一种TD-LTE的系统间干扰隔离方案研究

王宏图，艾怀丽，苏畅，唐志鸿，郭华

（中国移动通信集团江苏有限公司，江苏 南京 210041）

一种TD-LTE的系统间干扰隔离方案研究

王宏图，艾怀丽，苏畅，唐志鸿，郭华

（中国移动通信集团江苏有限公司，江苏 南京 210041）

TD-LTE系统网络建设中不可避免地会与其他系统间发生干扰，如何解决好TD-LTE系统间干扰问题是目前TD-LTE系统建设的重点问题。基于此，给出了TD-LTE与其他系统间干扰隔离度、隔离距离的计算方法，并给出了协议指标所对应的隔离度。

TD-LTE系统间干扰杂散干扰阻塞干扰

1　干扰介绍

干扰是影响网络质量和业务感知的关键因素之一，对通话质量、业务连续性、业务保持性、以及网络的覆盖性、容量充足性等均有显著影响。降低或消除干扰是TD-LTE网络优越性能充分发挥的重要环节，同时也是网络规划、优化的重要内容之一。

TD-LTE网络干扰分系统内干扰和系统外干扰，系统内干扰包括同频组网干扰和异频组网干扰，系统外干扰包括系统间干扰及其他随机干扰，本文将重点分析系统间的干扰，系统间干扰主要包含邻频干扰、杂散、阻塞、互调。图1为系统间干扰模型示意图。

1.1干扰场景

干扰场景有3类：基站-基站、基站-终端以及终端-终端。

在LTE TDD与其他系统间的干扰中，对于基站-终端、终端-终端干扰，因为终端位置的不确定性，导致基站和终端、终端和终端间的隔离度要求不断变化，只对个别终端造成暂时性的影响。而基站和基站之间的干扰是一直存在并且不变的，这种干扰最严重、影响范围最大。因此，BS-BS（Base Station-Base Station，基站-基站）干扰是网络规划中重点考虑的，本文只关注此场景下的干扰。

由于保护带较小，系统A下行对系统B上行形成干扰，BS-BS干扰场景如图2所示。

图1　系统间干扰模型示意图

图3　杂散干扰图

图5　三阶互调干扰图

1.2干扰类型

系统间干扰类型主要有3种：杂散、阻塞、互调。图3、4、5分别为这3类干扰的示意图。

杂散是一种带外辐射，指干扰源在被干扰接收机工作频段产生的加性干扰，包括干扰源的带外功率泄漏、放大的噪底、发射互调产物等等，使被干扰接收机的信噪比恶化。这种干扰多是由发射机产生，包括功放产生和放大的热噪声、多载频工作产生的互调产物以及混频器产生的杂散信号等。

阻塞干扰与接收机的特性相关，接收机通常工作在线性区，当有一个强干扰信号进入接收机时，接收机会工作在非线性状态下，严重时会导致接收机饱和，称这种干扰为阻塞干扰。这种接收带外的强干扰信号会引起接收机饱和，从而导致增益下降，也会与本振信号混频后产生落在中频的干扰，还会由于接收机的带外抑制度有限而直接造成干扰。

互调干扰也是接收机的特性之一，指接收机接收到两个或者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。

1.3常用的干扰解决方案

常用的干扰解决方案有以下4种：

◆解决方案1：增加保护带，不需要增加硬件。这种方案受频率资源限制、频谱利用率降低，如有额外的频谱资源可优先考虑。

◆解决方案2：增加天线间隔离度，不需要增加硬件。这种方案受安装空间限制、可提供的隔离度有限，在安装空间允许的情况下，不同系统的天线间距离应尽可能大，并避免天线正对情况的发生，尽量不共站。

