TDD LTE干扰分析原理及检测

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTDHuawei Confidential 文档密级：内部公开文档密级：内部公开 2022-4-8TDD LTE干扰分析原理及检测HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 2第第2 2章章 干扰分析基本原理干扰分析基本原理第第3 3章章 干扰的发现和解决干扰的发现和解决第第4 4章章 主要干扰分析结论主要干扰分析结论HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分类干扰分类干扰是影响网络质量的关键因素之一，对通话质量、掉话

2、、切换、拥塞以及网络的覆盖、容量等均有显著影响。研究干扰的目的：保证各系统间不产生相互干扰，可以正常运行。方式一：方式一：频频率率带内干扰*带内干扰指干扰信号本身落入到接收系统带内的干扰，如杂散干扰就是带内干扰，这是一种非常常见的干扰；带外干扰*干扰信号本身在接收频带以外，但是由于接收机的非理想特性，会接收带外信号，从而导致产生阻塞或互调等干扰。*消除带外干扰需要在接收端加滤波器，或调整天线方位角下倾角等手段。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分类干扰分类方式三：来源方式三：来源内部干扰*内部干扰指从基站到天馈天线这一段产生的

3、干扰，如由于发射机出现问题而导致发射信号干扰接收带外部干扰*指接收天线从外部接收到的干扰。方式四：系方式四：系统统移动通信系统，如GSM其它系统：如电视频台、对讲机、微波炉方式二：网元方式二：网元基站与基站间干扰：杂散干扰、阻塞干扰、互调干扰基站与终端间干扰：ACLR（Adjacent Channel Leakage Ratio）、ACS（Adjacent Channel Selectivity）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 概念简介概念简介杂杂散散由于发射滤波器的不理想，发射机带外的泄漏、谐波发射、寄生发射、互调产物、以及变

4、频产物落入到其它系统带内，引起其它系统底噪抬升，从而引起灵敏度恶化的一种干扰。需要在干扰系统上安装滤波器抑制杂散干扰。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 概念简介概念简介阻塞阻塞由于接收滤波器的不理想，接收滤波器并不会完全抑制掉带外信号，所以会接收到一定强度的带外信号，如果带外信号足够强，则接收滤波器将会接收到足够强的带外信号，从而引起干扰。阻塞干扰与接收机特性有关，需要在被干扰系统上安装滤波器抑制阻塞干扰。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 概念简介概念简介互互调调互

5、调特性也是接收机的特性之一，指接收机接收到两个或以上具有特定频率的强信号时产生组合频率产物而引起的干扰。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 概念简介概念简介ACLR （Adjacent channel Leakage Ratio）发射信号在本信道功率与泄漏到邻信道功率的比值HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 概念简介概念简介ACS （ Adjacent Channel Selectivity ）接收滤波器在指定信道上的衰减与在邻道上的衰减的比值。接收滤波器形状带内平均衰减

6、：A dB接收滤波器对邻道平均抑制 B dBdB表示的ACS：ABHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 概念简介概念简介ACS真正的干扰功率（相当于落入带内的干扰强度）接收滤波器（接收滤波器（A dB邻道衰减）邻道衰减）工作频点工作频点相邻载波相邻载波工作频点工作频点相邻载波相邻载波接收的干扰：干扰信号总功率ACSHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 概念简介概念简介ACIRACS和ACLR一般都是共同起作用，用ACIR表示以数值表示时，由于邻道泄漏导致的干扰为：干扰功率/A

7、CLR，由于邻道选择性导致的干扰为：干扰功率/ACS，所以总的干扰为：干扰功率/ACLR+干扰功率/ACS.所以ACIR（Adjacent Channel Interference Ratio）与ACS及ACLR间存在以下式子：ACSACLRACIR111HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 概念简介概念简介保保护带护带保护带/Offset/RBW干扰底噪分析系统接收带宽：BW（MHZ）接收机噪声系数：NF（dB）底噪（Noise）-174+10*log（BW*106)+NF注：*物理公式：热噪声KTFBW，其中K：波耳兹曼常数1.3

8、810(-23)焦耳/开，T：开氏温度，室温290K，F：接收机噪声系数，BW带宽。得到底噪为174dBm/Hz，也就是10*LOG（KT）10LOG（NF*BW）174dBm/Hz10LOG（NF*BW）HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 13第第1 1章章 干扰基础知识干扰基础知识第第3 3章章 干扰的发现和解决干扰的发现和解决第第4 4章章 主要干扰分析结论主要干扰分析结论HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理干干扰扰影响影响

