TD-LTE 异系统干扰问题分析

TD-LTE异系统干扰问题分析培训目标学完本课程后，您应该能：了解干扰的基本原理熟悉异系统间干扰的计算方法掌握TD-LTE与异系统的隔离度要求了解隔离度计算公式了解解决系统间干扰的措施目录干扰的基本原理异系统间干扰的分析方法与计算隔离度的估算公式异系统间干扰的解决措施干扰场景基站与移动台间干扰很小，主要原因距离较远地面障碍物较多移动台间干扰也很小，主要原因发射功率较低两个移动台互相靠近的概率很低，一旦出现，可考虑在网络侧采用资源调度和功率控制等来抑制干扰场景基站间的干扰是异系统共存的核心问题天线位置固定，天线位置一般较高，空间传播环境好，干扰的概率很大基站发射功率高基站间的干扰分为共址干扰和共存干扰由于共站址的干扰更加严重，因此我们分析的场景为基站共址的干扰TD-LTE系统间干扰类型与TD-LTE可能共存的异系统GSMTD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000PHSWLAN系统间干扰杂散干扰阻塞干扰交调干扰干扰的基本原理杂散干扰23002010TD-SCDMA由于发射机中的功放、混频器和滤波器等器件的非线性，会在工作频带以外很宽的范围内产生辐射信号分量,若落在被干扰系统接收机的工作频带内时，会抬高了接收机的底噪，从而减低了接收灵敏度。TD-LTE干扰的基本原理阻塞干扰当输入信号为小信号，输出与输入成线性关系，当有用信号和强干扰一起加入接收机，系统工作在饱和区，输入输出不再是线性关系。阻塞干扰是指当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时，强干扰会使接收机链路的非线性器件饱和，产生非线性失真。干扰的基本原理交调干扰当多个系统共存时，这些系统的不同频点之间可能会产生互调产物；天馈系统需要用到很多器件，包括天线、合路器、功分器、滤波器等，这些器件都是不理想的，当不同频点的信号经过这些器件时，就会发生互调，产生很多干扰信号，其中比较强的是三阶，五阶产物；当接收机收到过强的异系统信号时，也会互调产生较强的干扰信号。干扰的基本原理三阶交调干扰目前的通信系统基站基本采用的都是超外差接收机，仅存在三阶交调干扰；作为接收机前端三阶混频的结果，频率为f1和f2的两个信道外的连续波引入一个三阶交调成分，频率等于（2f1-f2）、（2f2–f1），它将落入有用信号频带内，降低了输入到接收机解调器的载干比(C/I)。目录干扰的基本原理异系统间干扰的分析方法与计算隔离度的估算公式异系统间干扰的解决措施干扰的分析方法在干扰计算之前，要对干扰源进行定位和干扰类型判断，然后根据系统特点进行干扰确定性计算，得到系统间隔离度，通常用最小耦合损耗MCL来表示。MCL指发射基站到接收基站间路径损耗，包括天线增益和馈线损耗所得结果对应于最恶劣的情况确定规避干扰所需要的空间隔离度，采用相应的措施，如：天线安装时保证空间隔离距离。干扰的计算方法加性噪声干扰理论分析方法根据公式得到

其中，ΔS为灵敏度恶化值，Ir为允许到达接收机的加性噪声干扰信号强度，N为接收机底噪。干扰规避准则：被干扰基站从干扰基站接收到的杂散辐射信号强度应比它的接收机底噪低7dB；规避干扰所需要的空间隔离度为：TD-LTE与其他移动通信系统间的干扰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与GSM系统间干扰场景GSM系统下行对TD-LTE系统上行的干扰TD-LTE系统下行对GSM系统上行的干扰干扰分类TD-LTE工作在2300～2400MHz，GSM工作在900MHz和1800MHz，频率间隔比较大，交调干扰出现概率不大，所以TD-LTE与GSM系统间干扰仅分析杂散干扰与阻塞干扰。TD-LTE与GSM系统间互干扰类型根据3GPP协议，与GSM900/GSM1800共站的TD-LTE基站带外杂散指标：

