2002年10月我國對3G系統頻率使用進行了規劃，如圖1所示，其中SCDMA系統的工作頻段為1785MHz～1805MHz，GSM1800系統的主要工作頻段為1805MHz～1850MHz。根據此規劃方案，SCDMA系統和GSM1800系統可能在多個頻點處鄰頻共存。由于發射機和接收機濾波器的不完善性，共存的兩個系統會產生相互干擾，造成鏈路質量下降和系統容量降低。
2、研究內容
SCDMA和GSM1800系統共存時，可能存在的干擾情況為GSM1800下行鏈路和SCDMA上/下行鏈路之間的干擾。同時考慮到實際系統采用全向和三扇區定向天線結構，這里對以下場景進行研究：
全向結構宏小區：GSM1800基站對SCDMA基站的干擾；
全向結構宏小區：SCDMA基站對GSM1800
移動臺的干擾；
三扇區結構宏小區：GSM1800基站對SCDMA基站的干擾；
三扇區結構宏小區：SCDMA基站對GSM1800
移動臺的干擾。
3、頻率干擾原理
干擾產生的原因是多種多樣的。原有的專用無線電系統占用現有頻率資源、網絡配置不同、發信機自身設置問題、小區重疊、環境、電磁兼容（
EMI）以及有意干擾，都是
移動通信網絡
射頻干擾產生的原因。而
移動通信系統的干擾主要有同頻干擾、鄰頻干擾、帶外干擾、互調干擾和阻塞干擾。
工作于不同頻率的系統間的共存干擾，主要是由于發射機和接收機的性能不完善產生的。在發射機方面，如果頻率穩度太差或調制度過大，都會使發射頻譜過寬，對他臺造成鄰頻干擾。若不嚴格控制影響發射機帶寬的因素，很容易產生不必要的帶外輻射。在接收機方面，當中頻濾波器選擇性不良時，便容易形成干擾或使干擾變得嚴重。在接收機射頻通帶內或通帶附近的信號，經變頻后落入中頻通帶內會造成鄰頻干擾；弱有用信號和強干擾信號可使接收機出現阻塞干擾，使接收機信噪比下降，靈敏度降低。
共存系統的干擾可以用鄰道干擾比ACIR來衡量：
（1） 其中，鄰道泄漏比ACLR是指鄰道發射信號落入到接收機通帶內的能力，定義為發射功率與相鄰信道上的測得功率之比。鄰道選擇性ACS是指在相鄰信道信號存在的情況下，接收機在其指定信道頻率上接收有用信號的能力，定義為接收機濾波器在指定信道頻率上的衰減與在相鄰信道頻率上的衰減的比值。由此可見，提高鄰頻共存系統的系統性能，抑制共存干擾，需要從改善射頻發射機的發射性能和射頻接收機的接收性能兩個方面考慮，降低干擾系統的鄰道泄漏功率和提高接收機對鄰道干擾的抑制能力。
4、干擾分析
4.1 網絡拓撲結構和參數
（1）網絡結構
◆非扇區化天線，其網絡結構如圖2所示：SCDMA系統和GSM系統的網絡拓撲為宏蜂窩，采用Wrap Round技術，考慮小區周圍兩層共19個小區的干擾，小區半徑為577m，兩個系統的距離分別為0、1/2R、R三種情況，SCDMA系統和GSM系統均采用4/12頻率復用方式。
圖2 非扇區化天線網絡結構圖
圖3 扇區化天線網絡結構圖 ◆扇區化天線，其網絡結構如圖3所示：SCDMA系統和GSM系統的網絡拓撲為宏蜂窩，每個小區采用3扇區，扇區半徑為577m，小區半徑為1000m。計算一個扇區用戶鏈路的干擾時，需要考慮至少23個扇區的影響。為了用有限的蜂窩結構覆蓋全平面，消除邊界效應，采用了Wrap Around技術，使用4/12頻率復用方式。
（2）頻率復用
系統使用的是4/12頻率復用方式，將48個扇區分成4個平行四邊形的簇，每個簇含有12個扇區，這12個扇區使用不同的頻點，不同簇中位于平行四邊形相同位置的扇區為同頻扇區。圖4是頻率復用的示意圖：
圖4 頻率復用示意圖 （3）SCDMA仿真參數
SCDMA的仿真參數如表1所示。
表1 SCDMA仿真參數
（4）GSM1800仿真參數
GSM1800的仿真參數如表2所示。
