當前3G移動通信產業(yè)已逐步走向商用化階段，我國也為3G不同的技術體制（FDD與TDD）標準劃分了2GHz附近的核心頻段和補充頻段，具體規(guī)劃如圖1所示。
國際電聯ITU為WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA三大標準劃分了2GHz附近的核心頻段，同時2G體制的運營商為了滿足不斷增長的業(yè)務需求，正在逐漸采用GSM1800頻段。這樣將導致在同一片地理區(qū)域出現采用不同移動通信體制的多個運營商占用相鄰頻段的情況。由于高頻器件的非線性特性，這些不同系統(tǒng)之間將存在相互干擾，從而可能造成系統(tǒng)容量損失。在GSM1800網絡中，干擾影響的大小通常用載波信號電平（C）與同頻干擾電平（I）的比值，即C/I值來表示。在WCDMA中，無線頻率的復用因子為1。即同一頻率被分配在所有小區(qū)中，所有空中接口連接發(fā)生在同一載頻上。這樣同時進行通話的用戶數量直接影響接收機噪聲水平。因此，WCDMA是一個干擾受限的系統(tǒng)，干擾控制在WCDMA網絡中顯得尤為重要。另外將來建設3G網絡時，移動運營商為了節(jié)省投資，必定要最大程度地利用現有資源，包括鐵塔、機房、電源、傳輸等資源。因此，WCDMA和GSM1800共基站干擾分析十分必要。
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圖1 中國3G頻譜規(guī)劃方案 |
1、干擾場景
對于WCDMA核心頻段（上行：1920～1980MHz，下行：2110～2170MHz）和GSM1800系統(tǒng)之間的干擾情況，移動臺和基站之間的干擾較小，可以忽略。主要干擾場景是GSM1800基站干擾WCDMA基站，因此是本文分析的重點。
對于WCDMA補充頻段（上行：1755～1785MHz，下行：1850～1880MHz）和GSM1800系統(tǒng)之間的干擾情況，主要場景是GSM1800移動臺干擾WCDMA基站，WCDMA移動臺干擾GSM1800基站。兩個系統(tǒng)載波間隔最小為2.6MHz。鑒于目前缺少WCDMA補充頻段相關技術指標，因此暫不分析干擾情況。
2、主要技術指標
本文主要通過接收靈敏度惡化量、MCL、ACIR等分析干擾程度。下面首先介紹各指標的具體要求。
2.1 WCDMA基站接收機靈敏度惡化量
我們先了解WCDMA系統(tǒng)允許外來干擾的定義，根據目前的參考文獻，有3種不同參考值。
首先，根據Annex 8 to ITU WP 8A Chairman's Report 2004，WCDMA接收機允許外來干擾為：Pt=S-C/（I+N）-10（dBm），其中S表示接收機靈敏度，C/（I+N）表示載干比，根據3GPP 25.951v6.2.0和ITU M.2039，WCDMA宏蜂窩基站接收機靈敏度為：-121dBm，所以允許的外來干擾為：
-121-（-18）-10=-113（dBm）。
其次，根據ITU M.2039建議，WCDMA宏蜂窩基站允許外來干擾的限制為I/N=-6dB，則允許外來干擾為：-103-6=-109（dBm）
最后，根據3GPP 25.942（clause 8.4.2.1）建議，以及多數廠商認同的WCDMA宏蜂窩基站允許外來干擾標準為：-110dBm。
通常，由外來干擾導致基站接收靈敏度惡化的計算公式為：
10×log1O（（I+N）/N）=10×logl0（（I/N）+1）
則對應不同的干擾噪聲比要求，導致的靈敏度下降也不同。
I/N=-6dB，靈敏度惡化量為0.97dB；
I/N=-7dB，即外來干擾為-11OdBm，靈敏度惡化量為0.8dB；
I/N=-10dB，即外來干擾為-113dBm，靈敏度惡化量為0.4dB。
2.2 MCL
MCL（Minimum Coupling Loss）即最小耦合損耗，參見3GPP 25.942。通常情況下各廠商根據設備情況，建議宏蜂窩基站之間MCL=50dB。
2.3 ACIR
A CIR（Adjacent Channel Interference Ratio）是鄰道干擾功率比定義為在一條干擾鏈路上，干擾源發(fā)送的總功率與受害者接收到的總干擾功率的比率，與頻率間隔有關。ACIR表現為發(fā)射端鄰道泄漏比（ACLR）和接收端鄰道選擇靈敏度（ACS）的綜合效果。得到ACLR和ACS后，使用下面公式計算：
根據3GPP 25.104協議Table 7.4和Table 7.5B，WCDMA系統(tǒng)基站的ACS取值為：
共站：16-（-103+6）=113dB；
不共站：-15（-103+6）=82dB。
根據GSM05.05協議，得到GSM1800基站的ACLR，以及ACIR。如表1所示。
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表1 GSM1800基站和WCDMA基站共站的ACLR和ACIR |
