李忠良++楊彪++劉文斌

摘 要：文中首先對(duì)各運(yùn)營(yíng)商通信系統(tǒng)使用的頻段進(jìn)行介紹，分析了通信系統(tǒng)間存在的干擾類(lèi)型及工程上對(duì)干擾規(guī)避的要求，提出了一種簡(jiǎn)單有效的干擾分析方法，通過(guò)理論計(jì)算分別得出TD-LTE在F頻段和D頻段與其他系統(tǒng)共址下的隔離度及空間隔離距離要求，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用提出幾種常用的干擾規(guī)避措施，分析各措施的優(yōu)缺點(diǎn)，最后得出TD-LTE與其他通信系統(tǒng)共址建設(shè)可行的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：TD-LTE；干擾；隔離度；干擾規(guī)避

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39；TN919 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）09-00-03

0 引 言

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，多網(wǎng)協(xié)同發(fā)展已成為各運(yùn)營(yíng)商在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展戰(zhàn)略。2014年中國(guó)鐵塔公司成立，通信基站基礎(chǔ)設(shè)施共建共享得到最大化，同站址部署2G、3G、4G系統(tǒng)已很普遍，部分站點(diǎn)甚至多達(dá)數(shù)十個(gè)系統(tǒng)，基站站址已成為運(yùn)營(yíng)商的寶貴資源。在中國(guó)移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，大量站點(diǎn)需利用舊原站址資源，不但需要考慮基站鐵塔的承重、電源及配套的負(fù)載能力等，還需考慮系統(tǒng)間的干擾因素，通過(guò)分析TD-LTE網(wǎng)絡(luò)與其他系統(tǒng)共址時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的隔離度要求，合理設(shè)置空間隔離距離，在設(shè)計(jì)及施工階段充分規(guī)避干擾問(wèn)題，對(duì)后續(xù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量具有重要作用。

1 TD-LTE干擾分析

1.1 通信系統(tǒng)頻段分配

目前，中國(guó)移動(dòng)同時(shí)運(yùn)營(yíng)GSM900M、DCS1800M、TD-SCDMA、TD-LTE幾種網(wǎng)絡(luò)，其中TD-LTE網(wǎng)絡(luò)室外站建設(shè)主要采用F頻段（1885～1905 MHz）和D頻段（2575～2635MHz）。中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信也同時(shí)運(yùn)營(yíng)多網(wǎng)絡(luò)，各運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)使用頻段見(jiàn)表1所列。

1.2 TD-LTE與異系統(tǒng)干擾分析

LTE系統(tǒng)干擾從來(lái)源上可分為噪聲干擾、系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾，其中系統(tǒng)間干擾是對(duì)通信系統(tǒng)影響較大的干擾因素，主要包括鄰信道干擾、互調(diào)干擾、雜散干擾和阻塞干擾。

1.2.1 鄰信道干擾

鄰信道干擾主要來(lái)自相鄰的頻率，被干擾接收機(jī)接收到相鄰頻道發(fā)射機(jī)泄漏的信號(hào)所致，決定該干擾的關(guān)鍵特性指標(biāo)是發(fā)射機(jī)的鄰道泄漏（ACLR）和接收機(jī)的鄰道選擇性（ACS）。TD-LTE采用F頻段組網(wǎng)最可能出現(xiàn)鄰信道干擾的為電信1.8 G LTE FDD系統(tǒng)，采用D頻段則有可能與聯(lián)通、電信的D頻段出現(xiàn)鄰信道干擾，但由于在頻率分配及使用中已考慮頻率保護(hù)間隔，所以系統(tǒng)間鄰信道干擾情況比較少，且聯(lián)通和電信分配的D頻段暫未使用，在現(xiàn)有通信系統(tǒng)中，TD-LTE鄰信道干擾影響較小。

1.2.2 互調(diào)干擾

互調(diào)干擾主要由接收機(jī)的非線(xiàn)性引起，指兩個(gè)以上單頻信號(hào)通過(guò)一個(gè)非線(xiàn)性系統(tǒng)或設(shè)備時(shí)，當(dāng)互調(diào)產(chǎn)物落在被干擾系統(tǒng)通道內(nèi)，出現(xiàn)因頻率相同而無(wú)法濾除所造成的干擾。三階互調(diào)干擾是最強(qiáng)也是影響最大的互調(diào)干擾，一般情況下，互調(diào)產(chǎn)物電平應(yīng)不超過(guò)雜散干擾要求，工程中一般只要滿(mǎn)足雜散干擾即可避免互調(diào)干擾的影響。

