3G移动通信系统共存干扰分析与滤波电路设计
WCDMA-GSM共址时的干扰及其隔离度分析
Greenvpn
20801865
WCDMA/GSM 共址时的干扰及其隔离度分析 作者：陈行 马璐 文章首先分析了 WCDMA 与 GSM 系统共站址时的主要干扰类型，给出了各种干扰的数 学计算模型， 然后详细阐述了 WCDMA 与 GSM 系统相互之间的干扰情况， 得出了 WCDMA 与 GSM 共址时所需的隔离度及天线隔离要求，并给出了工程中的解决方案 1、引言 随着我国电信市场的日渐开放，3G 牌照发放的日期也逐渐临近，对 GSM 网络运营商而 言，WCDMA 网络建设是一个系统工程，工程涉及面广、周期长、投资大，在建设初期为 降低运营成本，尽快启动市场，基站在满足条件的情况下应进行共站址建设。 这样就必然增加了 WCDMA 系统与同址或邻近的 GSM 系统互相产生干扰的机会， WCDMA 系统与 GSM 系统的电磁环境兼容问题将会暴露出来。 本文将分别对共站产生干扰 的机制、隔离度计算进行剖析，并提出工程上消除干扰的解决方法。 2、主要干扰的数学模型 对被干扰系统来说有三种性能损失需要考虑：接收机灵敏度降低、IMP 干扰（即互调干 扰）和接收机过载。从干扰站接收的杂散辐射信号将导致接收机灵敏度降低，而从同址站接 收到的所有载频的合成造成了 IMP 干扰，接收机过载的原因是接收机收到的总信号功率太 大。为了将这些性能损失降到最小而不修改现有发送和接收单元，在同站址的 GSM 系统和 WCDMA 系统之间需保持适当的隔离。 这三种性能损失对应的主要干扰分别为杂散干扰、互调干扰和阻塞干扰。下面我们分别 阐明这三种干扰的数学模型。两个共址射频站间相互干扰的原理如图 1 所示： 图 1 两个共址射频站相互干扰的原理框图 与两个同址站间相互干扰计算相关的重要射频器件，有干扰站的发射放大器、发射滤波 器、发射天线和被干扰站的接收滤波器、接收机、接收天线等。这里定义 A 点到 B 点的射 频电平之差为天线隔离度。 2.1 杂散干扰 接收机灵敏度降低是由于接收机噪声基底的增加而造成的。如果干扰基站在被干扰基站 接收频段内的杂散辐射很强， 并且干扰基站的发送滤波器没有提供足够的带外衰减 （滤波器 的截止特性不好） ，将会导致接收机噪声门限的增加。从干扰基站的天线连接处输出的杂散 辐射经两个基站间的一定隔离而得到衰减， 因此被干扰基站的天线连接处接收到的杂散干扰 按以下公式进行计算： IB=CTX-E 杂隔-10log（WA/WB） （1） 其中，IB 为被干扰基站天线连接处接收到的干扰电平；CTX 为干扰基站天线连接处输出 的杂散辐射电平；E 杂隔为天线隔离度；WA 为干扰电平的可测带宽；WB 为被干扰系统的 信道带宽。 2.2 互调干扰 互调干扰是由于系统的非线性导致多载频的合成产生的互调产物落到相邻 WCDMA 系统 的上行频段， 使接收机信噪比下降， 主要表现为 WCDMA 系统信噪比下降和服务质量恶化。 由两个相同强度的载波产生的三阶互调干扰可表示如下： IMP3（dBm）=3PIN-2× TOI（2） PIN 为被干扰基站接收机输入端的干扰载波电平； TOI 为接收机输入端定义的三阶截止点 （dBm） ，与接收机本身的特性有关。因此为了尽量减小三阶互调干扰，应降低 PIN, 而根据 式（3） ： PIN=CA-EIMP3-LR_B（3）
3G 1X 及EV-DO系统共存的互相干扰分析
主题:3G1X及EV-DO系统共存的互相干扰分析日期: 6月23日, 2003年苏信丰著ssu@汇报总结在全球许多市场已经部署了3G1x网络，高速率数据服务的要求也正在不断的增长。
为了满足不断增长的高速率数据服务要求，我们需要在3G1X系统上建设1xEV-DO网络。
在不久的将来，3G1X 与1xEV-DO网络共存在同一个频段上，将是一种常见的方式，例如说,使用同一个蜂窝移动通信(Cellular)频段或同一个个人通信系统(PCS)频段。
取决于3G1x系统和1xEV-DO系统的载频分配的情况及相对基站位置，这两个系统之间可能会存在相互的干扰。
本文对系统间潜在的互干扰问题提供一个详细的分析。
