TD—LTE与其他系统间干扰分析及隔离度测算

李忠良++杨彪++刘文斌

摘 要：文中首先对各运营商通信系统使用的频段进行介绍，分析了通信系统间存在的干扰类型及工程上对干扰规避的要求，提出了一种简单有效的干扰分析方法，通过理论计算分别得出TD-LTE在F频段和D频段与其他系统共址下的隔离度及空间隔离距离要求，结合实际应用提出几种常用的干扰规避措施，分析各措施的优缺点，最后得出TD-LTE与其他通信系统共址建设可行的结论。

关键词：TD-LTE；干扰；隔离度；干扰规避

中图分类号：TP39；TN919 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）09-00-03

0 引 言

随着移动通信技术的发展，多网协同发展已成为各运营商在未来一段时间内的发展战略。2014年中国铁塔公司成立，通信基站基础设施共建共享得到最大化，同站址部署2G、3G、4G系统已很普遍，部分站点甚至多达数十个系统，基站站址已成为运营商的宝贵资源。在中国移动TD-LTE网络建设过程中，大量站点需利用旧原站址资源，不但需要考虑基站铁塔的承重、电源及配套的负载能力等，还需考虑系统间的干扰因素，通过分析TD-LTE网络与其他系统共址时应满足的隔离度要求，合理设置空间隔离距离，在设计及施工阶段充分规避干扰问题，对后续网络优化及网络质量具有重要作用。

1 TD-LTE干扰分析

1.1 通信系统频段分配

目前，中国移动同时运营GSM900M、DCS1800M、TD-SCDMA、TD-LTE几种网络，其中TD-LTE网络室外站建设主要采用F频段（1885～1905 MHz）和D频段（2575～2635MHz）。中国联通和中国电信也同时运营多网络，各运营网络使用频段见表1所列。

1.2 TD-LTE与异系统干扰分析

LTE系统干扰从来源上可分为噪声干扰、系统内干扰和系统间干扰，其中系统间干扰是对通信系统影响较大的干扰因素，主要包括邻信道干扰、互调干扰、杂散干扰和阻塞干扰。

1.2.1 邻信道干扰

邻信道干扰主要来自相邻的频率，被干扰接收机接收到相邻频道发射机泄漏的信号所致，决定该干扰的关键特性指标是发射机的邻道泄漏（ACLR）和接收机的邻道选择性（ACS）。TD-LTE采用F频段组网最可能出现邻信道干扰的为电信1.8 G LTE FDD系统，采用D频段则有可能与联通、电信的D频段出现邻信道干扰，但由于在频率分配及使用中已考虑频率保护间隔，所以系统间邻信道干扰情况比较少，且联通和电信分配的D频段暂未使用，在现有通信系统中，TD-LTE邻信道干扰影响较小。

1.2.2 互调干扰

互调干扰主要由接收机的非线性引起，指两个以上单频信号通过一个非线性系统或设备时，当互调产物落在被干扰系统通道内，出现因频率相同而无法滤除所造成的干扰。三阶互调干扰是最强也是影响最大的互调干扰，一般情况下，互调产物电平应不超过杂散干扰要求，工程中一般只要满足杂散干扰即可避免互调干扰的影响。

1.2.3 杂散干扰

杂散干扰是由于发射机中的功放、混频器、滤波器等非理想性，会在工作带宽以外很宽范围内产生辐射信号分量，对被干扰系统造成干扰。杂散干扰是对通信系统影响较大的一种干扰，如果系统间没有足够的隔离，干扰信号落入被干扰基站接收带宽内将导致接收机噪声门限的增加，接收机灵敏度降低，杂散干扰一般只能从干扰源进行消除。

1.2.4 阻塞干扰

阻塞干扰并非落在被干扰系统接收带内的信号，但由于干扰信号过强，超出了接收机的线性范围，导致接收机饱和而无法工作。为防止接收机过载，从干扰基站接收到的总的载波功率电平需低于其1 dB压缩点，阻塞干扰可在被干扰接收机侧进行消除。

