鐵小輝,朱 佳
(中國(guó)通信建設(shè)集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司,鄭州 450000)
隨著5G 網(wǎng)絡(luò)快速部署,地鐵民用通信系統(tǒng)[1]建設(shè)也將引入5G 網(wǎng)絡(luò),此時(shí),多個(gè)系統(tǒng)的多個(gè)制式將共址共建,5G 與其他系統(tǒng)間的干擾將成為其中一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,因此,分析5G 與其他系統(tǒng)之間的干擾問(wèn)題成為一種必要。
目前地鐵民用通信系統(tǒng)中多家運(yùn)營(yíng)商大多是采用POI 進(jìn)行合路[2],以及分纜的建設(shè)方式。運(yùn)營(yíng)商不同通信系統(tǒng)不同頻率間將存在一定的干擾[3],其干擾類(lèi)型主要有三種,分別是雜散干擾、阻塞干擾和互調(diào)干擾[4]。
通過(guò)對(duì)系統(tǒng)靈敏度惡化的定量分析,得出滿(mǎn)足干擾隔離的靈敏度底限值,計(jì)算公式為:
靈敏度惡化的情況如圖1所示。
圖1 靈敏度惡化圖
通過(guò)圖1可知,當(dāng)干擾功率等于-7dB 時(shí),靈敏度惡化為0.8dB,通常,把0.8dB 作為接收機(jī)能接受的最大靈敏度惡化值,因此雜散輻射信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)比它的接收機(jī)底噪低7dB。
雜散所需的隔離度可按照如下公式進(jìn)行計(jì)算:
在進(jìn)行地鐵多系統(tǒng)合路的POI 設(shè)計(jì)時(shí),如果能保證系統(tǒng)指標(biāo)要求的阻塞電平不小于接收機(jī)輸入端的強(qiáng)干擾信號(hào)功率,就不影響系統(tǒng)正常工作。系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度公式如下:
互調(diào)隔離度計(jì)算公式為:
各系統(tǒng)分析參數(shù)及雜散和抗阻塞指標(biāo)要求如表1所示。
表1 各系統(tǒng)分析參數(shù)及雜散和抗阻塞指標(biāo)
根據(jù)系統(tǒng)分析參數(shù)及雜散和抗阻塞指標(biāo)要求,并結(jié)合給定的計(jì)算公式,可以計(jì)算出5G 系統(tǒng)與其他異系統(tǒng)共址時(shí)的干擾隔離要求,計(jì)算結(jié)果如表2所示,其中5G 系統(tǒng)工作于2.6GHz。
表2干擾隔離度要求
由以上計(jì)算結(jié)果可知,在雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)干擾抑制3方面最大隔離要求分別為86dB,76dB,176dB。一般情況下,雜散干擾的隔離度要比阻塞干擾的隔離度高很多,因此,隔離度需滿(mǎn)足阻塞干擾的要求即可。
目前,多家運(yùn)營(yíng)商多個(gè)同系統(tǒng)共址共建時(shí),都采用POI 進(jìn)行合路,上下行分纜的部署方式,由POI 合路器的性能可知,其隔離度一般都能夠達(dá)到90dB,完全能滿(mǎn)足目前各系統(tǒng)的阻塞和雜散干擾的隔離要求,其三階互調(diào)抑制值可以達(dá)到-140dBc。因此,如果要消除176dB 的互調(diào)干擾,還有36dB 需要通過(guò)漏纜上下空間分纜來(lái)滿(mǎn)足系統(tǒng)之間的隔離度要求。
天線(xiàn)垂直隔離度計(jì)算公式為:
式中,Vi[dB]為天線(xiàn)垂直隔離度;dv[m]為天線(xiàn)之間的垂直距離;λ[m]為無(wú)線(xiàn)電波長(zhǎng)。
天線(xiàn)水平隔離度計(jì)算公式為:
式中,IH[dB]為天線(xiàn)水平隔離度;dh[m]為天線(xiàn)之間的水平距離;λ[m]為無(wú)線(xiàn)電波長(zhǎng)。
在這里,隔離度為36dB 的隔離距離通過(guò)代入上述公式可得:
(1)垂直隔離距離dv=0.183m,因此,建議隧道內(nèi)上、下行漏泄電纜相隔0.2米,能滿(mǎn)足指標(biāo)要求。
(2)水平隔離距離dh=0.58m,結(jié)合5G 對(duì)天線(xiàn)間距要求,建議站廳/站臺(tái)上下行天線(xiàn)覆間距0.7米,可滿(mǎn)足指標(biāo)要求。
本文采用最小耦合損耗干擾分析法,結(jié)合各系統(tǒng)之間的隔離度指標(biāo)和空間隔離度要求分析了5G 與其他系統(tǒng)間的干擾。首先,分析了地鐵內(nèi)多系統(tǒng)之間可能存在的干擾類(lèi)型并詳細(xì)簡(jiǎn)述了三種干擾隔離原則,然后通過(guò)隔離度計(jì)算公式,得出5G 與其他系統(tǒng)的雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)干擾隔離度。最后結(jié)合設(shè)備的性能,計(jì)算出5G 與其他系統(tǒng)間的干擾隔離距離,希望對(duì)5G 建設(shè)具有一定的指導(dǎo)作用。