分析结果建议，为了完全避免两个系统间的相互干扰, 在3G1X系统和1xEV-DO系统的中心频点之间，至少应有两个载频宽度的间隔, 即在蜂窝系统须采用2.46MHz的频带间隔, 在个人通信系统中须采用2.50MHz的频带间隔。
同时，1xEV-DO的基站应与3G1x基站共站，并使用相同的天线。
这意味着1xEV-DO网络的工程建设, 可以通过将3G1x系统升级到1xEV-DO, 或一对一的把1xEV-DO叠加在3G1x系统上这两种方式进行.1. 前言当1xEV-DO系统开始开展大规模的工程建设时，在同一个频段内，3G1x与1xEV-DO的共存将是十分普遍的。
取决于3G1x系统和1xEV-DO系统的载频分配的情况及相对基站位置，两个系统可能会发生相互干扰。
本文分析两个系统间可能存在的干扰，以及计算在典型的基站参数及典型的用户终端的参数下，两个系统的基站间可允许的最大距离。
分析结果表明，如果要完全避免两个系统间的相互干扰，1xEV-DO系统的载频需要与3G1x载频至少间隔两个载频频宽(即微蜂窝系统需要2.46MHz，个人通信业务系统需要2.50MHz). 此外,1xEV-DO系统的基站应该与3G1x基站共站,并共用同一个天线。
FDD制式3G移动通信网络与PHS无线市话网络共存干扰分析
FDD制式3G移动通信网络与PHS无线市话网络共存的干扰分析【摘要】按照中国频率规划，3g移动通信的部分频段与phs网络使用频段相邻，两者之间必然存在干扰，因此干扰问题的确定和解决将成为phs和3g能否共存的关键所在。
【关键词】phs；工作频率；干扰分析广州某大酒店的设计方案中采用了phs，3g，wlan三种网络公用一个室内分布系的覆盖方式，这三种网络的频段关系见下图，从图中可看出phs系统工作频段与fdd制式的3g工作频段的上行紧靠在一起，相互干扰无法避免，因此很有必要对这两者的相互干扰进行分析，以提出相应措施来规避它们之间的干扰。
从上频率分布图知：phs系统工作频率1900mhz～1920mhz与wcdma和cdma200上行工作频率1920mhz～1980mhz紧紧相邻。
其它系统之间频率间隔很大都超过130mhz。
因此phs、wcdma、cdma2000、wlan共用分布系统时phs对wcdma和cdma2000的干扰最为严重，其它系统间干扰可以忽略不计。
（特别说明：由于wcdma与cdma2000都是fdd方式，且发射、接收频率间隔大于130mhz，因此几乎不会相互干扰）。
一、phs干扰产生原理及危害phs无线网络干扰可分为控制信道干扰和业务信道干扰。
控制信道干扰是由于cs（基站）安装位置过高或同一区域cs布设得太密集使受干扰cs接收到其他cs控制信道电平高于干扰门限的太多导致的，控制信道干扰会使基站停止工作。
业务信道干扰产生是由于同一区域同时有大量用户进行通信时产生的，可再分为上行干扰（ps手机干扰cs）和下行干扰（cs干扰ps），上行干扰太大会会使cs无法分配业务载频和cs侧的fer（误帧率）增大，下行干扰太大会使ps侧的fer增大。
cs和ps的fer增大都会导致切换、乒乓效应和掉话。
二、phs室内分布覆盖干扰分析在室内分布覆盖系统中，作室内分布覆盖时cs的天线离门窗都较远，且天线到基站经过馈线、无源器件后有很大的损耗，导致室外的cs和ps信号到达室内cs时很弱，因此用作室内分布覆盖时cs受到的干扰（包括控制信道干扰和业务信道上行干扰）不会产生什么影响，可以忽略，所以在phs室内分布覆盖中只考虑业务信道下行干扰（cs干扰ps）。
3G系统间的共存干扰研究
3G系统间的共存干扰研究韦安妮北京邮电大学，北京（100876）E-mail：weianni @，weianni@摘要：本文介绍了3G系统间干扰的原理，引入干扰的分析假设，阐述了干扰共存的研究方法，并且给出了WiMax、WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA系统共存时的各种干扰结论。
最后对解决共存干扰问题，提出了一些建议。