◆解决方案3：安装外置滤波器，这种方案能较彻底地解决干扰问题，但需要增加滤波器（成本上升）和引入额外插损，而额外插损将导致覆盖下降。

◆解决方案4：提高功放性能，这种方案能较彻底地解决干扰问题，但开发周期长、增加研发成本，一般越旧的产品功放性能越差。

图6　隔离度产生原理

图7　发射机特性测量点

图8　接收机特性测量点

1.4目前主要无线系统频谱分配

目前主要的无线系统频谱分配如表1所示：

表1　目前主要无线系统频谱分配表

2　系统间隔离度、隔离距离计算方法

2.1隔离度计算

隔离度本质上是指MCL（Maximum Coupling Loss，最大耦合损耗），如图6为MCL产生原理。

MCL计算方法如公式（1）所示：

其中，Ld为路径损耗，L1基站A线损，L2为基站B线损，Gt为基站A天线增益，Gr为基站B天线增益。

首先分别评估杂散干扰、阻塞干扰，一些系统间还需进一步考虑互调干扰，然后取所需的最大隔离度值，据此计算隔离距离。

（1）条件说明

杂散、阻塞分别为设备的发射、接收特性，定义的测量点为portA，具体如图7、8所示。

（2）计算杂散值

杂散干扰所需隔离度可由公式（2）计算得出：

其中，干扰系统的杂散功率与设备相关，由实测得到，且各厂商之间不同；受扰系统允许的干扰信号强度由通过计算得到，方法如下：

假设接收机底噪为NdBm，灵敏度下降△dB所允许的干扰信号强度为I dBm，则：

其中，BW为系统带宽，与具体制式有关；NF为接收机噪声系数，与射频通道相关，通过测试得到。

（3）计算阻塞干扰所需隔离度

其中，干扰系统的发射功率按照协议规定取最大发射功率；受扰系统允许的阻塞功率与设备相关，由实测得到，各厂商之间不同。

（4）隔离度计算

对上面两种隔离度取最大值，即：

2.2隔离距离计算

按照共址、共存两种场景分别说明由“隔离度”计算“隔离距离”的方法。

（1）共址场景

◆水平隔离距离如图9所示：

图9　水平隔离距离

此时假设两系统天线水平通向摆放，并设干扰系统信号在发端功率为Pt，到达被干扰系统天馈处的接收功率为Pr，则系统间水平隔离度如公式（7）所示：

其中，d为系统间水平隔离距离，γ为干扰信号波长，Gt、Gr分别为干扰系统、被干扰系统在水平连线上的天线增益，Lline为干扰系统、被干扰系统天馈损耗的总和，相比路径损耗，馈线损耗一般比较小，为简化计算，这里不考虑。

根据上式得到水平隔离距离如公式（8）：

◆垂直隔离距离

垂直隔离距离如图10所示:

图10　垂直隔离距离

（2）共存场景

图11为共存场景下水平隔离距离，考虑最坏的情况，即两系统天线平行对打。

图11　共存场景

隔离度计算与共址水平隔离相同，即：

得到共存隔离距离为：

这里要注意与共址水平场景的不同之处，共存场景下天线对打，天线水平连线增益Gt+Gr相比之下更大。

（3）两种场景的计算公式

◆共址隔离距离计算方法如下：

◆共存隔离距离计算方法如下：

其中，f为离被干扰系统最近的干扰信号频点；G为干扰系统、被干扰系统天线水平连线的增益之和。

2.3工程应用

对于共址场景，实际工程中，上面公式计算比较麻烦，为方便起见，可先查询已有测试经验值，查询不到的再利用各设备厂商提供的隔离度工具计算，而对于共存场景仍采用公式计算。表2为某地F频段测试经验值：

表2　某地F频段测试经验值

表3　隔离度查询表

3　隔离度查询表

基于协议指标的隔离要求如表3所示，供网络规划参考。

4　总结

解决好TD-LTE系统间干扰问题，是TD-LTE网络建设过程中一项重要的工作，是TD-LTE网络走向成熟的必经之路。本文基于目前中国区域各个制式网络的频段情况进行系统间隔离距离的计算，为TD-LTE网络建设的快速发展提供了重要的理论依据和测试经验值。

王宏图：高级工程师，硕士毕业于北京邮电大学，现任中国移动通信集团江苏有限公司信息通信集成运营中心副总经理，研究方向为研究现代通信中的智能信号处理技术。

艾怀丽：高级工程师，学士毕业于南京邮电学院，现任中国移动通信集团江苏有限公司高级优化工程师，研究方向为移动通信系统端到端优化。

苏畅：中级工程师，硕士毕业于中国科学院研究生院，现任中国移动通信集团江苏有限公司产品经理，研究方向为研究宽带通信网的结构、接口、协议、网络仿真和设计技术。

唐志鸿：高级工程师，硕士毕业于南京工业大学，现任中国移动通信集团江苏有限公司产品经理，研究方向为移动与个人通信、多媒体通信、宽带接入网中各种信号处理技术。

郭华：高级工程师，硕士毕业于重庆邮电学院，现任中国移动通信集团江苏有限公司技术专家，研究方向为研究与通信和信息系统中的信息安全有关的理论和技术。

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Research on TD-LTE Inter-System Interference Isolation Solution

WANG Hong-tu, AI Huai-li, SU Chang, TANG Zhi-hong, GUO Hua
(China Mobile Group Jiangsu Company Limited, Nanjing 210041, China)

Inter-system interference inevitably happens with other systems in LTE system construction. To solve TD-LTE intersystem interference is the major issue in TD-LTE system construction at present. Computing methods of isolation and isolation distance of TD-LTE with other systems were presented. In addition, the isolation in terms of protocol specifi cations was given.

TD-LTEinter-system interferencestray interferenceblocking interference

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.16.005

TN929.533

B

1006-1010(2015)16-0022-06

2015-05-17

责任编辑：袁婷yuanting@mbcom.cn

引用格式：王宏图,艾怀丽,苏畅,等. 一种TD-LTE的系统间干扰隔离方案研究[J]. 移动通信, 2015,39(16): 22-27.