王雷，張海濤， 吳祖輝，李木榮

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京 100080）

TD-LTE(F)系統(tǒng)干擾問題分析

王雷，張海濤， 吳祖輝，李木榮

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京 100080）

TD-LTE采用F頻段組網(wǎng)面臨著較為復(fù)雜的干擾問題，異系統(tǒng)干擾將會導(dǎo)致系統(tǒng)吞吐能力的下降。本文對TD-LTE F頻段的干擾原因進(jìn)行分析，并通過現(xiàn)網(wǎng)測試確認(rèn)相關(guān)干擾源，最后提出TD-LTE系統(tǒng)與其他各系統(tǒng)的隔離度要求及F頻段天面規(guī)劃設(shè)計流程。

TD-LTE；F頻段；干擾；隔離度

1 引言

TD-LTE技術(shù)在近幾年發(fā)展迅速，尤其是在經(jīng)過了多城市規(guī)模試驗的檢驗，TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)，從系統(tǒng)到終端、芯片、儀表等都已趨于成熟，TDLTE網(wǎng)絡(luò)的性能和指標(biāo)已經(jīng)過充分驗證，已經(jīng)具備了進(jìn)行TD-LTE擴(kuò)大規(guī)模試驗和預(yù)商用網(wǎng)絡(luò)部署的條件。2012年中國移動TD-LTE擴(kuò)大規(guī)模試驗網(wǎng)中，廣州、深圳、杭州三個城市主要基于F頻段部署，其它城市整體上則以D頻段為主要的部署方式。

相對D頻段而言，F(xiàn)頻段頻率較低，具有較好的傳播特性，覆蓋同一片區(qū)域所需要的站址資源更少。同時，利用F頻段進(jìn)行TD-LTE組網(wǎng)可以由TD-SCDMA系統(tǒng)直接升級，節(jié)省投資。此外，采用F頻段升級建設(shè)在建設(shè)周期上要略短于D頻段建設(shè)所需的時間。然而，采用F頻段組網(wǎng)面臨著較為復(fù)雜的干擾問題，異系統(tǒng)干擾將會導(dǎo)致系統(tǒng)吞吐能力的下降。因此，解決好TD-LTE F頻段的干擾問題是采用F頻段建網(wǎng)的關(guān)鍵。

2 F頻段干擾原因分析

移動通信系統(tǒng)是一個多網(wǎng)融合的系統(tǒng)，這種多網(wǎng)共存的狀態(tài)使得在同一服務(wù)區(qū)內(nèi)有多種不同的系統(tǒng)同時工作，或者會存在多系統(tǒng)共站址的情況，不同系統(tǒng)之間勢必會產(chǎn)生干擾。系統(tǒng)之間的干擾主要包括雜散干擾、阻塞干擾及互調(diào)干擾等。

雜散干擾：一個系統(tǒng)的發(fā)射頻段外的雜散輻射落入到了另一個系統(tǒng)的工作頻段中而可能造成的干擾，雜散干擾對系統(tǒng)最直接的一個影響就是降低了系統(tǒng)的接收靈敏度。

阻塞干擾：當(dāng)一個較大干擾信號進(jìn)入接收機(jī)前端的低噪放時，由于低噪放的放大倍數(shù)是根據(jù)放大微弱信號所需要的整機(jī)增益來設(shè)定的，強(qiáng)干擾信號電平在超出放大器的輸入動態(tài)范圍后可能會將放大器推入到非線性區(qū)，導(dǎo)致放大器對有用的微弱信號的放大倍數(shù)降低，甚至完全抑制，從而嚴(yán)重影響接收機(jī)對弱信號的放大能力，影響系統(tǒng)的正常工作。

互調(diào)干擾：指當(dāng)有兩個以上不同的頻率作用于同一非線性電路或器件時，將由這兩個頻率相互調(diào)制而產(chǎn)生新的頻率，若這個新的頻率正好落于某一個信道而為工作于該信道的接收機(jī)所接收，即構(gòu)成對該接收機(jī)的干擾，成為互調(diào)干擾。

F頻段周邊頻率使用情況非常復(fù)雜，導(dǎo)致TDLTE F頻段建網(wǎng)面臨較大干擾風(fēng)險，如：部分城市DCS1800高端頻點已使用到1 872.6 MHz，與F頻段1 880～1 900 MHz的TD-LTE系統(tǒng)只有7.4 MHz間隔；小靈通工作在1 900～1 915 MHz，緊鄰TDLTE規(guī)模試驗中使用的F頻段（1 880～1 900 MHz）；GSM900部分下行頻段（940～950 MHz）的二倍頻會落在TD-LTE規(guī)模試驗中使用的F頻段（1 880～ 1 900 MHz）。

