长期演进-频分双工与其他通信系统的隔离度

中邮建技术有限公司 肖嘉熙

中国电信股份有限公司南京分公司 许兴荣

长期演进-频分双工与其他通信系统的隔离度

中邮建技术有限公司 肖嘉熙

中国电信股份有限公司南京分公司 许兴荣

对LTE-FDD（长期演进-频分双工）与其他通信系统隔离度问题进行了探讨。实现LTE-FDD和其他类型的通信系统共用基础设施是当前发展的趋势，而对于建设产生影响的主要因素就是天线的隔离度，从而减少信息收发天线之间的干扰，提升信息传输的质量。

长期演进；频分双工；通信系统；隔离度

当前主要是通过对频率的选择，空间的隔离以及增加滤波器来降低LTE-FDD（长期演进-频分双工）系统内外的干扰的。

1 通信系统之间常见的干扰问题

1.1 杂散干扰

一般来说，我们认为当干扰基站受到系统内部的干扰热噪声低于7 dB时，就可以忽略掉这一干扰。如此一来，所对应的杂散所必须的隔离度LMCL就如式（1）所示。

式中干扰基站的杂散辐射电平则使用Pspu来表示；干扰电平的测量宽带为Winterfering；被干扰的系统信道宽带用Waffected来表示；而被干扰系统的接受带内热噪声则使用Pn来表示；Nf为接收机的噪声系数，一般来说，基站的接收机噪声系数不会超过5 dB。

1.2 阻塞干扰

在接收信号时，由于受到频带周围以及高频回路带内的强干扰信号的作用，使得接收机的线性范围超出了工作的线性范围，进而导致接收机因为饱和而无法工作的情况，我们称为阻塞干扰。只有在确保接收机所输入的强干扰信号的功率不会超过系统的指标要求的阻塞电平的前提下，才能够对阻塞干扰隔离度进行计算。我们设定接收机的阻塞电平指标为Pb，干扰发射机所能输出的功率为Po，那么系统之间隔离度就是

1.3 互调干扰

在各个系统进行信息输出的过程中会产生互相干扰的情况，而其主要的表现为互调干扰，f1、f2、f3分别为3个不同的发射频率，则所有的可能频率组合形式为：2f1－f2、2f1－f3、2f2－f1、2f2－f3、2f3－f1、2f3－f2、f1＋f2－f3、f1－f2＋f3、f2＋f3－f1。假如互调的产物落在了某一个系统的上行接收频段之内，该系统所在的基站对于信号的接收灵敏度就会受到一定程度的影响，但是该种互调方式对系统所能够产生的干扰相比较于杂散干扰和阻塞干扰来说影响小得多。基于此，我们下面对杂散干扰和阻塞干扰对于现代的民用通信系统以及LTE-FDD系统所能够产生的影响进行分析和研究。

2 多系统共存研究

2.1 空间隔离

对干扰系统的发射天线和被干扰系统的接受天线进行物理空间上的隔离，使得电波在空间传播之后经过衰减从而满足接收天线对干扰抑制的基本要求，根据系统的差异，我们可以采用水平隔离和垂直隔离来减弱系统之间的相互干扰作用，对于有足够条件的基站，应当尽可能地加大天线之间的空间距离，留有更多地抗干扰余量。当天线空间之间的隔离度不能够达到基本要求的时候，应当使用外部隔离带通过滤波器来减弱信息收发天线之间的信号干扰作用。

我们所使用的天线空间隔离的公式如下：

在两个天线之间的距离近似地满足远场的基本条件，则

对于采用水平空间隔离的公式则

对于采用垂直空间的隔离度公式则

式中，dh为于发射天线和接收天线之间的水平距离，D为发射天线和接收天线的最大尺寸，λ为被干扰系统中心频率对应的波长，Lh为水平空间隔离，发射天线和接收天线的增益分别为Gt和Gr，SLt是用来表示发射天线在两天线中心连线的角度方向上的副瓣电平，SLr是接收大线在两大线中心连线的角度方向上的副瓣电平(相对于主瓣方向为负值)，Lv为垂直空间的隔离度，dv为发射天线和接收天线之间的垂直距离。图1为水平空间隔离示意图。

2.2 器件隔离

在LTE eNB（演进型基站）和其他的基站系统共用一个天线反馈系统的时候，可以合理地使用多频合路器、滤波器等多种器件对整个系统的干扰水平加以控制。如今的工艺水平能够充分满足2.1节中所制定的多种系统同时存在的基本要求。

3 隔离度计算

3.1 CDMA800与GSM900站距计算

现在已经知道CDMA800的基站发射机带外杂散发射在885～915 MHz为－67 dBm/100 kHz，我们假设GSM900所能够承受的干扰点比背景噪声低4 dB，那么，就可以得到：

背景噪声为－116 dBm，干扰电平为－120 dBm。阻塞干扰的隔离度为

杂散干扰的隔离度为

其中Winterering为CDMA800干扰强度给定值，Waffected为GSM900隔离要求给定值。

基于以上的分析，我们对CDMA800和GSM900共站共建的隔离度要求是56 dB，经过计算得到水平隔离距离Dh和垂直隔离距离Dv为：

式中，Ih为CDMA800对GSM900杂散干扰的隔离度；Gtx为发射系统，Grx表示接收系统，是指代一个值；SL(f)Tx是发射天线该角度上的给定值，SL(θ)Rx是接收天线该角度上的给定值；Iv是计算水平隔离距离时所引用的杂散干扰的隔离度。

3.2 站距计算

我国LTE-FDD的发射频段将会在1 850～1 870 MHz之间，当前的中国移动3G网络的主要频段为2 015～2 025 MHz，但是随着TD-SCDMA技术的不断发展以及小灵通通信退出通信市场，中国移动将会使用F频段1 880～1 920 MHz两个通信系统来实现通信顺畅性的保护，而这两个通信系统所产生的影响将会和CDMA800对GSM900所产生的影响作用十分相像。

被干扰基站接收噪声底限是

其中B为干扰基站的天线连接处输出的杂散辐射，当接受天线对于信息识别的灵敏度损失1 dB时，干扰基站杂散辐射在被干扰基站的接收机处引入的噪声功率上限为

4 结束语

基于以上分析，只需要进行适当的空间布局就可以实现LTE-FDD通信方式和其他的通信系统共存的想法，并且建议在以下几个方面做出改进：第一，LTE-FDD应当和其他的通信系统进行垂直布局；第二，使用多频合路器来满足合路室分系统对于隔离度的要求；第三，尽量选择定向天线；第四，对于不能够满足间距要求和共址建站的应当考虑在基站的输出端安装滤波器来减少干扰。 ◆