POI系统设计之多频合路干扰分析篇

POI系统技术资料POI系统设计之多频合路干扰分析篇基配事业部产品研发部POI系统技术资料本文目录目录一、POI系统在室分系统中的应用场景及功能介绍；...............................................................3二、多频合路干扰分析...................................................................................................................42.1、杂散干扰（介绍及其计算）；........................................................................................52.2、阻塞干扰（介绍及其计算）；........................................................................................72.3、互调干扰（介绍及其计算）；......................................................................................8三、天线系统和空间隔离（介绍及其计算）；...........................................................................11四、POI设计中杂散干扰的考量；.............................................................................................124.1室分各系统设计参数列表..........................................................................................144.2国内通信制式的常见干扰举例；..............................................................................154.3POI系统的分合缆设计特点；..................................................................................17五、POI系统干扰设计之工程案例举例；.................................................................................19附表1：基站系统发射机隔离度列表；..........................................23附表2：有源设备（直放站）杂散辐射规范要求列表；............................27附表3：阻塞指标列表；......................................................30附表4：共站址天线隔离度计算软件；..........................................31附表5：互调计算工具以主流互调测试仪表介绍；；..............................31POI系统技术资料一、POI系统在室分系统中的应用场景及功能介绍；多系统接入平台（POI：PointOfInterface）背景：室内分布系统合路建设随着近年来通信、电子技术以及相关工业的发展变得可行并且成熟。在天线方面，宽频天线的应用使得一副天线就可以满足多个系统不同频段的信号覆盖。在机房使用方面，同时，由于微电子技术的长足发展、通信设备小型化，基站所占的机房面积也大大减小，一个大机房就可以满足多家运营商几套设备的布放。在射频和微波技术方面，目前采用的基于高Q多腔滤波器技术的POI合路平台，能满足目前多系统合路建设的需要。POI作为多种通信系统和多个区域的分布系统之间的界面，是在多系统信号分合路过程中的关键部分。功能及作用：在室内覆盖系统中，POI的应用将避免错综复杂的走线，避免天花板上安装多个全向天线，避免了电梯井道内布放多个板状天线、多根同轴电缆；在地铁隧道覆盖系统中，采用POI之后，多系统信号可以共用一根泄漏电缆进行传输、覆盖，显著的减小了运营商的投资、降低了施工难度。各路收发信机信号都通过独立的端口接入POI，混合后输出到相应分布系统的端口；同时将来自不同区域分布系统端口的信号混合后，再按需要分别送到信号源的上行端口。POI是各通信系统汇集点，同时也是矛盾的焦点，好的POI设备不仅要求能够合路多系统信号而且要能够解决多系统合路带来的诸多问题，并且能够有简单的接口界面，有效的监控和可升级性，为解决室内空间资源的问题起到积极作用。POI系统技术资料二、多频合路干扰分析数字电视、数字集群、GSM、CDMA、DCS1800、PHS、WLAN、3G和LTE共用一个分布系统，相互之间会产生干扰。各系统的有源设备在发射有用信号的同时，在它的工作频带外还会产生杂散、谐波、互调等无用信号，这些信号落到其他系统的工作频带内，就会对其他系统形成干扰。在对共用室内分布式系统时所带来的频谱间干扰，需根据各系统之间的频率关系以及发射/接收特性来具体研究。可以说干扰的主要影响是对系统上行接收通道的影响，主要考虑以下两个方面：接收机灵敏度降低和接收机过载。为了将这些影响所带来的性能损失降到最小，而不修改（或少修改）现有的发送和接收单元，必须对整个系统的杂散、互调及阻塞干扰进行仔细地考虑。