移动通信技术飞速发展至3G时代,在电信产业重组后,工业和信息化部已经明确要求各运营商充分共享现有网络基础设施,避免重复建设,通信基础设施实行共建共享的原则。因此各个运营商为了充分实现资源共享,杜绝重复投资,多个运营商天线共塔的情况就不可避免。这就涉及不同运营商的天线的正确安装问题,即如何安装才能尽可能减少天线间的相互干扰、相互影响。
干扰产生的原理
目前移动通信系统内最常见、最典型的干扰为CDMA系统对GSM系统产生的干扰,CDMA对GSM的干扰原理有三种类型。
先分析移动通信800MHz~900MHz频段频率的使用情况:
(1)已建移动GSM系统,使用频率为935MHz~954MHz(基站发,移动台收),890MHz~909MHz(基站收,移动台发);
(2)已建联通GSM系统,使用频率为954MHz~960MHz(基站发,移动台收),909MHz~915MHz(基站收,移动台发)。
(3)CDMA系统工作频率为870MHz~880MHz(基站发,移动台收),825MHz~835MHz(基站收,移动台发),一期工程使用频点为878.49MHz,频道序号为283。
对于GSM基站接收机,由于CDMA基站发射频段接近移动GSM基站接收频段,因而可能会对GSM产生干扰,产生干扰的类型主要有以下三种:
CDMA发射机的边带杂散噪声落入GSM接收带内造成的同频干扰,称“带内杂散干扰”。
GSM带外的CDMA发射载波造成的带外阻塞,称“带外阻塞干扰”。
CDMA发射机的交调产物落入GSM接收带内造成的同频干扰,称“交调带内干扰”。
干扰隔离方案分析
干扰主要来自于频率接近的各制式之间信号互相影响所致,因信号最终都是通过天线发射出去的,因此隔离干扰需要重点考虑天线间的空间距离,即水平隔离度和垂直隔离度。
图1 我国公众移动通信800MHz~ 900MHz频率使用现状
若保证两个空间位置不同的天线之间不互相干扰,天线之间的隔离度应满足公式要求,该公式通常被称为天线空间隔离公式,可分三种情况:
完全垂直隔离。CDMA天线与GSM天线垂直放置,且主瓣方向一致。
完全水平隔离。CDMA天线与GSM天线水平放置,dh为两天线间的距离。
倾斜隔离。CDMA天线与GSM天线不在同一地点放置,且不在同一水平面上,有夹角。
当前网络中天线的架设方式主要有两种,即楼顶抱杆和铁塔。
楼顶抱杆方式架设的天线一般在同一水平面上,水平距离在几米到几十米不等,主要以市区、县城为主;天线架设在铁塔上的比例较大,主要以农村为主。铁塔平台一般为4-6米,平台垂直间距5-6米,每隔60度设置一抱杆,共6个抱杆,每个抱杆间的最小距离2-3米,也就是两个天线的最小水平距离为2-3米,最大水平距离为4-6米,垂直距离为5-6米。
按照公式计算,可以得出在不加带通滤波器时,所需的隔离距离为:
定向天线:完全垂直隔离距离:28米;完全水平隔离距离:137.9公里。
全向天线:完全垂直隔离距离:28米,完全水平隔离距离:44公里。