9、干扰是影响网络质量的关键因素之一，其中最直接的影响是灵敏度的降低，从而导致的覆盖半径的下降。灵敏度下降与覆盖半径下降间的关系（按照经典的传播模型Okumura-Hata计算，基站天线高度30米）。 灵敏度恶化（dB)覆盖半径下降覆盖面积下降0.43%5%16.37%12.33%212.33%23.14%317.91%32.61%528.03%48.21%1048.21%73.17%*共站时灵敏度恶化1dB*不共站时灵敏度恶化3dBHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理干干扰评扰评估估标标准准不同干扰电平

10、情况下造成系统接收底噪抬高的具体电平： 10arg101log*10)(inmMdBRinmMargerferenceIintnoiseNinmMarg（dB）底噪抬升 R (dB)03.0 -12.5 -22.1 -31.8 -41.5 -51.2 -61.0 -70.8 -80.6 -90.5 -100.4 灵敏度=SINR+底噪HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理1.基站基站间间干干扰扰基站间干扰分析基站间干扰，具有最基本的特性是一个系统的下行频率与另外一一个系统的下行频率与另外一个系统的上行频

11、率非常接近，保护带很小；个系统的上行频率非常接近，保护带很小；干扰类型：杂散阻塞互调HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理1.基站基站间间干干扰扰通信系统的一般实现如下图：发射滤波器发射放大器接收滤波器接收单元接收机发射单元ABCD干扰系统被干扰系统发射天线接收天线对于基站与基站间的干扰，由于基站间的相对位置是固定的，天线的方位角，下倾角等都是确定的，显然这是一种点对点的干扰，对于这种干扰，我们可以使用确定性的分析方法进行分析，即从干扰源的功率出发，减去中间的一切损耗，可以计算出被干扰基站的接收到的干扰

12、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理1.基站基站间间干干扰扰基站间干扰分析计算杂散：被干扰系统允许接收杂散功率干扰系统杂散功率天线隔离度即：天线隔离度干扰系统杂散功率 被干扰系统允许接收杂散功率阻塞：被干扰系统允许接收阻塞功率干扰系统发射功率天线隔离度即：天线隔离度干扰系统发射功率 被干扰系统允许接收阻塞功率互调：被干扰系统允许接收互调功率干扰系统发射功率天线隔离度即：天线隔离度干扰系统发射功率 被干扰系统允许接收互调功率HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Conf

13、idential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理2.终终端端间间干干扰扰固定终端间的干扰分析方法与基站间干扰分析方法类似；移动终端间的干扰需要仿真来评估；终端和终端间的干扰是不可避免的，只是终端间的干扰比基站间的干扰影响小，并且这种干扰事件是不确定的。而且只影响一小部分用户，且对于移动用户，影响是临时的；实际终端间如果有遮挡，干扰影响更小。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理3.基站基站终终端端间间干干扰扰基站、终端间干扰分析基站终端间干扰，具有最基本的特性是一个系统的上行频率（下行频率）与另外一个

14、系统的上行频率（下行频率）非常接近，保护带很小。 指标：ACS、ACLRHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理3.基站基站终终端端间间干干扰扰场景假设：共站、不共站A系统B系统网络A网络B对于基站与终端间的干扰（同频段邻频干扰），由于终端的位置的不固定性，业务类型的多样化，终端类型的多样性及与调度等密切相关，无法通过理论分析的方法得到准确的结果。在基站与终端间干扰分析中，理论分析仅作为一个辅助的分析方法（点的分析），如分析是否存在死区，能够保证的边缘用户速率，共站时覆盖的变化等，仿真分析则是面的分析，模

15、拟终端的不同行为，从而得到与实际情况下相符合的结果。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理3.基站基站终终端端间间干干扰扰覆盖分析：理论分析干扰对覆盖的影响（单点分析）影响ACIR邻频干扰大小接收机底噪抬升量覆盖收缩量容量分析：仿真分析干扰对系统容量的影响保护带分析方法分析ACIR与覆盖收缩的关系，通过理论计算的方式得出；分析ACIR与容量变化的关系，通过仿真分析的方式得出；得到ACIR与覆盖收缩、容量变化的关系，求得什么样的ACIR值是可以接受的。给出保护带与ACIR的关系；通过ACIR与覆盖收缩、容