以下因素將會對TD-LTE F頻段組網(wǎng)帶來較大干擾：

（1）現(xiàn)網(wǎng)部分2G網(wǎng)絡(luò)天饋系統(tǒng)無源互調(diào)指標(biāo)較差，帶來TD-LTE系統(tǒng)的互調(diào)干擾。

（2）在F頻段雜散指標(biāo)較差的DCS1800基站，對F頻段TD-LTE系統(tǒng)低端頻率產(chǎn)生雜散干擾。

（3）F頻段的TD-LTE設(shè)備對工作在靠近1 880 MHz的DCS1800信號的抑制能力較差，受到一定阻塞干擾。

（4）部分TD-LTE天饋系統(tǒng)與聯(lián)通基站DCS1800的天饋系統(tǒng)較近，尤其當(dāng)天線相對夾角較小時，會受到聯(lián)通DCS干擾。

（5）小靈通未完全退頻，可能會對TD-LTE F頻段產(chǎn)生一定的干擾。

3 F頻段干擾排查結(jié)果

為了全面了解F頻段的干擾情況，有必要對現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA直接升級為TDLTE（F）系統(tǒng)進(jìn)行干擾排查，確認(rèn)是否存在干擾及干擾類型。

干擾排查測試：針對深圳TD-LTE擴(kuò)大規(guī)模試驗網(wǎng)站點開展干擾排查，從NI統(tǒng)計分析網(wǎng)上最強(qiáng)干擾的LTE站點，共選取現(xiàn)網(wǎng)至少10個站15個扇區(qū)開展干擾排查。測試方法包括：TD-LTE天線掃頻、DCS/GSM閉站測試、加抗阻塞濾波器測試、加抗雜散濾波器測試、更換天線測試等。在測試的站點中，絕大部分站點都受到了互調(diào)干擾，部分站點受到雜散，阻塞及諧波干擾。

互調(diào)干擾：確定存在互調(diào)干擾的小區(qū)數(shù)13個，占總小區(qū)數(shù)的81.25%，其中由于天線互調(diào)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)造成干擾的小區(qū)數(shù)為10個，占總小區(qū)數(shù)的62.5%；由于接頭和跳線問題引起互調(diào)的小區(qū)數(shù)為3個，占總小區(qū)數(shù)的18.75%。

圖1 TD-LTE基站NI變化情況

圖2 TD-LTE基站上行吞吐量變化情況

圖3 隔離距離與隔離度對應(yīng)關(guān)系示意圖

雜散干擾： 確定存在雜散干擾的小區(qū)數(shù)4個，占總小區(qū)數(shù)的20%，其中：由于DCS1800采用愛立信RBS6201，且和TD-LTE隔離度不夠造成干擾的小區(qū)2個；由于DCS1800采用愛立信CDU_C+_18造成干擾的小區(qū)2個。

阻塞干擾：確定存在阻塞干擾的小區(qū)數(shù)2個，占總小區(qū)數(shù)的12.5%，其中：由于DCS1800和TD-LTE之間空間隔離度不夠造成阻塞的小區(qū)2個。

GSM諧波干擾：確定存在諧波干擾的小區(qū)數(shù)2個(干擾源為同一個GSM小區(qū))，占總小區(qū)數(shù)的12.5%，其中：由于GSM900和TD-LTE之間空間隔離度不夠造成GSM諧波干擾的小區(qū)2個；關(guān)閉GSM900基站后，速率從9.0 Mbit /s提高到9.5 Mbit/s。

不明干擾： 確定存在不明干擾的小區(qū)數(shù)3個，占總小區(qū)數(shù)的18.75%。

15個扇區(qū)干擾類型分析——噪底變化情況如圖1所示，在更換共站址DCS天線后，除與6000系列站型共站的TD-LTE基站以外，其余站干擾降低到允許的范圍內(nèi)（降敏0.8 dB）。

15個扇區(qū)干擾類型分析——上行吞吐率變化情況如圖2所示，大部分站點，在更換共站址DCS1800天線后，上行吞吐率都能達(dá)到8.5 Mbit/s以上。