考慮GSM1800頻率復用方式為4/12，對WCDMA基站產生干擾的主要頻率有4個，所以我們采用4個GSM1800載波頻率干擾WCDMA基站的ACIR：
得到最終的ACIR結果如表2所示。
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表2 GSM1800基站和WCDMA基站共站的ACIR |
3、干擾分析方法
在分析頻率相鄰的兩個移動通信系統(tǒng)共存產生的干擾時，主要有理論分析和計算機仿真方法。在我們的研究中主要采用計算機系統(tǒng)仿真的方法，其中對基站之間的干擾研究采用理論分析結合計算機仿真的方法。理論分析又稱計算方法或者稱確定性計算，主要目的是分析兩個系統(tǒng)根據給定參數在“最壞”情況下的干擾。系統(tǒng)仿真方法通常指蒙特卡羅（Monte Carlo）仿真的統(tǒng)計分析方法，可以用于評估“最壞”干擾情況出現的概率。
3.1 仿真方法
本文仿真是根據3GPP TR 25.942協議中的快照式仿真。其主要特點是在每次快照內，激活的移動臺與基站的連接關系固定包括傳播損耗固定，同時完成理想功率控制過程。連續(xù)的快照仿真之間不存在關聯關系，即不仿真移動臺的運動模型、實際的功率控制過程和移動臺接入過程等。
3.1.1 仿真假設條件
WCDMA系統(tǒng)仿真假設條件如表3所示。
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表3 WCDMA系統(tǒng)仿真參數 |
GSM1800系統(tǒng)仿真參數見表4所示。
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表4 GSM1800系統(tǒng)仿真參數 |
3.1.2 仿真天線方向圖和拓撲圖（如圖2所示）
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圖2 地理拓撲圖和定向天線方向圖 |
3.1.3 仿真結果
根據仿真，得到GSM1800干擾WCDMAl922.4MHz載波引起基站接收靈敏度下降和需要增加的ACIR結果如圖3和表5所示。其中增加的ACIR滿足WCDMA基站接收機靈敏度惡化量小于O.4dB的要求。
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圖3 WCDMA靈敏度下降和系統(tǒng)共存需要增加的ACIR |
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表5 干擾信號強度和WCDMA靈敏度下降 |
從圖3可以看出，GSM1800 pre phase 2+版本基站和WCDMA基站共站情況下，引起WCDMA靈敏度惡化量最大21.8dB。當保證WCDMA靈敏度惡化量小于0.4dB時，需要增加ACIR=35dB。
對于GSM1800 phase 2+版本基站考慮到和WCDMA基站共站情況，因為規(guī)范中定義的雜散輻射指標有附加要求，比原有規(guī)定有所提高，所以引起WCDMA靈敏度惡化量較小，也不需要增加ACIR。
另外，在仿真過程中沒有考慮天線下傾角的影響。在不共站情況下，GSM 1800 phase 2+基站干擾WCDMA需要的額外ACIR最大為20dB，即額外隔離為20dB。如果考慮實際工程中天線下傾角的影響，以及避免水平面天線最大增益方向相對，則基站之間收發(fā)天線增益之和可以下降6～20dB。因此結合工程實際，則不共站情況下，GSM1800基站對WCDMA基站干擾可以忽略不計。同樣在共站情況下，WCDMA基站收到周圍GSM 1800基站的影響也可以忽略不計。
4、確定性分析
根據仿真結果，并結合工程實際，對WCDMA基站干擾，主要來自共站的GSM1800基站，因此可以采用計算的方法分析干擾。WCDMA基站接收到的干擾信號為：
I=PTx-ACIR-MCL
根據以上公式，計算得到WCDMA基站接收到干擾信號和靈敏度下降如表5所示。
當WCDMA靈敏度下降允許值分別為0.4dB和0.8dB時，需要的MCL值如表6所示。
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表6 滿足一定靈敏度下降條件的MCL值 |
根據以上計算結果，對于GSM1800 Phase 2+版本基站，可以認為MCL=50dB，對于GSM1800 pre phase 2+版本基站，可以認為MCL=80dB滿足共存要求。
5、結論和建議
本文通過對GSM1800 phase 2+和pre phase 2+兩個版本基站對WCDMA基站干擾仿真分析，并且考慮天線下傾和避免水平最大增益方向相對等工程因素，可以認為干擾主要來自于共站的GSM1800 pre phase 2+版本基站。
根據計算結果，為滿足共存要求，共站基站天線隔離度，即最小耦合損耗建議如下。
（1）對于GSM1800 phase 2+版本基站，MCL=50dB；
（2）對于GSM1800 pre phase 2+版本基站，MCL=80dB滿足共存要求。