16、量变化的关系以及ACIR与保护带的关系，将保护带与覆盖收缩、容量变化联系起来，求得需要多少保护带；结论：覆盖收缩、容量变化多少时需要多少保护带。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理1.基站间干扰控制手段如何解决干如何解决干扰扰问题问题？ LTE-TDD与TDD系统的共存需尽量控制同步和时隙兼容 增加保护带干扰控制策略 增加天线隔离度 调整产品规格 方案方案优点优点缺点缺点备注备注增加保护带增加保护带直接降低直接降低干扰干扰频谱利用率降频谱利用率降低低如果有额外频率资源，优如果有额外频率资源，优先考虑增

17、加保护带先考虑增加保护带增加天线间增加天线间隔离度隔离度直接降低直接降低干扰干扰受空间限制，受空间限制，较大的天线间较大的天线间隔无法做到隔无法做到如果安装空间允许，安装如果安装空间允许，安装时考虑天线间隔尽量大，时考虑天线间隔尽量大，同时最好不要共站同时最好不要共站安装滤波器安装滤波器可以比较可以比较彻底解决彻底解决干扰问题干扰问题增加额外人工增加额外人工与滤波器成本与滤波器成本，同时带来一，同时带来一定额外插损。定额外插损。具有一定保护带情况下，具有一定保护带情况下，安装滤波器可以彻底解决安装滤波器可以彻底解决干扰，但增加成本及带来干扰，但增加成本及带来一定损耗。一定损耗。调整产品规调整产

18、品规格格可以比较可以比较彻底解决彻底解决干扰问题干扰问题重新开发增加重新开发增加成本，产品规成本，产品规格数目增多，格数目增多，维护成本增加维护成本增加存在市场需求较大时，可存在市场需求较大时，可以考虑调整产品规格以避以考虑调整产品规格以避免干扰，但会带来额外的免干扰，但会带来额外的开发成本及维护成本。开发成本及维护成本。共站或近站建设增加保护带 安装滤波器 2.基站终端间干扰控制手段HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰分析基本原理干扰分析基本原理常常见见系系统统干干扰扰分析典型分析典型结论结论Guardband Require

19、ment for Co-existing SystemsCo-existing Systems指标Guardband Requirement MHzLTEother system1.4MHz LTE3MHz LTE5MHz LTE 10MHz LTE 15MHz LTE20MHz LTELTE 900/1800MHz + GSM 900/1800MHz协议协议0.20.20.20.20.20.2产品协议0.20.20000LTE FDD + LTE TDD (Adjacent Channel/Co-existing) 协议协议555555LTE FDD + LTE TDD (Adjacent

20、Channel/Co-siting) 协议协议101010101010LTE Band X + LTE Band X协议协议000000HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 25第第1 1章章 干扰基础知识干扰基础知识第第2 2章章 干扰分析基本原理干扰分析基本原理第第4 4章章 主要干扰分析结论主要干扰分析结论HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰的发现和解决干扰的发现和解决电电磁背景干磁背景干扰测试扰测试注意事注意事项项： ：提前准备工具：*数字地图or M

21、apinfo地图*频谱仪or Scanner*带通滤波器*低噪放*定向天线 or 全向天线*GPS*指南针*测试车辆*便携机*50欧姆匹配负载*电源线及插排*各种转换接头及连接线测试路线及点选择：*路测的测试路线选择城市的主要道路；*定点测试通常选择到待建站点的天面上，要求选择的站点位于城市主要覆盖区域，测试的天线周围比较开阔，一般高于周围建筑物35米。定点测试根据城市的大小，通常选择15个点进行测试。*如果定点测试无法选择待建站点，那么选择的测试点要求高度大于30m，测试的天线周围比较开阔，一般高于周围建筑物35米。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Co

22、nfidential 干扰的发现和解决干扰的发现和解决电电磁背景干磁背景干扰测试扰测试频谱仪底噪获取：*在频谱仪或者Scanner外接50欧姆的匹配负载，获取频谱仪或者scanner的测量最大值作为频谱仪或者scanner的底噪*如果没有50欧姆的匹配负载，可在确认无干扰的地方，直接断开天线与带通滤波器的连接，保持开路，获取频谱仪或者scanner的测量最大值作为频谱仪或者scanner的底噪；*如果已知频谱仪或者scanner的噪声系数（NF），则可以直接计算频谱仪或者scanner的底噪 = -174dBm/Hz + 10log(RBW) + NFSpectrum analyzer or

23、ScannerDummy load频谱仪或者scanner底噪测试示意图HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰的发现和解决干扰的发现和解决电电磁背景干磁背景干扰测试扰测试电磁背景干扰UL/DL测试连接示意图如下UL/DL Band pass filterLow-noise amplifier Omni antennaSpectrum analyzer or Scanner下行干扰测试采用路测方法，更接近于用户的实际情况。上行测试建议采用路测或者采用定点测试。如果没有带通滤波器，可能会因为频谱分析仪或扫描仪本身的动态范围小，而测试频