-98dBm/100kHz以GSM900/1800接收机噪声系数为5dB为例，GSM基站在100KHz带宽内的底噪为：-174+10log(100K)+5=-119dBm根据干扰规避准则，被干扰基站接收到干扰基站的杂散信号强度应比其底噪低7dB；因此理论计算的最小耦合损耗为：MCL=S–Ir=-98–(-119-7)=28dBTD-LTE下行对GSM900/GSM1800上行的杂散干扰规避阻塞干扰的所需的隔离度，等于协议规定的干扰源天线口最大发射功率与抗阻塞干扰信号大小相减。GSMR99协议对GSM基站抗阻塞性能的规定：GSM900抗带外阻塞干扰信号电平门限值是8dBm,DCS1800抗带外阻塞干扰信号电平门限值是0dBm。TD-LTE基站最大发射功率46dBm。规避阻塞干扰所需要的隔离度：GSM900：46-8=38dBm，GSM1800：46-0=46dB。

TD-LTE下行对GSM900/GSM1800上行的阻塞干扰

GSM系统协议规定在TD-LTE频率范围内的杂散发射功率为-30dBm/3MHz以TD-LTE接收机噪声系数为5dB为例，TD-LTE基站在3MHz带宽内的底噪为：-174+10log(3M)+5=-104.2dBm根据干扰规避准则，被干扰基站接收到干扰基站的杂散信号强度应比其底噪低7dB；因此理论计算的最小耦合损耗为：MCL=S–Ir=-30–(-104.2-7)=81.2dBGSM900/GSM1800下行对TD-LTE上行的杂散干扰GSM900/DCS1800基站对TD-SCDMA基站的阻塞干扰3GPP协议对TD-LTE基站在2.3G~2.4GHz抗阻塞性能的规定：抗GSM900/1800阻塞信号指标是16dBm/1MHz。根据GSM900/DCS1800基站最大发射功率80W（49dBm）。规避对GSM基站阻塞干扰所需要的隔离度为：