4 F頻段與其他系統(tǒng)的干擾隔離要求

從干擾排查結(jié)果可以看出，DCS1800系統(tǒng)是TDLTE(F)的主要干擾源，因此下面主要分析DCS1800系統(tǒng)與TD-LTE(F)系統(tǒng)之間的隔離。

空間隔離方式包括水平隔離、垂直隔離和組合梯形隔離，其中組合梯形隔離是水平隔離和垂直隔離的組合。根據(jù)中國移動集團(tuán)研究院測試結(jié)果，不同隔離距離情況下DCS1800與TD-LTE(F)水平隔離度和垂直隔離度如圖3所示。

表1 雜散干擾隔離距離

表2 阻塞干擾隔離距離

表3 互調(diào)干擾隔離距離

根據(jù)TD-LTE(F)與DCS1800系統(tǒng)的隔離度，參考上述測試結(jié)果，要求的隔離距離如表1～3所示。

5 F頻段天面規(guī)劃設(shè)計流程

圖4 TD-LTE(F)天面規(guī)劃流程

圖5 DCS1800系統(tǒng)雜散干擾規(guī)避措施選擇流程

針對TD-LTE F頻段的干擾問題，通過理論分析和實際測試，確認(rèn)了影響TD-LTE F頻段建網(wǎng)的各類干擾源。同時，結(jié)合系統(tǒng)間隔離度要求，提出了F頻段天面規(guī)劃設(shè)計相關(guān)流程及各類干擾規(guī)避措施選擇流程，如圖4所示。

干擾類型和干擾規(guī)避措施的對應(yīng)關(guān)系如表4所示。

每種干擾的規(guī)避措施選擇流程如下。

（1）DCS1800系統(tǒng)雜散干擾規(guī)避措施選擇流程，如圖5所示。

（2）DCS1800系統(tǒng)阻塞干擾規(guī)避措施選擇流程如圖6所示。

（3）GSM900二次諧波/DCS1800三階互調(diào)干擾規(guī)避措施選擇流程如圖7所示。

6 總結(jié)

從以上分析可以看出，由于F頻段周邊頻率使用情況復(fù)雜，導(dǎo)致TD-LTE F頻段建網(wǎng)面臨較大干擾風(fēng)險。在現(xiàn)網(wǎng)測試的站點中，絕大部分站點都受到了互調(diào)干擾，部分站點受到雜散，阻塞及諧波干擾。

現(xiàn)網(wǎng)中天面設(shè)計要綜合考慮系統(tǒng)主設(shè)備型號、天饋系統(tǒng)互調(diào)性能、天面隔離情況等，按照最大隔離度原則進(jìn)行設(shè)計，可以通過增加空間隔離度、優(yōu)化天饋系統(tǒng)、頻率協(xié)調(diào)或加裝濾波器等方式予以解決。

圖6 DCS1800系統(tǒng)阻塞干擾規(guī)避措施選擇流程

表4 規(guī)避措施及對應(yīng)干擾類型

圖7 GSM900二次諧波/DCS1800三階互調(diào)干擾規(guī)避措施選擇流程

本文通過理論分析和實際測試，并結(jié)合系統(tǒng)間隔離度要求，提出了F頻段天面規(guī)劃設(shè)計相關(guān)流程及各類干擾規(guī)避措施選擇流程，希望對后續(xù)其他區(qū)域的TD-LTE F頻段建網(wǎng)提供借鑒參考。

[1] 3GPP TS 05．05 V8．20．0 (2005-11) 3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network；Radio Transmission and Reception(Release 1999)[S]． 2005．

[2] 3GPP TS 45．005 V9．1．0 (2009-11)3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network；Radio Transmission and Reception(Release 9)[S]． 2009．

[3] 3GPP TS 36．104 V9．3．0 (2010-03)3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)；Base Station (BS) Radio Transmission and Reception (Release 9)[S]． 2010．

[4] 深圳TD-LTE F頻段干擾排查報告[R]．

Interference analysis of TD-LTE(F) system

WANG Lei, ZHANG Hai-tao,WU Zu-hui, LI Mu-rong
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

Using F-band to construct TD-LTE network have complex interference problems. Interference between TD-LTE(F) and other systems will cause a decline in system throughput. In this paper, The causes of TDLTE F-band interference are analyzed, and the relevant sources of interference are conf i rmed by real test, fi nally, isolation requirement between TD-LTE(F) and other systems and planning process of the F-Band antenna system are advanced.

TD-LTE; F-band; interference; isolation

TN929.5

A

1008-5599（2013）09-0042-06

2013-09-05