如何减少SCDMA系统和3G系统的电磁干扰

SCDMA系统，俗称“大灵通”，脱胎于我国具有自主知识产权的3G技术TD-SCDMA。它融合了智能天线、同步码分多址、软件无线电及全质量话音压缩编码等先进技术，在技术层面上全面超过了小灵通系统，具有辐射小、保密性好、通话质量高和不易掉线等优点，目前在我国市场特别是“村村通”工程中正稳步趋势。随着3G系统的引入，国内无线通信领域将出现SCDMA和3G系统邻频共存的局面。由于发射机和接收机的非理想性，邻频共存的无线通信系统间会彼此产生干扰，如果没有采取有效的规避方法，这些干扰可能造成一方或双方的链路质量下降和容量损失。因此分析SCDMA和3G系统之间的EMC（EMC：Electromagnetic Compatibility）是极具现实意义的，国际电联（ITU：International Telecommunications Union）和中国通信标准化协会（CCSA：China Communications Standards Association）也已就以上课题立项进行相关分析。本文主要通过对SCDMA和邻频共存的IMT2000（FDD）系统间干扰的分析，阐述了无线通信系统间EMC分析的基本理论分析方法和静态干扰仿真思想。

干扰类型

SCDMA的工作频段为1 785～1 805 MHz， WCDMA和CDMA2000的候补频段在1 755～1 785 MHz和1 850～1 880 MHz，而TD-SCDMA和SCDMA由于在频段上有75 MHz的间隔，故可暂不分析二者间干扰。如图1所示为各系统所处频段位置关系，可能存在SCDMA上下行和IMT2000（FDD）上行间的相互干扰。

分析方法

理论分析

衡量两系统能否共存的一个重要指标是被干扰系统能够正常运营所需的额外保护度，理论上可以对其进行估算。首先，根据干扰源发射机的相邻频道泄漏比（ACLR，Adjacent Channel Leakage Ratio）和被干扰系统接收机的邻道选购性（ACS，Adjacent Channel Selectivity）求两系统间的邻道干扰比（ACIR，Adjacent Channel Interference Ratio），再由被干扰系统容量分析准则求出受害接收机所能容纳的最大外来干扰，通过公式（1）求出所需额外保护度△L的近似值。

△L=PTx+GTx+Gbf-Pathloss+GRx-ACIR-Imax　（1）

式中，PTx为干扰源发射功率；GTx为干扰源天线增益；Gbf为发送或接收分集增益；Pathloss为干扰链路路径损耗；GRx为接收机天线增益；Imax为受害接收机能容忍的最大外来干扰强度。

以SCDMA基站对WCDMA基站干扰为例，分析方法如下：假设两系统邻频共处，无额外保护频带，则WCDMA和SCDMA系统最小载波中心频率间隔为2.75 MHz，根据辐射模板计算，此时SCDMA基站对WCDMA基站的ACIR约为44 dB。

引入基站天线间最小耦合损耗（MCL，Minimum Coupling Loss）

MCL=Pathloss-GTx-GRx后可得

△L=PTx-ACIR-MCL-Imax　（2）

基站灵敏度损失在不考虑本系统干扰时，可以等效为底噪抬升，具体关系如下：

Sd=（Iext+No）/No=0.8 dB　（3）

WCDMA上行的No为-103 dB，可推出Iext为-110 dB，则最大干扰电平约为-110 dB。取SCDMA基站最大发射功率33 dBm，MCL=50 dB，代入公式（2）可得额外保护度△L为49 dB。

以上理论分析选取干扰最严重的链路，由于实际网络中SCDMA采用频率复用组网，而理论分析时考虑的是频差最小的频点，相应的基站间路径损耗又为最小耦合损耗MCL，故所得干扰值较实际系统偏大，但此方法简单高效，有一定参考价值。

Monte-Carlo仿真方法

本文采用静态Monte Carlo仿真方法，依据所分析系统特点，拓扑结构，仿真场景，传播模型等建模。仿真中通过对两个系统进行有限多次快照（snapshot）所采集到的数据进行统计分析，得出相应的系统间干扰大小。无线通信系统间干扰共存仿真的流程可简单分解为干扰源系统和被干扰系统单系统容量仿真，固有保护度计算，双系统干扰计算，统计结果输出（被干扰系统接收到干扰电平值、被干扰概率、所需额外保护度和相对容量损失关系等指标值）。

仿真采用六边形宏蜂窝模型，小区半径为1 000 m，采用wrap around拓扑结构消除有限覆盖的边界效应，共61个基站，统计数据在中心19个基站中收集。在每次快照下，用户位置均服从均匀分布，这样就可以利用有限多次快照来模拟实际网络中用户各种位置的可能性，使仿真结果更加合理可信。

SCDMA系统的仿真参数见表1。仿真中SCDMA系统使用临近1 785 MHz的连续12个频点，采用4*3频率复用方式组网，并使用自适应智能天线，同步码分多址和慢速功率控制等技术，大大提升了系统容量。IMT2000（FDD）系统采用理想闭环功率控制，非正交技术，软切换技术等，具体仿真参数见表2和表3。

表1：SCDMA系统仿真参数

表2：WCDMA系统仿真参数

表3：CDMA2000系统仿真参数