关键词：共存干扰；WiMax；WCDMA；cdma2000；TD-SCDMA1.引言伴随着迅速发展的移动用户群和多样化的移动业务需求，第三代宽带数字移动通信系统(3G)己经启动，移动通信系统正向着大系统容量，高服务质量和多业务(语音，图像，数据等)的方向前进。
从2007年10月19日，在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上WiMax正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD－SCDMA之后的第四个全球3G标准起，WiMax、WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA成为目前3G 技术体系中的4个主要标准。
其中日本和欧洲主要支持WCDMA。
北美和韩国主要支持cdma2000而TD-SCDMA是中国首次提出的国际通信标准, 是中国移动通信发展史上里程碑性质的重要事件，WiMax从衍生至今也不乏推崇者。
IMT2000曾经追求各个标准之间的融合。
希望形成统一的标准。
实现全球漫游的目标，但从目前的实际情况来看，由于技术体制和经济利益上的问题使得这一目标难以实现。
目前，各系统间互干扰研究成为业界比较热门的课题，通过研究各系统间共存所需要的条件，才能找到合理有效的解决途径，使得3G网络能够更好的运行。
本文将首先介绍干扰原理和干扰共存研究方法。
然后给出WiMax、WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA之间共存干扰的部分研究结论。
最后探讨了对干扰保护的一些方法措施。
2.干扰原理分析根据信息产业部无线电管理局的频率分配建议, 将1920-1980MHZ 频段作为FDD的主要使用频段,1755-1785MHz频段作为FDD 的补充工作频段。
LTE和2G 3G LTE来了,干扰怎么解决？
SOLUTION解决方案LTE 来了，干扰怎么解决？LTE 和2G 、3G 网络共存干扰分析无线干扰是影响无线通信网络质量的关键因素之一，随着无线通信技术的发展，各种频段、制式的无线通信网络在同一区域内共存运行的情况越来越普遍，各无线网络相互干扰也越来越严重。
随着LTE 网络开始部署，运营商如何应对更为复杂的无线网络干扰问题？文/孙竟飞无线网络干扰的挑战个无线通信网络发射的信号对于另一个无线通信网络的接收机来说全都是干扰信号。
尤其是频率资源接近的情况下，这种干扰的存在会影响网络的质量，破坏用户的体验，39扰较大；GSM1900与UMTS1900频段相邻等等。
不久以后，全球绝大多数运营商都会面临2G 、3G 、LT E 共存这种更为复杂的情况。
LTE 频谱资源可选择性很大，在700M 、900M 、1800M 、2100M 和2600M 频段都有定义，这些频谱与现有2G 、3G极端情况下会导致网络无法正常工作。
目前，很多运营商面临着自身2G 、3G 网络相互间干扰的情况，2G 与2G 、2G 与3G 频段重合或相邻情况颇多，如CDMA 下行频段和EGSM 的上行频段部分重合，干扰较大；很多运营商把900M 用于UMTS ，GSM900与UMTS900频段相邻，干一相邻，即UMTS分5MHz、GSM分200KHz，没有额外的频率保护带，这时干扰是可控的，对性能基本没有影响。
但通常在UMTS900和GSM900共站邻频建设时，因为频谱资源有限，为了保证GSM网络的容量和网络质量，UMTS900可以选择载波宽度4.2M H z的方案，保护带宽的减少可以增加GSM900的现网可用频点，同时干扰导致性能的损失也是可以接受的。
欧洲有60％的运营商在900M频段有12.5M带宽的频谱资源，在亚太，在900M 频段范围内带宽在6M到10M范围内的运营商占到50%。
这样，如果3G使用2G频段，在满足2G容量和质量的前提下，3G就可能会采用小于标准带宽的方案。
3G频谱规划与干扰分析
信息产业部电信研究院通信标准研究所
干扰的性质(4/4)
无用辐射：应转换到被干扰接收机的带宽。 阻塞：不需进行带宽转换。 例如：