1.2.3 雜散干擾

雜散干擾是由于發(fā)射機(jī)中的功放、混頻器、濾波器等非理想性，會(huì)在工作帶寬以外很寬范圍內(nèi)產(chǎn)生輻射信號(hào)分量，對(duì)被干擾系統(tǒng)造成干擾。雜散干擾是對(duì)通信系統(tǒng)影響較大的一種干擾，如果系統(tǒng)間沒(méi)有足夠的隔離，干擾信號(hào)落入被干擾基站接收帶寬內(nèi)將導(dǎo)致接收機(jī)噪聲門(mén)限的增加，接收機(jī)靈敏度降低，雜散干擾一般只能從干擾源進(jìn)行消除。

1.2.4 阻塞干擾

阻塞干擾并非落在被干擾系統(tǒng)接收帶內(nèi)的信號(hào)，但由于干擾信號(hào)過(guò)強(qiáng)，超出了接收機(jī)的線(xiàn)性范圍，導(dǎo)致接收機(jī)飽和而無(wú)法工作。為防止接收機(jī)過(guò)載，從干擾基站接收到的總的載波功率電平需低于其1 dB壓縮點(diǎn)，阻塞干擾可在被干擾接收機(jī)側(cè)進(jìn)行消除。

1.3 干擾規(guī)避準(zhǔn)則

為保證系統(tǒng)性能，須規(guī)避系統(tǒng)間干擾影響，工程上一般要求被干擾系統(tǒng)從干擾系統(tǒng)接收到的雜散輻射信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)比其接收機(jī)底噪低7 dB；在被干擾系統(tǒng)生成的三階互調(diào)干擾電平應(yīng)比接收機(jī)底噪低7 dB；被干擾系統(tǒng)從干擾系統(tǒng)接收到的總載波功率比接收機(jī)的1 dB壓縮點(diǎn)低5 dB。

如果滿(mǎn)足這些要求，被干擾系統(tǒng)接收機(jī)靈敏度將只降低約0.8 dB，這對(duì)絕大多數(shù)系統(tǒng)而言都可接受。通常情況下，若滿(mǎn)足第一條準(zhǔn)則，也基本滿(mǎn)足后兩條準(zhǔn)則。因此研究系統(tǒng)間干擾時(shí)，一般只需考慮雜散和阻塞干擾，鄰頻及互調(diào)干擾往往歸入雜散干擾的范疇。

2 TD-LTE與異系統(tǒng)隔離度要求

2.1 干擾分析方法

移動(dòng)通信系統(tǒng)常用的干擾分析方法有靜態(tài)蒙特卡羅仿真方法和基于最小耦合損耗計(jì)算的確定性分析法。靜態(tài)蒙特卡羅仿真法是通過(guò)迭代計(jì)算仿真得出一個(gè)受到其他系統(tǒng)干擾影響的系統(tǒng)，其復(fù)雜度會(huì)隨著系統(tǒng)的復(fù)雜性逐步增加。確定性分析法又叫最小耦合損耗計(jì)算法，指基于鏈路預(yù)算原則，在滿(mǎn)足接收機(jī)靈敏度的條件下，通過(guò)計(jì)算兩個(gè)系統(tǒng)間的最小耦合損耗來(lái)確定系統(tǒng)間的干擾情況。本文將采用確定性分析法，結(jié)合3GPP TS36.104協(xié)議規(guī)定的指標(biāo)要求，分別計(jì)算TD-LTE采用F頻段和D頻段組網(wǎng)時(shí)與其他通信系統(tǒng)的隔離度要求，最后得到水平和垂直隔離距離。

論文主要分析TD-LTE系統(tǒng)與其他通信系統(tǒng)間的雜散干擾和阻塞干擾，分別計(jì)算兩種干擾下的隔離度要求，以最大值作為T(mén)D-LTE系統(tǒng)最終應(yīng)滿(mǎn)足的隔離度要求，最后轉(zhuǎn)換為水平及垂直隔離距離，指導(dǎo)實(shí)際工程。干擾分析的具體流程如圖1所示。

