻塞、带外阻塞、抗阻塞滤波器一、问题背景南昌铁路段无委办向厦门无委反映厦门境内厦门北到高岭段铁路存在联控信号不畅，出现掉话或接通问题，影响高铁运行安全。定位原因为该路段通信信号上行频段收到干扰，导致该路段上行链路信号不良。其中以XMB01站点最为严重，干扰等级始终4、5级，要
2、求厦门无委协助尽快解决。3月3日下午，厦门电信配合厦门无委协查，定位高铁XMB01站点干扰源为厦门CDMA网络杏林大桥头基站968-6，关闭后高铁XMB01站点干扰等级降为1恢复正常。现场勘察初步判定原因为CDMA网络968-6基站与高铁XMB01站点水平隔离度不足。968-6功分扇区与高铁XMB01站点天线方向正对、直线距离200米。二、问题处理经过：2.1、安排施工队更换968-6基站，同时基站发射端加装带外杂散抑制滤波器。21.1、外形：2.1.2、滤波器电性能指标：1频率范围825880MHz2插入损耗1.2dB3驻波比1.2:14带外抑制50dB 885-960MHz5功率容量200
3、W6接口形式L29-Female7阻抗50 2.1.3、安装目的：安装在收发合一的CDMA800基站发射端解决5MHz外的近带抑制，避免CDMA基站发射的近带杂散信号对GSM-R接收机造成干扰。2.1.4、安装效果：安装后铁路XMB01站点仍然受干扰严重（干扰带4、5级），在基站接收端实测干扰波形如下：2.1.5、分析结论： 干扰成因非CDMA基站发射设备杂散超标所致，问题应该是GSM-R基站接收机带内阻塞干扰所致。2.2、968-6基站发射端加装的带外抑制滤波器拆除（恢复原状），高铁XMB01基站接收端加装抗CDMA阻塞滤波器。2.2.1、滤波器串接在GSM-R基站1/2软跳与室外7/8馈线
4、连接处：2.2.2、滤波器电性能指标：1频率范围885960MHz2插入损耗1.2dB3驻波比1.2:14带外抑制50dB 870-880MHz5功率容量200W6接口形式L29-Female7阻抗50 2.2.3、安装目的：分别安装在GSM-R基站上主集口、分集口，解决5MHz外CDMA基站发射的近带强信号阻塞干扰。 2.2.4、安装效果：安装后铁路XMB01站点干扰带降为1、2级，干扰问题解决。在基站接收端实测频谱如下：2.2.5、分析结论： 综合以上结果，确定干扰为阻塞干扰，在CDMA发射侧安装杂散抑制滤波器不会改善干扰问题，唯有在GSM侧安装抗阻塞滤波器才能解决问题。三、干扰成因分析3
5、.1高铁GSM-R产生干扰的原因电信968-6站点配置37,201,283频点（分别对应上行826.11，831.03，833.49；下行871.11，876.03，878.49）。 高铁GSM XMB01站点配置1006、1013频点（分别对应上行886.4，887.8；下行931.4，932.8）825MHzCDMA下行CDMA上行GSM-R上行GSM-R下行835MHz870MHz880MHz885MHz890MHz930MHz935MHz图 11中国电信CDMA与中国高铁GSM-R频谱分配图从频段上看，CDMA的下行频段与GSM-R的上行频段间隔只有5MHz，滤波器设计、站址选择及网络
6、规划做不好，都会引起GSM-R被干扰，使GSM-R系统接收性能的下降。由于GSM-R的下行与CDMA的上行存在至少90MHz的保护带，滤波器实现容易，所以GSM-R对CDMA不会产生干扰问题。3.2 CDMA2000协议规定基站发射机带外抑制指标IS2000协议对CDMA发射机带外信号抑制（包括杂散和互调）能力要求：协议要求： 在偏离中心频率750KHz处，要求抑制45dBc； 在偏离中心频率1.98MHz处，要求抑制60dBc； 在偏离中心频率3 MHz处，要求抑制60dBc；根据协议换算：当CDMA基站发射功率为43dBm/1.23MHz时，其在偏离中心频率1.98MHz处的功率应该是-1
7、7dBm/1.23MHz(即：43-60);转换到GSM系统时，GSM系统收到的功率是 -25dBm/200k ( 即：-17+10log(200K/1.23M)根据信部无200265号文关于800MHz频段CDMA系统基站和直放机杂散发射限值及与900MHz频段GSM系统邻频共用设台要求的通知要求：转换到GSM收到的功率更严格要求为 -67dBm/100k。目前厦门电信CDMA网络采用的BTS3900基站设备均符合该要求。3.3 GSM协议规定基站接收机抗阻塞指标解读FrequencyFrequency range (MHz)bandGSM900EGSM900R-GSM900MSBTSBTS
