TD-LTE 異系統(tǒng)干擾問題分析

TD-LTE異系統(tǒng)干擾問題分析培訓(xùn)目標(biāo)學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：了解干擾的基本原理熟悉異系統(tǒng)間干擾的計(jì)算方法掌握TD-LTE與異系統(tǒng)的隔離度要求了解隔離度計(jì)算公式了解解決系統(tǒng)間干擾的措施目錄干擾的基本原理異系統(tǒng)間干擾的分析方法與計(jì)算隔離度的估算公式異系統(tǒng)間干擾的解決措施干擾場景基站與移動(dòng)臺(tái)間干擾很小，主要原因距離較遠(yuǎn)地面障礙物較多移動(dòng)臺(tái)間干擾也很小，主要原因發(fā)射功率較低兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)互相靠近的概率很低，一旦出現(xiàn)，可考慮在網(wǎng)絡(luò)側(cè)采用資源調(diào)度和功率控制等來抑制干擾場景基站間的干擾是異系統(tǒng)共存的核心問題天線位置固定，天線位置一般較高，空間傳播環(huán)境好，干擾的概率很大基站發(fā)射功率高基站間的干擾分為共址干擾和共存干擾由于共站址的干擾更加嚴(yán)重，因此我們分析的場景為基站共址的干擾TD-LTE系統(tǒng)間干擾類型與TD-LTE可能共存的異系統(tǒng)GSMTD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000PHSWLAN系統(tǒng)間干擾雜散干擾阻塞干擾交調(diào)干擾干擾的基本原理雜散干擾23002010TD-SCDMA由于發(fā)射機(jī)中的功放、混頻器和濾波器等器件的非線性，會(huì)在工作頻帶以外很寬的范圍內(nèi)產(chǎn)生輻射信號(hào)分量,若落在被干擾系統(tǒng)接收機(jī)的工作頻帶內(nèi)時(shí)，會(huì)抬高了接收機(jī)的底噪，從而減低了接收靈敏度。TD-LTE干擾的基本原理阻塞干擾當(dāng)輸入信號(hào)為小信號(hào)，輸出與輸入成線性關(guān)系，當(dāng)有用信號(hào)和強(qiáng)干擾一起加入接收機(jī)，系統(tǒng)工作在飽和區(qū)，輸入輸出不再是線性關(guān)系。阻塞干擾是指當(dāng)強(qiáng)的干擾信號(hào)與有用信號(hào)同時(shí)加入接收機(jī)時(shí)，強(qiáng)干擾會(huì)使接收機(jī)鏈路的非線性器件飽和，產(chǎn)生非線性失真。干擾的基本原理交調(diào)干擾當(dāng)多個(gè)系統(tǒng)共存時(shí)，這些系統(tǒng)的不同頻點(diǎn)之間可能會(huì)產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物；天饋系統(tǒng)需要用到很多器件，包括天線、合路器、功分器、濾波器等，這些器件都是不理想的，當(dāng)不同頻點(diǎn)的信號(hào)經(jīng)過這些器件時(shí)，就會(huì)發(fā)生互調(diào)，產(chǎn)生很多干擾信號(hào)，其中比較強(qiáng)的是三階，五階產(chǎn)物；當(dāng)接收機(jī)收到過強(qiáng)的異系統(tǒng)信號(hào)時(shí)，也會(huì)互調(diào)產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾信號(hào)。干擾的基本原理三階交調(diào)干擾目前的通信系統(tǒng)基站基本采用的都是超外差接收機(jī)，僅存在三階交調(diào)干擾；作為接收機(jī)前端三階混頻的結(jié)果，頻率為f1和f2的兩個(gè)信道外的連續(xù)波引入一個(gè)三階交調(diào)成分，頻率等于（2f1-f2）、（2f2–f1），它將落入有用信號(hào)頻帶內(nèi)，降低了輸入到接收機(jī)解調(diào)器的載干比(C/I)。目錄干擾的基本原理異系統(tǒng)間干擾的分析方法與計(jì)算隔離度的估算公式異系統(tǒng)間干擾的解決措施干擾的分析方法在干擾計(jì)算之前，要對干擾源進(jìn)行定位和干擾類型判斷，然后根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行干擾確定性計(jì)算，得到系統(tǒng)間隔離度，通常用最小耦合損耗MCL來表示。MCL指發(fā)射基站到接收基站間路徑損耗，包括天線增益和饋線損耗所得結(jié)果對應(yīng)于最惡劣的情況確定規(guī)避干擾所需要的空間隔離度，采用相應(yīng)的措施，如：天線安裝時(shí)保證空間隔離距離。干擾的計(jì)算方法加性噪聲干擾理論分析方法根據(jù)公式得到