BWwcdma=3.84MHz BWGSM=200kHz WCDMA
200kHz
GSM
无用辐射
GSM
WCDMA
3.84MHz
阻塞 18
信息产业部电信研究院通信标准研究所
GSM900 规划频率
885 - 915 MHz：上行频率（移动台发、 基站收） 930 - 960 MHz：下行频率（基站发、移 动台收） 共2*30MHz
5
信息产业部电信研究院通信标准研究所
800MHz cdma规划频率
825 - 835 MHz / 870 - 880 MHz，其中 825 - 835 MHz为上行频率（移动台发、 基站收），870 - 880 MHz为下行频率 （基站发、移动台收） 共2*10MHz
PINT ：干扰源最大发射功率 dBBW ：干扰源与被干扰者间带宽转换因子 MCINT ：多载波裕量，适用于干扰源为基站，且同时有多个载波发射时 GVICT ：被干扰者的天线增益（包括馈线损耗） GINT ：干扰源的天线增益（包括馈线损耗） SVICT ：被干扰者的接收机灵敏度 C/IVICT ：被干扰者的保护比 f(dBcINT,,PINT)：相对干扰源最大发射功率，宽带噪声功率与频率偏移的函数 N：被干扰系统链路可用性因子
31
信息产业部电信研究院通信标准研究所
隔离要求（空间、频率偏移） 结果
频偏 BS 隔离度 物 理 距 离 （自由空间 模型）
600 kHz foffset < 800 kHz 90 dB 830 m
移动通信中干扰问题的分析
摘要 ： 就容易产 生同频干扰或者邻频干扰 的移动通信 网络进行分析 ， 并对抗干扰 的网络信号优化方案进行 了探讨和分析 。
关键 词 ： 同频 干 扰 ； 邻 频 干 扰 中圈分类号 ： Ｔ Ｎ９ ２ ９ ． ５ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ ３ １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ２ ２ ７ — ０ ２
接收设备上 。因此在整个传输过程 中，无线 电波处于最关键
的传输信号环节 。然而在此过程 中，无线 电波很容易受到外 界 的多种环境因素影响 ，加上 由于当前的移动通信系统采用
的 是 同一 频 道 传 送 信 号 ， 很 容 易 受 到 同频 干 扰 、 邻频干扰、 外
来干扰等几种 因素 的影响 ， 造成传输信 号的不正常或不稳定 。
第 三 代 移动 通 信 系 统（ Ｃ ＤＭＡ２ ０ ０ ０ ／ ＷＣ Ｄ ＭＡ ／ Ｔ Ｄ — Ｓ Ｃ Ｄ ＭＡ）
到手机的通话质量，严重 的就会产生掉话或使手机用户无法
建立正常的呼叫。
是 多用户使用相 同的频带进行 网络传输 ，它主要是通过具有 良好 区分性 能的相关特性 的地址码来保证多用户 同时通信而
・—
些方程式中分析各个系统的干扰 之Байду номын сангаас的共存 的可能性 。
２ ． １网络 干扰 的原理
在 无 线 通 信 网 络 设 计 的 过程 中 ，对 于 干 扰 性 能 的分 析 和 确定主要采用的是 “ 干扰确定计算分析法” ， 这 种 方 法 由于 其 使用方法简便 ， 而且计算过程简单 ， 能够 针 对 某 种 特 性 方 案 进
以下 对 产 生 干 扰 的原 因具 体 分 析 。
3G网络中的信号干扰因素及排除对策研究
龙源期刊网
3G网络中的信号干扰因素及排除对策研究作者：张宇李炎兵
来源：《数字技术与应用》2012年第04期
摘要：随着信息社会的向前发展，人们对新型多媒体业务需求呈现多样化趋势。
因此这要求3G网络的的传输速度与质量的要求越来越高。
目前我国移动通信使用的TD-SCDMA标准，从技术上来说已经相当成熟与稳定。
但受系统自身的影响，如不同制式系统的邻频干扰、时隙干扰等问题的存在，所以还需要我们对一些技术问题进行探索与研究。
本文从阐述3G网络信号干扰的类型及原理，以揭示干扰产生的原因；在此基础上就当前技术条件下对干扰的判定方法进行了介绍，最后提出相应的排除对策。