2.2 隔離度及空間隔離距離計(jì)算方法

本文重點(diǎn)分析了雜散干擾及阻塞干擾的隔離度要求，計(jì)算方法如下：

（1）雜散干擾隔離度計(jì)算方法

通信系統(tǒng)規(guī)避雜散干擾所需滿(mǎn)足的隔離度為：

Ds（dB）=S+10lg（BW/BWm）-Imax （1）

其中： S為干擾源的雜散指標(biāo)；BW為被干擾系統(tǒng)載波帶寬（Hz）；BWm為干擾源雜散指標(biāo)的測(cè)量帶寬（Hz）；Imax為最大干擾信號(hào)強(qiáng)度容限（dB）。endprint

在干擾分析中，Imax取決于接收機(jī)可接受的最大靈敏度損失，通常采用0.8 dB靈敏度損失評(píng)估準(zhǔn)則，即下降7 dB。此時(shí)Imax計(jì)算方法如下：

Imax（dB）=N+10 lg（10（0.8/10）-1）=（N-7）dB （2）

N=-174+10 lg（BW）+Nf （3）

其中，N為接收機(jī)底噪，Nf是接收機(jī)噪聲系數(shù)。

（2）阻塞干擾隔離度計(jì)算方法

規(guī)避干擾系統(tǒng)的阻塞干擾隔離度計(jì)算公式為：

Db（dB）=Tx-B （4）

Tx為干擾系統(tǒng)的發(fā)射功率； B為被干擾系統(tǒng)的抗阻塞指標(biāo)。

（3）空間隔離距離計(jì)算方法

根據(jù)系統(tǒng)天線(xiàn)間的相對(duì)位置關(guān)系，系統(tǒng)間空間隔離可分為水平隔離、垂直隔離、組合梯形隔離。假定Dmax為Ds和Db的最大值，水平隔離距離Lh及垂直隔離距離Lv與隔離度Dmax的計(jì)算關(guān)系如下：

Dmax=22+20 lg （Lh/λ）-（Gt+Gr） （5）

Dmax=28+40 lg （Lv/λ） （6）

其中：λ（m）為載波波長(zhǎng)，若為雜散干擾，應(yīng)取被干擾系統(tǒng)接收頻段波長(zhǎng)，若為阻塞干擾，則取干擾系統(tǒng)發(fā)射頻段波長(zhǎng)；Gt（dBi）為干擾系統(tǒng)發(fā)射天線(xiàn)對(duì)被干擾系統(tǒng)接收天線(xiàn)的發(fā)射增益；Gr（dBi）為被干擾系統(tǒng)接收天線(xiàn)對(duì)干擾系統(tǒng)發(fā)射天線(xiàn)的接收增益。

2.3 TD-LTE系統(tǒng)與其他系統(tǒng)隔離度要求

查閱3GPP TS 36.104協(xié)議，查看E-UTRA基站與其他頻段系統(tǒng)基站共址時(shí)發(fā)射機(jī)雜散干擾、接收機(jī)阻塞干擾的指標(biāo)要求，并結(jié)合各運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)情況，得到各通信系統(tǒng)參數(shù)及指標(biāo)，見(jiàn)表2所列。

中國(guó)移動(dòng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)采用F和D頻段進(jìn)行室外覆蓋，其中D頻段主要用來(lái)解決容量需求，電信和聯(lián)通TD-LTE分配的室外覆蓋頻段都為2.6 GHz，目前暫未規(guī)模組網(wǎng)，結(jié)合上述參數(shù)和計(jì)算公式，綜合考慮雜散干擾及阻塞干擾的影響，TD-LTE在F頻段和D頻段下與其他通信系統(tǒng)共址時(shí)需滿(mǎn)足的隔離度要求見(jiàn)表3和表4所列。

從表3和表4的計(jì)算結(jié)果知，TD-LTE采用F頻段或D頻段與其他通信系統(tǒng)共址共存時(shí)，系統(tǒng)間隔離度都不大，工程中可以采用水平隔離距離或垂直隔離距離來(lái)實(shí)現(xiàn)隔離度要求，參照目前各運(yùn)營(yíng)商使用頻率的情況，因中國(guó)電信1.8 GHz頻段LTE FDD與中國(guó)移動(dòng)F頻段TD-LTE間僅有5 MHz保護(hù)帶，可能存在鄰頻干擾，因此共址建設(shè)時(shí)應(yīng)采用異平臺(tái)部署，盡量通過(guò)垂直隔離距離達(dá)到隔離度要求，或采用加裝濾波器等措施進(jìn)行干擾規(guī)避。

