楊少斌 唐瑞龍
摘要:針對5G網(wǎng)絡(luò)部署中可能遇到的FSS系統(tǒng)干擾、終端自干擾、與現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)間的隔離等問題進行分析。
關(guān)鍵詞:5G 同頻干擾 ?網(wǎng)絡(luò)間干擾
1、5G干擾分析
多網(wǎng)絡(luò)并存情況下,為保證每個網(wǎng)絡(luò)的覆蓋效果,干擾是一個必須解決的問題。5G部署初期,由于頻率分配問題,存在與FSS系統(tǒng)之間的干擾,以及運營商內(nèi)部、運營商之間多系統(tǒng)共址并存導致的干擾。下面對各種干擾進行分析。
1.1 5G與FSS系統(tǒng)之間的干擾
中國聯(lián)通和中國電信的5G頻段為3400?3600MHz。然而,C頻段與擴展C頻段(3400?4200MHz)—直是我國和亞洲地區(qū)衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的傳統(tǒng)核心頻段。
5G系統(tǒng)基站對FSS系統(tǒng)主要考慮同頻干擾和鄰頻干擾。具體造成干擾的程度主要取決于FSS地球站的仰角、所接收到的5G系統(tǒng)的集總干擾功率等。
同頻干擾:34OO?36O0MHz頻段,5G系統(tǒng)對衛(wèi)星固定業(yè)務地球站可能形成同頻干擾,需要克服(198+10 )dB的信號差。
鄰頻干擾:3600?4200MHz頻段,5G系統(tǒng)對衛(wèi)星固定業(yè)務地球站可能形成鄰頻干擾,需要克服93?114dB的信號差。
飽和干擾:3400?3700MHz頻段,5G系統(tǒng)對衛(wèi)星固定業(yè)務地球站可能形成飽和干擾,需要克服138dB的信號差。
1.2 5G與現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)間干擾
對于5G部署,業(yè)界存在兩種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署方式,即SA(獨立)架構(gòu)和NSA(非獨立)架構(gòu)。如果運營商5G網(wǎng)絡(luò)按NSA架構(gòu)部署,則要求終端支持雙連接技術(shù),釆用雙射頻同時連接4G與5G網(wǎng)絡(luò)并進行雙收雙發(fā),此時射頻器件的非線性等因素容易導致終端存在自干擾問題,即上行可能對下行接收產(chǎn)生諧波與互調(diào)干擾,造成接收端靈敏度下降。
雙連接作為非獨立組網(wǎng)下實現(xiàn)互操作方案的關(guān)鍵技術(shù),需終端在硬件上支持雙通道射頻,同時連接LTE與5G NR網(wǎng)絡(luò)。
由于射頻器件的非線性等因素,上行的雙發(fā)會帶來下行諧波和互調(diào)干擾,造成接收端靈敏度下降。終端雙鏈接干擾 主要體現(xiàn)在諧波干擾、互調(diào)干擾。
2 干擾解決建議
2.1 5G與衛(wèi)星地球站之間的干擾解決建議
(1)3400?3600MHz頻段5G基站與衛(wèi)星地球站干擾保護距離的確定
①干擾的客觀影響因素
· 5G基站
可通過調(diào)整5G基站發(fā)射功率、設(shè)置位置、天線高度、天線特性和基站天線下傾角等方式降低干擾。
·空間隔離和衰減
可在規(guī)劃5G基站時通過物理空間隔離5G基站和衛(wèi)星地球站,包括收發(fā)天線空間隔離、信號傳輸損耗衰減、建筑物隔離等方式,以降低干擾。
·衛(wèi)星地球站
可通過調(diào)整衛(wèi)星地球站的工作頻段、接收機性能、帶外抑制性能、抗阻塞性能、天線設(shè)置位置和高度、工作方位角和仰角等方式降低干擾。
②干擾保護距離的確定