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云南大学学报(自然科学版),2006,28(S1):94～98CN53-1045/N ISSN0258-7971 Journal of Yunnan U niversityΞ3G移动通信系统共存干扰分析与滤波电路设计唐 猛,赵东风,余 江(云南大学通信工程系,云南昆明 650091)摘要:讨论了3G移动通信技术的发展,并就我国TD-SCDMA标准的技术特点作了分析.由于WCDMA与TD-SCDMA混合组网时,临近频率存在系统干扰问题.在对此问题进行分析和研究的基础上,提出了解决的方法,并设计了两款滤波电路用于减少系统间的信号干扰.关键词:3G;WCDMA;TD-SCDMA;波导滤波器中图分类号:TN931 文献标识码:A 文章编号:0258-7971(2006)S1-0094-05 随着通信业务的迅猛发展和通信量的激增,未来的移动通信系统不仅要有大的系统容量,而且还要能支持话音、数据、图像、多媒体等多种业务的有效传输.第3代移动通信系统将高速移动接入和基于互联网协议的服务结合起来,在提高无线频率利用率的同时,为用户提供更经济、内容更丰富的无线通信服务.1 3G移动通信技术标准3G是英文“3rd G eneration”的缩写,指第3代移动通信系统[1,2],是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统.与第1代模拟移动通信和第2代数字移动通信系统相比,第3代的最主要特征是可提供移动多媒体业务.它能够支持不同的数据传输速度,也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps,384 kbps以及144kbps的传输速度.根据国际电信联盟(ITU)在2000年5月颁布的3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》(简称IM T-2000)规定,目前第3代移动通信的主流技术标准主要有3种:欧洲提出的IM T-2000CDMA-DS(IM T-2000直接扩频CDMA),即WCDMA,它可以在一个宽达5MHz的频带内直接对信号进行扩频;美国提出的IM T-2000 CDMA-MC(IM T-2000多载波CDMA),即CD2MA2000,它是由1个或多个1125MHz的窄带直接扩频系统组成的一个宽带系统;以及中国提出的TD-SCDMA,它是CDMA TDD标准的一员.完整的移动标准体系包括4类接口规范:网络与网络接口、无线接入网与核心网之间的接口、无线接口、用户识别模块和移动台之间的接口.CDMA2000和WCDMA是完整的标准体系,TD-SCDMA标准主要包含无线接口中的第1层协议(即物理层协议,无线接口共有3层协议)的规范.2 3G移动通信T D-SCDMA技术标准特点TD-SCDMA(Time Division-Synchronous C ode Division Multiple Access)的中文含义为时分同步码分多址接入[2,3],它得到了CWTS及3GPP的全面支持,是中国电信行业近百年来第1个完整的通信技术标准,是集CDMA、TDMA、FDMA技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术,采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步CDMA、软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术.TD-SCDMA是我国第1个拥有自主知识产权的国际通信标准,也是为国际接纳和完整标准化的一个技术,是国际唯一主流的TDD模式的3G 标准.TD-SCDMA的技术特点主要表现在:Ξ收稿日期:2006-04-28作者简介:唐 猛(1979- ),男,云南人,研究生,主要从事射频集成电路设计,UWB无线网络技术,3G通信技术等方面的研究;通讯作者:赵东风(1957- ),男,教授,博士生导师,主要从事随机多址通信,轮询多址通信,网络通信工程等方面的研究.