24、段的邻频有大信号，从而导致底噪抬升，造成对小信号测试不准。如果没有低噪放，可能对同频段内会造成UL灵敏度恶化超出要求，但是信号大小又超出频谱分析仪或扫描仪本身的动态范围的信号测不准，导致对该频段范围的干扰无法完全测试清楚进而导致该部分干扰无法定位。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰的发现和解决干扰的发现和解决电电磁背景干磁背景干扰测试扰测试路测和定点测试的优缺点路测：*优点：测试简单，数据处理方便，路测的覆盖面广。*缺点：需要路测设备支持上行频谱测试，而支持上行频谱测试的Scanner比较少由于建筑物阻挡，测到干扰信号可能会比

25、较弱，而实际基站却可能发现有干扰。路测只能确认路测时刻有无干扰，对非持续干扰很难发现。定点测试：选取一定数量的站点在建筑物的天面上进行定点测试。*优点：天面上阻挡少，接收到干扰信号电平高，更容易发现干扰。*缺点：需要获取每个站点的物业准入，测试时间长。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰的发现和解决干扰的发现和解决电电磁背景干磁背景干扰评扰评判判获得频谱仪或者Scanner外接匹配负载后的上行或下行底噪P1;获得频谱仪或者Scanner外接天线后的上行或下行功率是P2；如果（P1=P2），则表示不存在外界干扰；如果（P1P2），

26、则表示存在外界干扰HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰的发现和解决干扰的发现和解决电电磁背景干磁背景干扰扰定位定位电磁背景干扰UL/DL干扰定位连接示意图如下UL/DL Band pass filterSpectrum analyzerYagi antennaLow noise amplifier三点定位示意图HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential 干扰的现网分析手段干扰的现网分析手段M2000干干扰检测监扰检测监控控M2000网管，系统信令跟踪功能菜单中有干扰检测监控和

27、回放功能，指定小区可以连续观察载波接收功率。干扰检测功能的输出包括系统带宽上每个RB的接收信号强度，全带宽RSSI，每个天线口接收信号强度等内容。正常组网条件下，每RB接收信号强度在-110dBm左右，RSSI在-90dBm左右，每天线口的接收功率在-90dBm左右。上图是在网络不同步情况下，每RB接收信号强度达到了-80dBm，RSSI达到了-60dBm。关闭失步基站即可恢复正常水平。由此，可以判断故障原因是因为网络失步。HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 33第第1 1章章 干扰基础知识干扰基础知识第第2 2章章 干扰

28、分析基本原理干扰分析基本原理第第3 3章章 干扰的发现和解决干扰的发现和解决HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 34被干扰系统干扰系统干扰情况解决方案TDLPHS基站间杂散基站间杂散l隔离度需要隔离度需要89dB，水平间距需，水平间距需400米以上，或垂直间距米以上，或垂直间距5米以上米以上TDLDCS基站间阻塞基站间阻塞l隔离度共需要隔离度共需要66dB，楼顶安装水平间距大于，楼顶安装水平间距大于2米，铁塔安装垂直大于米，铁塔安装垂直大于1米米EVDOTDL基站间阻塞基站间阻塞l隔离度需隔离度需54dB，水平间距，水平间

29、距7米以上或垂直间距米以上或垂直间距0.7米以上米以上l如果频率间隔较小则干扰会很严重如果频率间隔较小则干扰会很严重TDLWCDMA基站间阻塞基站间阻塞l隔离度需隔离度需30dB，通过滤波器和空间隔离容易满足，通过滤波器和空间隔离容易满足WCDMATDL基站间阻塞基站间阻塞l隔离度需隔离度需61dB，水平间距，水平间距16米或垂直间距米或垂直间距1.1米以上米以上F F频段频段 TDLTDL与异系统干扰分析与异系统干扰分析TDS/TDL1880MHz1920PHS190018051935EVDO20102025TDSDCSTDS/TDLWLANTDLEVDO23202370 2400247325702620HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 35D D频段频段 TDLTDL与异系统干扰分析与异系统干扰分析l D频段TDL与TDS干扰分析 lTDL和TDS都是时分双工系统，非相邻频段同步情况下系统间干扰可以忽略，此处主要考虑两系统共站址非同步情况下，BS和BS之间的干扰。LTE TDDTD-SCDMA杂散干扰30dB阻塞干扰41dBTD-SCDMALT