3 干擾規(guī)避措施

站址是通信運(yùn)營(yíng)商的寶貴資源，多系統(tǒng)共站址時(shí)，在天面資源充足的情況下，一般優(yōu)選獨(dú)立部署的天饋系統(tǒng)以便于后期進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，但隨著通信技術(shù)的發(fā)展，站址資源需求越來(lái)越大，天面資源也越來(lái)越緊張，在多系統(tǒng)共存的條件下，做好同址異系統(tǒng)的干擾規(guī)避措施對(duì)保障網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量愈發(fā)重要。

TD-LTE與其他系統(tǒng)共址時(shí)，為有效抑制干擾影響，在無(wú)法通過(guò)空間隔離距離達(dá)到規(guī)避干擾的情形下，可采用下述方法降低干擾：

（1）在不影響覆蓋范圍的條件下，通過(guò)調(diào)整天線(xiàn)方位角和下傾角，保證背向一定角度來(lái)減少天線(xiàn)間的路徑增益和增加空間隔離度。

（2）因阻塞干擾受限導(dǎo)致干擾問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，可通過(guò)降低發(fā)射功率減小干擾，但此舉會(huì)降低覆蓋范圍，工程中應(yīng)結(jié)合具體覆蓋要求進(jìn)行分析。

（3）采用多頻天線(xiàn)或?qū)掝l天線(xiàn)共天饋建設(shè)。該方法適用于同運(yùn)營(yíng)商的不同系統(tǒng)共址建設(shè)，也是在天面資源不足的情況下，較普遍采用的建設(shè)方案。鐵塔公司成立后，站址租金就成了三大運(yùn)營(yíng)商建設(shè)中考慮的一個(gè)重要因素，共天饋建設(shè)的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約租金，但因涉及更換天線(xiàn)，因此增加了工程施工的工作量，且多頻或?qū)掝l天線(xiàn)單價(jià)較普通單頻天線(xiàn)貴。

（4）加裝外置濾波器。加裝外置濾波器適用于各種場(chǎng)景，尤其是當(dāng)干擾系統(tǒng)與被干擾系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)足共址建設(shè)條件時(shí)，加裝濾波器是一種簡(jiǎn)單可靠的處理方案。該方案可獨(dú)立進(jìn)行RF優(yōu)化和參數(shù)設(shè)定，與獨(dú)立部署相比，在射頻信號(hào)端加裝濾波器，增加了施工工作量和濾波器購(gòu)置費(fèi)。

在實(shí)際工程中，干擾隔離措施的選擇需根據(jù)建設(shè)需求和場(chǎng)景進(jìn)行合理選擇，同時(shí)結(jié)合調(diào)整天線(xiàn)方位角、下傾角、安裝位置等方法綜合考慮，以達(dá)到較好的共站效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)TD-LTE同其他系統(tǒng)的干擾分析研究，采用確定性計(jì)算方法得出TD-LTE采用F頻段、D頻段組網(wǎng)時(shí)與其他系統(tǒng)的隔離度要求及空間隔離距離。結(jié)果表明，除F頻段TD-LTE可能與電信1.8 GHz存在鄰頻干擾需采取規(guī)避措施外，TD-LTE與其他系統(tǒng)共址時(shí)隔離度要求比較容易實(shí)現(xiàn)，天線(xiàn)水平隔離距離約0.6 m或異平臺(tái)部署都能滿(mǎn)足隔離度要求，對(duì)無(wú)法滿(mǎn)足空間隔離存在干擾的情形，可采用更改天線(xiàn)位置、共天饋、加裝濾波器等措施，TD-LTE與其他系統(tǒng)共址建設(shè)是可行的。本文的分析結(jié)論可用于指導(dǎo)TD-LTE規(guī)劃及工程設(shè)計(jì)，具有一定的理論和實(shí)踐價(jià)值，可為T(mén)D-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的干擾規(guī)避提供理論依據(jù)。

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