(1)频谱灵活性和支持蜂窝网的能力高.TD-SCDMA仅需要116MHz的最小带宽.若带宽为5 MHz则支持3个载波,在一个地区可组成蜂窝网,支持移动业务,并可通过自动信用卡道分配(DCA)技术提供不对称数据业务.(2)高频谱利用率.TD-SCDMA为对称话音业务和不对称数据业务提供的频谱利用率高.也就是说,在使用相同频带宽度时,TD-SCDMA可支持多一倍的用户.(3)设备成本低.在天线基站方面,TD-SCD2 MA的设备成本低,主要因为:①由多天线阵、相干收发信机和DSP算法组成的智能天线具有降低多址干扰、提高容量和接收灵敏度以及降低发射功率和天线基站成本等优点;②各终端上行链路信号在基站解调器完全同步,即上行同步,它的优点是CDMA码道正交,降低码道间干扰,提高CDMA容量,可以简化基站硬件,降低天线基站成本;③通过DSP软件实现无线电功能,即软件无线电技术,可实现智能天线和多用户检测等基带数字信号处理,使系统可灵活地使用新技术,并可降低产品开发周期和成本.(4)系统兼容.由于TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、IuR多种接口的要求,所以TD-SCDMA的基站子系统既可作为2G和215G GSM 基站的扩容,又可作为3G网中的基站子系统,能同时兼顾现在的需求和未来的发展.3 3G移动通信频谱规范与系统间干扰国际电信联盟为TDD和FDD2种制式分别推荐分配了相关频段,频分双工(FDD)方式:1920～1980MHz、2110～2170MHz;时分双工(TDD)方式:1880～1920MHz、2010～2025MHz.WCD2 MA和CDMA2000是FDD制式下的2种标准,两者之间存在频率竞争,而TDD制式下的TD-SCDMA与FDD制式下的标准不存在频率竞争关系,发展空间较大,并且TD-SCDMA是全世界惟一处于产业化进程中的TDD模式的3G标准.国际电联为TDD划分的频段将完全被TD-SCDMA 使用,这已经为TD-SCDMA走向世界铺平了道路.中国政府一直致力于推动3G技术的研发和产业化,并在技术研发、技术实现、标准制订以及频率规划等方面给予了大力支持.中国为3G划分的无线频谱总带宽为335MHz,2G的无线频谱带宽为140MHz.3G的应用使移动的频谱总带宽增加了214倍,移动通信的频谱空间大幅扩展,频谱对移动业务的制约大大缓解.我国为TD-SCDMA 标准共划分了155MHz(1880-1920MHz、2010 -2025MHz及补充频段2300～2400MHz)的非对称频段,此举极大改善了TD-SCDMA发展的市场环境.根据我国3G频率的规划,在1920MHz频段,由于TD-SCDMA与WCDMA的上行处于邻频段,因此会存在TD-SCDMA和WCDMA的干扰问题.可能的干扰情况有:①WCDMA终端干扰TD-SCDMA基站;②WCDMA终端干扰TD-SCDMA终端;③TD-SCDMA终端干扰WCDMA 基站;④TD-SCDMA基站干扰WCDMA基站.或者根据无线信号的上下行关系,将以上4种干扰情形表示为:WCDMA UL→TD-SCDMA UL;WCDMA UL→TD-SCDMA DL;TD-SCDMA UL→WCDMA UL;TD-SCDMA DL→WCDMA UL.为实现WCDMA与TD-SCDMA基站共存,减小上述TD-SCDMA与WCDMA基站共存时的干扰情况,在系统中使用性能优良、匹配精度高的滤波电路是一个不错的选择,它能够提供很好的干扰抑制.在两系统中分别加入接收滤波器和发射滤波器,通过接收滤波器改进接收机的选择性,通过发射滤波器减少泄漏和杂散传输,以此来达到减少系统间相互干扰的目的.下面,我们就来设计两款基于3G移动通信标准的滤波电路,用于减少系统间的相互干扰.4 3G移动通信滤波电路设计与分析波导(图1)是单导体的微波传输线.它具有低衰减,高功率的特性.波导带通滤波器[4,5]是一种选频电路,应用在通信、电子战(EW)、雷达、自动测量设备中.它易与波导天线的馈电装置连接.适于高功率的应用并且性能良好.