表2 GSM1800仿真參數
點擊放大圖片 4.2 干擾的計算方法
（1）接收信號功率的計算
對某一用戶而言，其接收到的有用信號和干擾信號的計算方法均使用如下的公式：
（2） 其中，Rx是接收信號功率，Tx是發送信號功率，pathloss是路徑損耗，G_Tx是發送天線增益，G_Rx是接收天線增益，MCL是最小耦合損耗。
（2）信噪比的計算
◆上行
對某一用戶信號而言，其它用戶的信號之和為對該用戶的干擾。上行信噪比計算公式為：
SIRUL=
（3）
其中，S是接收到的信號，Gp是處理增益，IOWN是來自同一基站下的所有其它用戶的干擾，IOTHER是來自其它小區的干擾（在多運營商情況下，IOTHER也包括來自鄰近運營商降低ACIR的干擾），No是熱噪聲，b是由于使用多用戶檢測（MUD）技術等引起的干擾降低因子。如果MUD不包括在仿真中，則β=0；否則，0＜β＜1。
◆下行
下行信噪比計算公式為：
SIRDL=
（4）
其中，S是接收到的信號，Gp是處理增益，IOWN是來自同一基站下的所有其它用戶的干擾，IOTHER是來自其它小區的干擾（在多運營商情況下，IOTHER也包括來自鄰近運營商降低ACIR的干擾），No是熱噪聲，α是正交因子。正交因子α考慮了由于多徑傳播而引起的下行不能完全正交的情況，交因子為0對應于小區內用戶完全正交的情況，正交因子為1表示小區內干擾與小區間干擾具有相同的影響。
4.3 傳播模型
宏小區通常采用典型的六邊形小區模型。
（1）UE-BS之間
宏小區采用UMTS 30.03中車載環境模型。R是間隔距離（km），基站天線高度Dhb=15m。載波頻率f=1805MHz，1850MHz。對數正態陰影衰落10dB。
Pathloss=40*（1-4×10-3*Dhb）lg（R）-18lg（Dhb）+21*lg（f）+80+LogF （5）
（2）BS-BS之間
雙折線模型。其中，天線高度30m，建筑物平均高度24m，第一菲涅爾半徑為921.6m。距離R小于第一菲涅爾半徑時，使用自由空間模型：
Pathloss=38.11+20*log10（R）
超過第一菲涅爾半徑后，斜率變為原來的兩倍，存在10dB的對數正態陰影衰落：
Pathloss=38.11+40*log10（R）-20*log10（921.6）+10
（3）UE-UE之間
距離小于50m，采用自由空間損耗模型，不存在陰影衰落：
Pathloss=38.11+20*log10（R）
距離大于50m，采用Xia.h公式（適用于所有天線高度），其中，△hm=10.5m，x=15m，d=80m，△hb=-10.5m，對數正態陰影衰落12dB。
Pathloss=55.78+40*log10（R）+12
4.4 功率控制過程
SCDMA和GSM系統均需要考慮慢速功率控制余量，功率控制以增加了余量的信噪比為目標，上行鏈路的功率控制目標為Eb/No=（8+3）dB，下行鏈路的功率控制目標為Eb/No=（8+7）dB。如果功率控制使用戶的發射功率達到最大值，此時的信噪比如果沒有達到增加了余量的信噪比，但超過了目標值，則認為該用戶是滿意用戶；如果信噪比低于目標值，則認為是不滿意用戶。
以SCDMA系統上行功率控制為例。對某一用戶來說，首先計算該用戶的發射功率P和基站端接收用戶的SIR，判斷功率控制的條件為：
P＜Pmax且SIR＜11dB，功率控制增加終端發射功率；
P＜Pmax且SIR＞=11dB，功率控制完成，該用戶為滿意用戶；
P=Pmax且SIR＞8dB，功率控制完成，該用戶為滿意用戶；
P=Pmax且SIR＜8dB，功率控制完成，該用戶為不滿意用戶。
其中，Pmax為終端最大發射功率。
4.5 系統容量準則
SCDMA和GSM系統上、下行均采用5%中斷概率準則，即有5%的用戶不能達到目標信噪比。