其中，ΔS為靈敏度惡化值，Ir為允許到達(dá)接收機(jī)的加性噪聲干擾信號(hào)強(qiáng)度，N為接收機(jī)底噪。干擾規(guī)避準(zhǔn)則：被干擾基站從干擾基站接收到的雜散輻射信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)比它的接收機(jī)底噪低7dB；規(guī)避干擾所需要的空間隔離度為：TD-LTE與其他移動(dòng)通信系統(tǒng)間的干擾WCDMAGSM900GSM(DCS)1800PDC(PHS)TD-SCDMATD-LTE上行1920~1980MHz890~915MHz1710~1785MHz1900~1915MHzTDDmode2010~2025MHzTDDmode2300~2400/2570~2620MHzTDDmode下行2110~2170MHz935~960MHz1805~1880MHzGSM900DCS1800TxTD-SCDMAWCDMA

（下行）WCDMA

（上行）PDC(PHS)TD-LTETD-LTE與GSM系統(tǒng)間干擾場景GSM系統(tǒng)下行對TD-LTE系統(tǒng)上行的干擾TD-LTE系統(tǒng)下行對GSM系統(tǒng)上行的干擾干擾分類TD-LTE工作在2300～2400MHz，GSM工作在900MHz和1800MHz，頻率間隔比較大，交調(diào)干擾出現(xiàn)概率不大，所以TD-LTE與GSM系統(tǒng)間干擾僅分析雜散干擾與阻塞干擾。TD-LTE與GSM系統(tǒng)間互干擾類型根據(jù)3GPP協(xié)議，與GSM900/GSM1800共站的TD-LTE基站帶外雜散指標(biāo)：

-98dBm/100kHz以GSM900/1800接收機(jī)噪聲系數(shù)為5dB為例，GSM基站在100KHz帶寬內(nèi)的底噪為：-174+10log(100K)+5=-119dBm根據(jù)干擾規(guī)避準(zhǔn)則，被干擾基站接收到干擾基站的雜散信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)比其底噪低7dB；因此理論計(jì)算的最小耦合損耗為：MCL=S–Ir=-98–(-119-7)=28dBTD-LTE下行對GSM900/GSM1800上行的雜散干擾規(guī)避阻塞干擾的所需的隔離度，等于協(xié)議規(guī)定的干擾源天線口最大發(fā)射功率與抗阻塞干擾信號(hào)大小相減。GSMR99協(xié)議對GSM基站抗阻塞性能的規(guī)定：GSM900抗帶外阻塞干擾信號(hào)電平門限值是8dBm,DCS1800抗帶外阻塞干擾信號(hào)電平門限值是0dBm。TD-LTE基站最大發(fā)射功率46dBm。規(guī)避阻塞干擾所需要的隔離度：GSM900：46-8=38dBm，GSM1800：46-0=46dB。

