地鐵民用通信引入5G 后的干擾分析

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）

1 引言

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。

2 干擾及隔離

2.1 干擾類(lèi)型及隔離原則

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]。

2.2 系統(tǒng)干擾隔離原則

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。

3 5G 與其他系統(tǒng)間的干擾隔離度計(jì)算

3.1 雜散干擾隔離度

雜散所需的隔離度可按照如下公式進(jìn)行計(jì)算：

3.2 阻塞干擾隔離度

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：

3.3 互調(diào)干擾隔離度

互調(diào)隔離度計(jì)算公式為：

3.4 隔離度計(jì)算結(jié)果

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。

4 干擾隔離距離計(jì)算

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。

5 結(jié)束語(yǔ)

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。