5、研究結果
5.1 GSM DL→SCDMA UL
（1）非扇區化天線
圖5 GSM DL→SCDMA UL時，SCDMA UL相對容量和ACIR的關系 從圖5中GSM基站干擾SCDMA基站的仿真結果（小區半徑R=577m，分基站間距D=0，R/2，R三種情況），可以得到如下結論：
◆ACIR增大，GSM BS對SCDMA BS的干擾減小，相應的SCDMA上行容量損失減小。
◆當R=577m時，SCDMA上行容量損失隨著兩系統基站之間偏移距離的增大而減小。
D=0時，要保證SCDMA上行容量損失小于5%，所需的ACIR為47dB；
D=R/2時，要保證SCDMA上行容量損失小于5%，所需的ACIR為32dB；
D=R時，要保證SCDMA上行容量損失小于5%，所需的ACIR為29dB。
（2）扇區化天線
從圖6中GSM基站干擾SCDMA基站的仿真結果（扇區半徑R=577m，小區半徑1000m，分基站間距D=0、0.866R、1.732R三種情況），可以得到如下結論：
◆ACIR增大，GSM BS對SCDMA BS的干擾減小，相應的SCDMA上行容量損失減小。
◆當R=577m時，SCDMA上行容量損失隨著兩系統基站之間偏移距離的增大而減小。
D=0時，要保證SCDMA上行容量損失小于5%，所需的ACIR為63dB；
D=0.866R時，要保證SCDMA上行容量損失小于5%，所需的ACIR為42dB；
D=1.732R時，要保證SCDMA上行容量損失小于5%，所需的ACIR為35dB。
圖6 GSM DL→SCDMA UL時，SCDMA UL相對容量和ACIR的關系 5.2 SCDMA DL—＞GSM DL
仿真表明，R=577 m時，GSM系統在各種基站偏移（R，R/2，0）情況下，下行均沒有容量損失，兩系統可以共存。
6、結論和建議
典型情況小區半徑等于577m的條件下，GSM基站發射會對鄰頻段的SCDMA基站接收產生較大干擾，若不采取措施會造成SCDMA系統容量的較大損失。干擾最為嚴重的情況為GSM基站與SCDMA的基站共站的情況，采用全向天線時所需的ACIR為47dB，采用三扇區天線時所需的ACIR為63dB。現在設備指標無法達到足夠的ACIR，需要采取額外的保護措施才能使SCDMA系統容量損失在5%以內。為了解決GSM與SCDMA系統共存的問題，建議綜合使用頻譜隔離（保護帶寬）、站點隔離、天線隔離、外置濾波器等綜合措施，在現場加以解決。
保護帶解決方案就是通過頻率規劃，使得干擾系統的發射頻段和被干擾系統的接收頻段在頻域上得到一定的隔離。隨著隔離的增大，干擾系統發射機信號落入被干擾接收機接受帶寬內的分量減小，且接收機接受濾波器對干擾系統發射信號的衰落加大，從而使系統間干擾減小。同時，在考慮使用附加濾波器來限制干擾信號時，由于理想線性的濾波器難以實現，因此，也需要留有一定的保護帶為濾波器提供過渡帶。
濾波器解決方案，即在原有設備的無線收發系統的基礎上，通過附加濾波器來進一步提高發射機或接收機的濾波特性，以達到系統間共存所需的隔離度。由于濾波器過渡帶有一定帶寬，因此采用濾波器的方法必須和頻率保護帶相結合。
基站間距方法對解決干擾是有利的，可以通過基站間的空間隔離以減少系統間干擾。
天線安裝包括天線傾角、方位角、垂直和水平隔離等，提高天線間的耦合損失，可以降低干擾。SCDMA系統采用
智能天線。
智能天線特有的零陷技術可以帶來10dB的額外隔離。對于三扇區基站，可以調整天線方向和位置，使得SCDMA天線在
CDMA2000系統天線前面、平面
智能天線陣前后隔離超過20dB，由此可以帶來額外的隔離。
通過綜合采取以上幾種措施，可以實現SCDMA網絡和GSM網絡的共存和共址。