8、BTSinband915 980870 925860 925856 - 921outofband (a)0,1 9150,1 8700,1 8600,1 980 12,750 925 12,750 925 12,750 921 12,750FrequencyGSM400, P-, E- and R-GSM900DCS1800 & PCS 1900bandotherMSsmallMSBTSMSBTSdBmdBmdBmdBmdBminband600kHz |ffo | 800kHz3843264335800kHz |ffo | 1,6MHz33431643251,6MHz |ffo | 3MHz2
9、3331633253MHz |ffo | 2323132625outofband(a)00800(b)12(c)12(d)00800GSM协议中规定了两种阻塞指标：带内阻塞和带外阻塞。带内阻塞是指干扰信号位于860MHz925MHz频段内的阻塞(注意GSM系统已经将CDMA系统的发射频段定义为其带内)；带外阻塞是指干扰信号在100KHz 860MHz和925MHz 12.75GHz频段内的阻塞。从协议规定的阻塞指标中可知：带外阻塞 (GSM 05.05, Section 5.1)100 KHz f 860 MHz 8 dBm/30k925 MHz f 935 MHz 0 dBm/30k935
10、MHz f 12.75 GHz 8 dBm/30k带内阻塞 (GSM 05.05, Section 5.1)600 KHz |f - f0| 800 KHz -26 dBm/30k800 KHz |f - f0| 3 MHz -16 dBm/30k3 MHz |f - f0| -13 dBm/30k目前华为提供给中国高铁GSM-R的基站为BTS3012（与提供给中国移动的EGSM设备同），将870MHz880MHzCDMA下行频段定义为带内，抗中国电信CDMA下行多载波强信号阻塞能力较差。3.4 干扰的类型CDMA系统对GSM-R系统的干扰主要是CDMA下行对GSM-R上行的干扰，主要的干扰有
11、以下三种：1、CDMA发射机的边带杂散噪声落入GSM接收带内;2、CDMA发射机的交调产物落入GSM接收带内;3、GSM带外的CDMA发射载波造成GSM接收机灵敏度下降（阻塞）。因此为解决该干扰问题，需要对杂散和干扰所造成的影响分别针对典型场景计算所需隔离度。3.4.1阻塞干扰被干扰系统接收滤波器形状干扰系统发射信号图 21 阻塞干扰原理图当较强功率加于接收机端时可能导致接收机过载，使它的增益下降或者说被抑制。原因是放大器有一个线性动态范围，在这个范围内放大器的输出功率随输入功率线性增加，这两个功率之比就是功率增益G，其输出功率低于所预计的值。通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定
12、义为输出功率的1dB压缩点。相应的，此时的输入功率定义为输入功率的1dB压缩点。为了防止接收机过载，从干扰基站接收到的总的载波功率电平需要低于它的1dB压缩点。从上图看出，即使干扰系统不产生任何带外杂散，如果被干扰系统的滤波器对干扰系统发射抑制能力不够，也将使强信号落入到后端的接收机上，使接收机饱和，从而引起阻塞干扰。从上图看出，即使干扰系统不产生任何带外杂散，如果被干扰系统的滤波器对干扰系统发射抑制能力不够，也将使强信号落入到后端的接收机上，使接收机饱和，从而引起阻塞干扰。阻塞干扰的根本原因在于接收滤波器的抑制能力不够，与发射信号的带外杂散无关。3.4.2杂散干扰 干扰系统发射信号被干扰系统
13、接收底噪 干扰系统杂散图 22 杂散干扰原理图由于发射滤波器的滚降特性(任何滤波器都不可能是理想的阶跃方式)，导致任何系统总存在一定的带外辐射。带外辐射的主要能量来源是宽带噪音、谐波与互调产物、寄生辐射及杂散辐射，一般统称为杂散辐射。CDMA 800M在885MHz附近的发射杂散正好落入GSM系统的接收频带内，当这种干扰信号的电平接近甚至超过GSM系统的底噪时，会导致GSM接收灵敏度下降，进而引起覆盖收缩，接入困难等现象。四、干扰隔离度计算方法及解决措施系统干扰的原理图如下：发射滤波器功放接收滤波器接收单元接收机发射单元ABCD干扰系统被干扰系统发射天线接收天线图 31 干扰分析框图下面根据上图，进行分析和公式推导。4.1、GSM900抗阻塞能力分析GSM抗阻塞干扰可以按照如下公式进行分析：GSM系统接收机允许接收到阻塞功率CDMA系统信号功率GSM系统接收滤波器抑制天线隔离度收发馈线损耗或可写成以下公式：为了避免GSM的受到阻塞干扰，所需的天线隔离度CDMA系统信号功率 收发馈线损耗GSM系统接收滤波器