波导滤波器的主要功能是在通带插入损耗和失真很小的前提下,提供足够的阻带选择性.例如,在微波接收机中,波导带通滤波器滤掉不需要的带外信号,保持前端噪声特性.在微波发射机中,减小不需要的频谱,抑制发射机噪声传到接收机.59第S1期 唐 猛等:3G移动通信系统共存干扰分析与滤波电路设计图1 矩形波导Fig 11 Rectangular waveguide由以上分析知,在3G 通信系统中运用波导带通滤波器能有效减小上述TD -SCDMA 与WCD 2MA 基站共存干扰.根据TD -SCDMA 技术标准,下面将设计一款波导带通滤波器,用于在接收机中提取TD -SCDMA 系统频谱范围1880～1920MHz 的信号,并抑制带外信号.在设计中,采用WR -430矩形波导来设计带通滤波器,滤波器为5节,带内波纹系数为011,3dB 带宽为40MHz ,为了能提供较好的通带-阻带过渡特性,要求在1930MHz 频率点有35dB 的插入损耗.表1 波导带通滤波器设计规格Tab 11 Design specification of waveguide BPF设计参数值WR -430中心频率1900MHz 3-dB 带宽40MHz 节数5通带波纹011dB 归一化标准3dB 带宽 波导带通滤波器起源于二战时期的贝尔实验室和M IT 辐射实验室.其设计步骤为:①分析滤波器性能(电性能,机械性能,环境要求和成本);②选择滤波器响应形状;③滤波器结构的确定;④滤波器耦合参数和谐振长度的计算;⑤滤波器耦合的计算和设计;⑥滤波器工艺方法的确定;⑦通过人工或者微波软件进行滤波器制图;⑧制作原型滤波器模型;⑨原型滤波器的装配和测试;⑩记录测试数据或重新设计.根据上述设计规格要求和设计流程,应用An 2soft 软件进行电路仿真、制图,可得到其设计电路特性如图2所示,5阶波导带通滤波器的结构模型如图3所示.应用WR -430矩形波导所设计的带通滤波器特性如图4、5所示,该滤波器在1880～1920MHz 通带内插入损耗很小,带内波纹较为平稳,带内反射损耗约为7dB ,而在1930MHz 频率点的插入损耗高达38dB.所以在TD -SCDMA 系统接收机中,该波导带通滤波器不仅具有良好的带内特性,能有效提取TD -SCDMA 系统信号;而且它的阻带选择性能很优异,能很好地滤掉不需要的带外信号(WCDMA 系统信号),减少两系统间的信号干扰情况.图2 波导带通滤波器电路结构Fig 12 Waveguide BPF circuit69云南大学学报(自然科学版) 第28卷图3 5阶波导带通滤波器Fig 13 (N =S )Waveguide bondpassfilter图4 3G 波导带通滤波器频率特性Fig 14 Frequency characteristics of 3G waveguide BPF在TD -SCDMA 系统的接收端,为了更好地减少WCDMA 信号的干扰,我们同样也可应用带阻滤波器[6]来消除1920～1980MHz 频段内的WCDMA 信号窜扰.在3G 带阻滤波器的设计中,其规格要求是,中心频率为1960MHz ,在1930MHz 的下边频和1990MHz 的上边频处衰减大于35dB.下面,将应用LC 组合件来设计符合3G 移动通信标准的带阻滤波电路.在集总参数带阻滤波电路的设计中,以低通滤波电路为原型,然后使用LC 并联谐振电路和LC 串联谐振电路分别替代低通滤波电路中的串联电感和并联电容,就构成了具有一定阻带的滤波电路,如图6.图5 3G 波导带通滤波器阻抗特性Fig 15 Impedance characteristics of 3G waveguide BPF图6 3G 带阻电路结构Fig 16 3G bandstop filter circuit 在实际设计中,由于当工作频率高于500MHz时,电路所产生的寄生参数将严重影响该滤波器的性能.为了消除这种现象对电路工作性能的影响,保持良好的滤波特性,本文在设计中采用了一种LC 滤波器件制造新技术.它是由低温烧结电子陶瓷/铁氧体与导体浆料的共烧技术和精细叠层工艺,制成了多种以铁氧体和陶瓷为层间介质的叠层独石结构的表面贴装器件.