MCL=49-16=33dB

GSM900/GSM1800下行对TD-LTE上行的阻塞干扰No.干扰对象干扰类型隔离度(dB)最终隔离度(dB)1TD-LTE基站对GSM900/1800基站杂散干扰2881.2阻塞干扰462GSM900/1800基站对TD-LTE基站杂散干扰81.2阻塞干扰33TD-LTE与GSM900/DCS1800互干扰的理论计算总结水平距离垂直距离65度定向天线，平行放置，增益18dBi116m2.7m全向天线，增益11dBi1466m2.7m水平距离垂直距离65度定向天线，平行放置，增益18dBi3.7m0.5m全向天线，增益11dBi46m0.5m需要保证81.2dB的MCL才可共站，由天线间距计算公式得：如在GSM基站发射端加滤波器，将其杂散功率抑制30dB，则天线间距可缩小为：No.干扰对象干扰类型隔离度(dB)最终隔离度(dB)1TD-LTE基站对CDMA2000基站杂散干扰3086阻塞干扰622CDMA2000基站对TD-LTE基站杂散干扰86阻塞干扰33TD-LTE与CDMA2000互干扰的理论计算总结水平距离垂直距离65度定向天线，平行放置，增益18dBi203m3.6m全向天线，增益11dBi2547m3.6m水平距离垂直距离65度定向天线，平行放置，增益18dBi6.4m0.7m全向天线，增益11dBi81m0.7m需要保证86dB的MCL才可共站，由天线间距计算公式得：如在CDMA基站发射端加滤波器，将其杂散功率抑制30dB，则天线间距可缩小为：No.干扰对象干扰类型隔离度(dB)最终隔离度(dB)1TD-LTE基站对TD-SCDMA基站杂散干扰3030阻塞干扰302TD-SCDMA基站对TD-LTE基站杂散干扰30阻塞干扰30TD-LTE与TD-SCDMA互干扰的理论计算总结水平距离垂直距离65度定向天线，平行放置，增益18dBi0.4m0.17m全向天线，增益11dBi4.7m0.17m需要保证30dB的MCL才可共站，由天线间距计算公式得：No.干扰对象干扰类型隔离度(dB)最终隔离度(dB)1TD-LTE基站对WCDMA基站杂散干扰3061阻塞干扰582WCDMA基站对TD-LTE基站杂散干扰61阻塞干扰33TD-LTE与WCDMA互干扰的理论计算总结水平距离垂直距离65度定向天线，平行放置，增益18dBi11.7m0.9m全向天线，增益11dBi147m0.9m需要保证61dB的MCL才可共站，由天线间距计算公式得：No.干扰对象干扰类型隔离度(dB)最终隔离度(dB)1TD-LTE基站对PHS基站杂散干扰81.289阻塞干扰682PHS基站对TD-LTE基站杂散干扰89阻塞干扰11TD-LTE与PHS互干扰的理论计算总结水平距离垂直距离65度定向天线，平行放置，增益18dBi286m4.3m全向天线，增益11dBi3600m4.3m需要保证89dB的MCL才可共站，由天线间距计算公式得：为了达到89dB的隔离度，工程上很难实现，如果必须共站，LTE和PHS发射端都要增加滤波器，进一步减小干扰。No.干扰对象干扰类型隔离度(dB)最终隔离度(dB)1TD-LTE基站对WLAN基站杂散干扰8686阻塞干扰662WLAN基站对TD-LTE基站杂散干扰86阻塞干扰42TD-LTE与WLAN互干扰的理论计算总结水平距离全向天线，增益3dBi1m需要保证86dB的MCL才可共站，当两系统用于室分系统，假设天线增益3dBi，LTE分布式系统的损耗为33dB，WLAN分布式系统的损耗为17dB，由此计算的天线间距如：多系统隔离的隔离度要求参考通常满足杂散干扰的隔离度，一定能满足对交调干扰的要求。因此不单独计算交调干扰对隔离度的影响，仅需考虑杂散干扰和阻塞干扰的影响，取两者中的最大值。多系统共存的隔离度要求（dB）RadioAccesstechnologyPHSWCDMATDSCDMADCS1800GSM900WLANTD-LTEPHS—817081818789WCDMA81—3333338961TDSCDMA9333—33338930DCS1800792929—778781.2GSM79292967—8981.2WLAN7984848484—86TD-LTE89613081.281.286—目录干扰的基本原理异系统间干扰的分析方法与计算隔离度的估算公式异系统间干扰的解决措施隔离度的估算空间隔离估算是干扰判断的重要阶段，通过系统间天线的距离、主瓣指向等计算得到理论的空间隔离度。隔离方式水平隔离垂直隔离倾斜隔离隔离度的估算水平隔离水平隔离度计算公式：DH（dB）=22+20log(S/λ)－（Gt

＋Gr）其中：S＝天线水平间距（米）λ＝中心频率对应的波长（米）Gt

＝在收发天线直线连线上发射天线增益（dBi）Gr

＝在收发天线直线连线上接收天线增益（dBi）隔离度的估算垂直隔离垂直隔离度计算：DV(dB)＝

28＋

40log(S/λ)S＝天线垂直间距（米）。λ＝中心频率对应的波长（米）。隔离度的估算斜线隔离倾斜隔离度计算：DS(dB)＝（DV-DH）×（θ/90）+DH其中：θ＝天线之间的垂直夹角（度）。λ＝中心频率对应的波长（米）。隔离度的估算可以看出：倾斜架设时天线隔离度小于完全垂直隔离度，但大于水平隔离度。通过外场测试验证，倾斜隔离度经典计算公式与实际测试值有一定差距，在应用时需要留10dB以上的余量。因此我们建议在LOS距离内的倾斜隔离度均按水平隔离方法计算。多系统共站址隔离度要求对于异系统干扰，在规划建设阶段就要关注：尽量避免不同制式系统的天线正对或斜对系统间要保证合适的隔离度系统共址时尽量垂直分布，因为垂直隔离距离远小于水平隔离距离，工程可实施性强。目录干扰的基本原理异系统间干扰的分析方法与计算隔离度的估算公式异系统间干扰的解决措施干扰解决措施抑制系统间干扰