考慮到衛(wèi)星地球站采用方向性天線,實際場景下的干擾保護距離應考慮對被干擾無線電臺(站)實際使用天線的方 向性圖進行分析。在缺少有關(guān)地球站天線輻射方向性圖的特定信息時,可采用國際電聯(lián)ITU-R S.465建議書提供的“用于2?31GHz頻率范圍協(xié)調(diào)和干擾評估的衛(wèi)星固定業(yè)務地球站天線的參考輻射方向性圖”作為工程評估參考。
典型城區(qū)環(huán)境下5G基站與3400?3600MHz頻段衛(wèi)星地球站的參考干擾保護距離,在衛(wèi)星地球站接收天線主軸2° 以外的區(qū)域可減小到5km。
(2)5G基站與衛(wèi)星地球站協(xié)調(diào)區(qū)半徑
根據(jù)國際電聯(lián)ITU-R F.758-6建議書,在固定業(yè)務臺(站)工作頻段,干擾信號限值為固定業(yè)務臺(站)接收系統(tǒng)噪聲電平減10dB,超過該限值的干擾信號可能對固定業(yè)務臺(站)造成有害干擾。
5G基站與固定業(yè)務臺(站)的干擾協(xié)調(diào)區(qū)是指以固定業(yè)務臺(站)為中心且在一定范圍內(nèi)的地理區(qū)域,在此區(qū)域內(nèi)使用相同頻率的5G基站可能會對固定業(yè)務臺(站)產(chǎn)生有害干擾。
原則上干擾協(xié)調(diào)區(qū)為以固定業(yè)務臺(站)為中心、半徑為300m的圓形區(qū)域;對于微波通信系統(tǒng),當5G基站位于微 波通信系統(tǒng)的最大增益接收方向時,應避免5G基站的最大增益發(fā)射方向正對微波通信系統(tǒng)。
(3)干擾解決方案及建議
①衛(wèi)星運營商將工作在3400?3700MHz頻段上的衛(wèi)星業(yè)務調(diào)整至3700?4200MHz或其他不受干擾影響的頻段,并對 調(diào)整至3700?4200MHz頻段的衛(wèi)星地球站釆用第②條措施。
②為3700 ? 4200MHz頻段的衛(wèi)星地球站額外加裝該頻段的濾波器,或更換上述工作頻段的低噪聲放大(LNA)、變頻器(LNB),可增加45dB左右的隔離度。
③調(diào)整5G系統(tǒng)基站站址布局;避讓衛(wèi)星地球站接收天線主瓣方向(離軸角2°以內(nèi));如果基站位于衛(wèi)星地球站 接收天線第一旁瓣(離軸角2°?48°)、副瓣或背瓣(離軸角大于48°)方向,相對位于主瓣方向可增加20?34dB的隔離度。
④為衛(wèi)星地球站加裝屏蔽網(wǎng),單層屏蔽網(wǎng)可增加8 ? 12dB的隔離度。
⑤調(diào)整5G系統(tǒng)基站的最大輻射方向和下傾角,可增加0?8dB的隔離度。
⑥降低5G基站發(fā)射功率,在一定程度上緩解干擾。
⑦有效利用建筑物隔離,單墻體可增加8?20dB的隔離度。
(4)5G基站選址建議
①5G基站規(guī)劃選址要提前考慮與衛(wèi)星地球站的空間隔離,盡量減小對衛(wèi)星地球站的干擾。
②衛(wèi)星保護站周邊尤其南向盡量不要建設(shè)掛高較高的 5G基站,可優(yōu)先通過微基站或者室內(nèi)分布等方式解決周邊 5G覆蓋。
③合理地布局規(guī)劃5G基站頻率,在衛(wèi)星保護站附近釆取異頻組網(wǎng)方式減小干擾。
3 結(jié)束語
(1)5G基站對衛(wèi)星地球站等無線電臺(站)的干擾,通過基站規(guī)劃布局方式解決時存在較大難度,可通過為衛(wèi)星通信地球站加裝頻段濾波器,或?qū)⒌驮肼暦糯笃?、變頻器更換為帶有濾波功能的500MHz帶寬設(shè)備等方式進行解決。
(2)可采用SA架構(gòu)組網(wǎng),避免5G終端雙連接自干擾。
(3)5G基站與現(xiàn)網(wǎng)2G、3G、4G等系統(tǒng)的干擾可通過設(shè)備物理隔離方式進行解決,優(yōu)先通過垂直隔離解決。
參考文獻
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