1.3 干扰规避准则

为保证系统性能，须规避系统间干扰影响，工程上一般要求被干扰系统从干扰系统接收到的雜散辐射信号强度应比其接收机底噪低7 dB；在被干扰系统生成的三阶互调干扰电平应比接收机底噪低7 dB；被干扰系统从干扰系统接收到的总载波功率比接收机的1 dB压缩点低5 dB。

如果满足这些要求，被干扰系统接收机灵敏度将只降低约0.8 dB，这对绝大多数系统而言都可接受。通常情况下，若满足第一条准则，也基本满足后两条准则。因此研究系统间干扰时，一般只需考虑杂散和阻塞干扰，邻频及互调干扰往往归入杂散干扰的范畴。

2 TD-LTE与异系统隔离度要求

2.1 干扰分析方法

移动通信系统常用的干扰分析方法有静态蒙特卡罗仿真方法和基于最小耦合损耗计算的确定性分析法。静态蒙特卡罗仿真法是通过迭代计算仿真得出一个受到其他系统干扰影响的系统，其复杂度会随着系统的复杂性逐步增加。确定性分析法又叫最小耦合损耗计算法，指基于链路预算原则，在满足接收机灵敏度的条件下，通过计算两个系统间的最小耦合损耗来确定系统间的干扰情况。本文将采用确定性分析法，结合3GPP TS36.104协议规定的指标要求，分别计算TD-LTE采用F频段和D频段组网时与其他通信系统的隔离度要求，最后得到水平和垂直隔离距离。

论文主要分析TD-LTE系统与其他通信系统间的杂散干扰和阻塞干扰，分别计算两种干扰下的隔离度要求，以最大值作为TD-LTE系统最终应满足的隔离度要求，最后转换为水平及垂直隔离距离，指导实际工程。干扰分析的具体流程如图1所示。

2.2 隔离度及空间隔离距离计算方法

本文重点分析了杂散干扰及阻塞干扰的隔离度要求，计算方法如下：

（1）杂散干扰隔离度计算方法

通信系统规避杂散干扰所需满足的隔离度为：

Ds（dB）=S+10lg（BW/BWm）-Imax （1）

其中： S为干扰源的杂散指标；BW为被干扰系统载波带宽（Hz）；BWm为干扰源杂散指标的测量带宽（Hz）；Imax为最大干扰信号强度容限（dB）。endprint

在干扰分析中，Imax取决于接收机可接受的最大灵敏度损失，通常采用0.8 dB灵敏度损失评估准则，即下降7 dB。此时Imax计算方法如下：

Imax（dB）=N+10 lg（10（0.8/10）-1）=（N-7）dB （2）

N=-174+10 lg（BW）+Nf （3）

其中，N为接收机底噪，Nf是接收机噪声系数。

（2）阻塞干扰隔离度计算方法

规避干扰系统的阻塞干扰隔离度计算公式为：

Db（dB）=Tx-B （4）

Tx为干扰系统的发射功率； B为被干扰系统的抗阻塞指标。

（3）空间隔离距离计算方法

根据系统天线间的相对位置关系，系统间空间隔离可分为水平隔离、垂直隔离、组合梯形隔离。假定Dmax为Ds和Db的最大值，水平隔离距离Lh及垂直隔离距离Lv与隔离度Dmax的计算关系如下：

Dmax=22+20 lg （Lh/λ）-（Gt+Gr） （5）

Dmax=28+40 lg （Lv/λ） （6）

其中：λ（m）为载波波长，若为杂散干扰，应取被干扰系统接收频段波长，若为阻塞干扰，则取干扰系统发射频段波长；Gt（dBi）为干扰系统发射天线对被干扰系统接收天线的发射增益；Gr（dBi）为被干扰系统接收天线对干扰系统发射天线的接收增益。