系统间的干扰主要分为以下三类：杂散干扰就是一个系统的发射频段外的杂散发射落入到了另一个系统的工作频段中而可能造成的干扰，杂散干扰对系统最直接的一个影响就是降低了系统的接收灵敏度。互调干扰集中在各系统的下行输出，在进行合路时的互调产物上，主要表现为三阶互调干扰。如果互调产物落在其中某一个系统的上行接收频段内，从而对该系统基站的接收灵敏度造成一定的影响。阻塞干扰就是其它系统的下行信号功率较强，虽在系统的频带外，但降低了接收机灵敏度。当较强功率加于接收机时可能导致接收机过载，使它的增益下降或者被抑制。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。POI系统技术资料2.1、杂散干扰（介绍及其计算）；杂散干扰是在信号处理过程中由于器件的非线性而产生的寄生在原始频带附近的信号形成的干扰。由于在产生杂散干扰信号的信号处理过程中滤波器的带外频率衰减作用，杂散信号偏离原始频带越远，其信号强度越弱。两系统频率相隔越近其杂散干扰越严重。杂散干扰对系统最直接的一个影响就是降低了系统的接收灵敏度。发射信号的带外辐射一般划分为邻频泄漏和带外杂散辐射。公认的区分原则是，从信道宽度边缘起算，两倍信道宽度以内的频率范围，带外辐射的主要能量来源是由于信号调制器的带外能量泄漏和宽带噪音，而在两倍信道宽度以外的频率范围，带外辐射的主要能量来源是宽带噪音、谐波交调及杂散辐射，一般统称为杂散辐射。杂散干扰是指由于干扰源发射滤波特性不能满足技术要求，使得干扰源的带外信号以噪声的形式出现在相邻频段内，从而抬高了被干扰射频站的噪声基底，使被干扰射频站的上行链路变差，接收机灵敏度降低。接收机灵敏度是指正确解调信号所需要的最小接收电平。如果干扰基站的发射频带和被干扰基站的接收频带相邻，两个基站之间没有足够的隔离或干扰，基站的截止性能不好（没有足够的带外衰减），那么落入被干扰基站接收带宽内的辐射信号就可能很强，导致接收机噪声门限增加。干扰基站的发射放大器输出的信号首先被发射滤波器滤波，然后经过两个基站间的距离，最后被干扰基站的接收单元接收。通常认为干扰基站落入受害系统的干扰在低于受害系统内部的热噪声6.9dB以下（此时受害系统的灵敏度恶化不到0.8dB），此时干扰可以忽略。这样对应杂散所需要的隔离度为：MCL≥Pspu－10Log(WInterfering/WAffected)－Pn－Nf＋6.9其中：MCL为隔离度要求Pspu为干扰基站的杂散辐射电平，单位为dBmWInterfering为干扰电平的测量带宽，单位为kHzWAffected为被干扰系统的信道带宽，单位为kHzPspu－10Log(WInterfering/WAffected)为干扰基站在被干扰系统信道带宽内的杂散辐射电平Pn为被干扰系统的接收带内热噪声，单位为dBmNf为接收机的噪声系数，基站的接收机噪声系数一般不会超过5dBPOI系统技术资料举例：1、CDMA800作为干扰系统的杂散隔离度计算干扰系统CDMA800被干扰系统数字集群GSM900DCS1800PHSCDMA2000WCDMAWLANTD-SCDMATD-SCDMA工作频段(MHz)806-821/851-866885-915/930-9601705-1755/1805-18501900-19201920-1980/2110-21701920-1980/2110-21702400-2483.51880-19002010-2025/2300-2400噪声电平(测量频段内)(dBm)-67-67-67-67-67-67-67-67-67测量带宽(KHz)100100100100100100100100100被干扰系统带宽(KHz)25200200300123038402200012801280噪声电平(被干扰系统频段内)(dBm)-73-64-64-62.2-56.1-51.2-43.6-56-56热噪声功率(dBm)-130-121-121-119-113-108-101-113-113干扰保护(dB)6.96.96.96.96.96.96.96.96.9基站噪声系数(dB)5551555555杂散隔离度要求(dB)58.958.958.948.758.858.759.358.958.9POI系统技术资料2.2、阻塞干扰（介绍及其计算）；阻塞干扰与接收机的通带外抑制能力有关，当一个较大干扰信号进入接收机前端的低噪放大器时，由于低噪放大器的放大倍数是根据放大微弱信号所需要的整机增益来设定的，强干扰信号电平在超出放大器的输入动态范围后，可能将放大器推入到非线性区，导致放大器对有用的微弱信号的放大倍数降低，甚至完全抑制，当加于接收机的干扰功率很强，超出了接收机的线性范围，导致接收机因饱和而无法工作，从而严重影响接收机对微弱信号的放大能力，使得被干扰系统的接收机因饱和而无法工作，影响系统的正常工作。为了防止接收机过载，接收信号的功率需要低于它的1dB压缩点阻塞干扰涉及到干扰信号的载波发射功率、接收机滤波器特性等，主要取决于接收机的性能。当GSM、CDMA、WCDMA、PHS以及WLAN信号或其频率组合成分落在这几个系统中某基站接收机接收信道带宽之外，却仍能进入该基站接收机，当干扰大于标准中所规定的干扰电平，就会引起接收机灵敏度的下降，恶化接收机的性能，这时就引起了阻塞干扰。从链路上来解释，当一个较大干扰信号进入接收机前端的低噪放时，由于低噪放的放大倍数是根据放大微弱信号所需要的整机增益来设定的，强干扰信号电平在超出放大器的输入动态范围后可能会将放大器推入到非线性区，导致放大器对有用的微弱信号的放大倍数降低，甚至完全抑制，从而严重影响接收机对弱信号的放大能力，影响系统的正常工作。在多系统设计时只要保证到达接收机输入端的强干扰信功率不超过系统指标要求的阻塞电