TD-LTE下行對GSM900/GSM1800上行的阻塞干擾

GSM系統(tǒng)協(xié)議規(guī)定在TD-LTE頻率范圍內(nèi)的雜散發(fā)射功率為-30dBm/3MHz以TD-LTE接收機(jī)噪聲系數(shù)為5dB為例，TD-LTE基站在3MHz帶寬內(nèi)的底噪為：-174+10log(3M)+5=-104.2dBm根據(jù)干擾規(guī)避準(zhǔn)則，被干擾基站接收到干擾基站的雜散信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)比其底噪低7dB；因此理論計(jì)算的最小耦合損耗為：MCL=S–Ir=-30–(-104.2-7)=81.2dBGSM900/GSM1800下行對TD-LTE上行的雜散干擾GSM900/DCS1800基站對TD-SCDMA基站的阻塞干擾3GPP協(xié)議對TD-LTE基站在2.3G~2.4GHz抗阻塞性能的規(guī)定：抗GSM900/1800阻塞信號(hào)指標(biāo)是16dBm/1MHz。根據(jù)GSM900/DCS1800基站最大發(fā)射功率80W（49dBm）。規(guī)避對GSM基站阻塞干擾所需要的隔離度為：

MCL=49-16=33dB

GSM900/GSM1800下行對TD-LTE上行的阻塞干擾No.干擾對象干擾類型隔離度(dB)最終隔離度(dB)1TD-LTE基站對GSM900/1800基站雜散干擾2881.2阻塞干擾462GSM900/1800基站對TD-LTE基站雜散干擾81.2阻塞干擾33TD-LTE與GSM900/DCS1800互干擾的理論計(jì)算總結(jié)水平距離垂直距離65度定向天線，平行放置，增益18dBi116m2.7m全向天線，增益11dBi1466m2.7m水平距離垂直距離65度定向天線，平行放置，增益18dBi3.7m0.5m全向天線，增益11dBi46m0.5m需要保證81.2dB的MCL才可共站，由天線間距計(jì)算公式得：如在GSM基站發(fā)射端加濾波器，將其雜散功率抑制30dB，則天線間距可縮小為：No.干擾對象干擾類型隔離度(dB)最終隔離度(dB)1TD-LTE基站對CDMA2000基站雜散干擾3086阻塞干擾622CDMA2000基站對TD-LTE基站雜散干擾86阻塞干擾33TD-LTE與CDMA2000互干擾的理論計(jì)算總結(jié)水平距離垂直距離65度定向天線，平行放置，增益18dBi203m3.6m全向天線，增益11dBi2547m3.6m水平距離垂直距離65度定向天線，平行放置，增益18dBi6.4m0.7m全向天線，增益11dBi81m0.7m需要保證86dB的MCL才可共站，由天線間距計(jì)算公式得：如在CDMA基站發(fā)射端加濾波器，將其雜散功率抑制30dB，則天線間距可縮小為：No.干擾對象干擾類型隔離度(dB)最終隔離度(dB)1TD-LTE基站對TD-SCDMA基站雜散干擾3030阻塞干擾302TD-SCDMA基站對TD-LTE基站雜散干擾30阻塞干擾30TD-LTE與TD-SCDMA互干擾的理論計(jì)算總結(jié)水平距離垂直距離65度定向天線，平行放置，增益18dBi0.4m0.17m全向天線，增益11dBi4.7m0.17m需要保證30dB的MCL才可共站，由天線間距計(jì)算公式得：No.干擾對象干擾類型隔離度(dB)最終隔離度(dB)1TD-LTE基站對WCDMA基站雜散干擾3061阻塞干擾582WCDMA基站對TD-LTE基站雜散干擾61阻塞干擾33TD-LTE與WCDMA互干擾的理論計(jì)算總結(jié)水平距離垂直距離65度定向天線，平行放置，增益18dBi11.7m0.9m全向天線，增益11dBi147m0.9m需要保證61dB的MCL才可共站，由天線間距計(jì)算公式得：No.干擾對象干擾類型隔離度(dB)最終隔離度(dB)1TD-LTE基站對PHS基站雜散干擾81.289阻塞干擾682PHS基站對TD-LTE基站雜散干擾89阻塞干擾11TD-LTE與PHS互干擾的理論計(jì)算總結(jié)水平距離垂直距離65度定向天線，平行放置，增益18dBi286m4.3m全向天線，增益11dBi3600m4.3m需要保證89dB的MCL才可共站，由天線間距計(jì)算公式得：為了達(dá)到89dB的隔離度，工程上很難實(shí)現(xiàn)，如果必須共站，LTE和PHS發(fā)射端都要增加濾波器，進(jìn)一步減小干擾。No.干擾對象干擾類型隔離度(dB)最終隔離度(dB)1TD-LTE基站對WLAN基站雜散干擾8686阻塞干擾662WLAN基站對TD-LTE基站雜散干擾86阻塞干擾42TD-LTE與WLAN互干擾的理論計(jì)算總結(jié)水平距離全向天線，增益3dBi1m需要保證86dB的MCL才可共站，當(dāng)兩系統(tǒng)用于室分系統(tǒng)，假設(shè)天線增益3dBi，LTE分布式系統(tǒng)的損耗為33dB，WLAN分布式系統(tǒng)的損耗為17dB，由此計(jì)算的天線間距如：多系統(tǒng)隔離的隔離度要求參考通常滿足雜散干擾的隔離度，一定能滿足對交調(diào)干擾的要求。因此不單獨(dú)計(jì)算交調(diào)干擾對隔離度的影響，僅需考慮雜散干擾和阻塞干擾的影響，取兩者中的最大值。多系統(tǒng)共存的隔離度要求（dB）RadioAccesstechnologyPHSWCDMATDSCDMADCS1800GSM900WLANTD-LTEPHS—817081818789WCDMA81—3333338961TDSCDMA9333—33338930DCS1800792929—778781.2GSM79292967—8981.2WLAN7984848484—86TD-LTE89613081.281.286—目錄干擾的基本原理異系統(tǒng)間干擾的分析方法與計(jì)算隔離度的估算公式異系統(tǒng)間干擾的解決措施隔離度的估算空間隔離估算是干擾判斷的重要階段，通過系統(tǒng)間天線的距離、主瓣指向等計(jì)算得到理論的空間隔離度。隔離方式水平隔離垂直隔離傾斜隔離隔離度的估算水平隔離水平隔離度計(jì)算公式：DH（dB）=22+20log(S/λ)－（Gt