2.3 TD-LTE系统与其他系统隔离度要求

查阅3GPP TS 36.104协议，查看E-UTRA基站与其他频段系统基站共址时发射机杂散干扰、接收机阻塞干扰的指标要求，并结合各运营商现有的通信网络情况，得到各通信系统参数及指标，见表2所列。

中国移动TD-LTE网络现采用F和D频段进行室外覆盖，其中D频段主要用来解决容量需求，电信和联通TD-LTE分配的室外覆盖频段都为2.6 GHz，目前暂未规模组网，结合上述参数和计算公式，综合考虑杂散干扰及阻塞干扰的影响，TD-LTE在F频段和D频段下与其他通信系统共址时需满足的隔离度要求见表3和表4所列。

从表3和表4的计算结果知，TD-LTE采用F频段或D频段与其他通信系统共址共存时，系统间隔离度都不大，工程中可以采用水平隔离距离或垂直隔离距离来实现隔离度要求，参照目前各运营商使用频率的情况，因中国电信1.8 GHz频段LTE FDD与中国移动F频段TD-LTE间仅有5 MHz保护带，可能存在邻频干扰，因此共址建设时应采用异平台部署，尽量通过垂直隔离距离达到隔离度要求，或采用加装滤波器等措施进行干扰规避。

3 干扰规避措施

站址是通信运营商的宝贵资源，多系统共站址时，在天面资源充足的情况下，一般优选独立部署的天馈系统以便于后期进行网络优化，但随着通信技术的发展，站址资源需求越来越大，天面资源也越来越紧张，在多系统共存的条件下，做好同址异系统的干扰规避措施对保障网络质量愈发重要。

TD-LTE与其他系统共址时，为有效抑制干扰影响，在无法通过空间隔离距离达到规避干扰的情形下，可采用下述方法降低干扰：

（1）在不影响覆盖范围的条件下，通过调整天线方位角和下倾角，保证背向一定角度来减少天线间的路径增益和增加空间隔离度。

（2）因阻塞干扰受限导致干扰问题出现时，可通过降低发射功率减小干扰，但此举会降低覆盖范围，工程中应结合具体覆盖要求进行分析。

（3）采用多频天线或宽频天线共天馈建设。该方法适用于同运营商的不同系统共址建设，也是在天面资源不足的情况下，较普遍采用的建设方案。铁塔公司成立后，站址租金就成了三大运营商建设中考虑的一个重要因素，共天馈建设的一个显著优点就是节约租金，但因涉及更换天线，因此增加了工程施工的工作量，且多频或宽频天线单价较普通单频天线贵。

（4）加装外置滤波器。加装外置滤波器适用于各种场景，尤其是当干扰系统与被干扰系统无法满足共址建设条件时，加装滤波器是一种简单可靠的处理方案。该方案可独立进行RF优化和参数设定，与独立部署相比，在射频信号端加装滤波器，增加了施工工作量和滤波器购置费。

在实际工程中，干扰隔离措施的选择需根据建设需求和场景进行合理选择，同时结合调整天线方位角、下倾角、安装位置等方法综合考虑，以达到较好的共站效果。

4 结 语

本文通过对TD-LTE同其他系统的干扰分析研究，采用确定性计算方法得出TD-LTE采用F频段、D频段组网时与其他系统的隔離度要求及空间隔离距离。结果表明，除F频段TD-LTE可能与电信1.8 GHz存在邻频干扰需采取规避措施外，TD-LTE与其他系统共址时隔离度要求比较容易实现，天线水平隔离距离约0.6 m或异平台部署都能满足隔离度要求，对无法满足空间隔离存在干扰的情形，可采用更改天线位置、共天馈、加装滤波器等措施，TD-LTE与其他系统共址建设是可行的。本文的分析结论可用于指导TD-LTE规划及工程设计，具有一定的理论和实践价值，可为TD-LTE网络建设中的干扰规避提供理论依据。

参考文献

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