该工艺制造出来的此类滤波器件具有体积小、可表面贴装、性能优良、可靠性高、可承受波峰焊和再流焊等诸多优点.根据以上技术原理进行设计,79第S1期 唐 猛等:3G 移动通信系统共存干扰分析与滤波电路设计可得到3G 带阻滤波器的工作特性如图7、8所示.图7 3G 带阻滤波器频率特性Fig 17 Frequency characteristics of 3G bandstopfilter图8 3G 带阻滤波器阻抗特性Fig 18 Impedance characteristics of 3G bandstop filter从图7所示的3G 带阻滤波器频率响应曲线,可知该带阻滤波器在1960MHz 的中心频率点,插入损耗高达117d B ,而且1930,1990MHz 两个边频点插入损耗均大于36d B ,滤波性能基本符合系统要求.此外,从图7还可看出,在1920MHz 以下的频段内,插入损耗很小.故该滤波器的使用不仅能有效消除WC DMA 系统信号对TD -SC DMA 信号的影响,而且能较好地保留TD -SC DMA 信号.5 结束语在未来5年通信发展的主题是3G 、宽带和应用.作为我国第1个拥有自主知识产权的国际通信标准,TD -SCDMA 具有支持多种标准的通信接口、频谱利用率高、系统性能稳定、能与传统系统进行兼容、支持高速移动通信、支持与传统系统间的无缝漫游切换功能等诸多功能.但是,开发新技术的主要目的是满足市场更高的应用要求,任何一种技术只有能够很好地满足市场需求,并具有良好的质量保证,才会体现出技术的价值所在.本文就是根据基于TD -SCDMA 标准的3G 通信系统可能存在的系统间干扰问题展开分析,作了深入研究,并设计了两款滤波电路用于消除WCDMA 系统与TD -SCDMA 系统共存时可能的干扰情况.实验仿真结果与理论计算基本一致,可为3G 通信产品的设计提供进一步研究的依据.参考文献:[1] KEITH R ,EDWARDS.第三代移动通信的频谱问题[J ].电信科学,1999,12:48250.[2] 谢显中.TD -SCDMA 第三代移动通信系统技术与实现[M ].北京:电子工业出版社,2004.[3] 李世鹤.TD -SCDMA 第三代移动通信系统标准[M ].北京:人民邮电出版社,2003.[4] 高葆薪.波导带通滤波器设计[J ].国外电子测量技术,2001,1:34237.[5] 吴须大,杨军.边沿衰减陡峭的5模波导滤波器[J ].空间电子技术,2001,122:30233.[6] 刘长军.射频通信电路设计[M ].北京:科学出版社,2005.Analysis of 3G communication systems coexistence interferenceand Design of filter circuitTAN G Meng ,ZHAO Dong 2feng ,YU Jiang(Department of Communication Engineering ,Yunnan University ,Kunming 650091,China )Abstract :The development of 3G system is discussed.It is analyzed to the char acteristics of TD -SCD 2MA technical standard.When WCDMA and TD -SCDMA mix network ,the interference is very serious.According to analysis and research the question ,a method is proposed to resolve it ,and two kinds of filter are designed to reduce the interference between 3G communication systems.K ey w ords :3G;WCDMA ;TD -SCDMA ;Wave -guide filter89云南大学学报(自然科学版) 第28卷。