＋Gr）其中：S＝天線水平間距（米）λ＝中心頻率對應(yīng)的波長（米）Gt

＝在收發(fā)天線直線連線上發(fā)射天線增益（dBi）Gr

＝在收發(fā)天線直線連線上接收天線增益（dBi）隔離度的估算垂直隔離垂直隔離度計(jì)算：DV(dB)＝

28＋

40log(S/λ)S＝天線垂直間距（米）。λ＝中心頻率對應(yīng)的波長（米）。隔離度的估算斜線隔離傾斜隔離度計(jì)算：DS(dB)＝（DV-DH）×（θ/90）+DH其中：θ＝天線之間的垂直夾角（度）。λ＝中心頻率對應(yīng)的波長（米）。隔離度的估算可以看出：傾斜架設(shè)時(shí)天線隔離度小于完全垂直隔離度，但大于水平隔離度。通過外場測試驗(yàn)證，傾斜隔離度經(jīng)典計(jì)算公式與實(shí)際測試值有一定差距，在應(yīng)用時(shí)需要留10dB以上的余量。因此我們建議在LOS距離內(nèi)的傾斜隔離度均按水平隔離方法計(jì)算。多系統(tǒng)共站址隔離度要求對于異系統(tǒng)干擾，在規(guī)劃建設(shè)階段就要關(guān)注：盡量避免不同制式系統(tǒng)的天線正對或斜對系統(tǒng)間要保證合適的隔離度系統(tǒng)共址時(shí)盡量垂直分布，因?yàn)榇怪备綦x距離遠(yuǎn)小于水平隔離距離，工程可實(shí)施性強(qiáng)。目錄干擾的基本原理異系統(tǒng)間干擾的分析方法與計(jì)算隔離度的估算公式異系統(tǒng)間干擾的解決措施干擾解決措施抑制系統(tǒng)間干擾