TD—LTE與CDMA系統(tǒng)間干擾共存分析

閆偉才 吳啟宗

【摘要】文章概述了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間干擾產(chǎn)生的原因及干擾的類型，針對(duì)CDMA系統(tǒng)與TD-LTE系統(tǒng)間干擾共存進(jìn)行計(jì)算分析，得出結(jié)論指導(dǎo)LTE工程建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】TD-LTE;CDMA;干擾;隔離度

隨著TD-LTE牌照的發(fā)展，LTE在我國(guó)蓬勃發(fā)展，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)建設(shè)如火如荼。為提高現(xiàn)在有基站站址資源利用率，加快4G網(wǎng)絡(luò)部署，進(jìn)行TD-LTE與CDMA2000系統(tǒng)之間的干擾共存研究，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

1.干擾共存原理-干擾的類型

干擾直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的好壞，對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量、質(zhì)量及覆蓋等均有較大影響。怎么減小甚至消除干擾是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化的重要任務(wù)之一。干擾產(chǎn)生的最直接原因就是落入到被干擾系統(tǒng)接收機(jī)帶內(nèi)或帶外功率過強(qiáng)。實(shí)際工程安裝中由于天線間隔距離小及天線方向等導(dǎo)致隔離度偏小，以及保護(hù)間隔較小均能引起較大干擾。干擾的分類有按網(wǎng)元間干擾分類或干擾性質(zhì)等多種分類方法[1] [2]。

（1）按照網(wǎng)元間干擾劃分

基站與基站間干擾，基站與終端間干擾，終端與終端間干擾。

本文主要分析基站工程建設(shè)，對(duì)基站與基站間干擾進(jìn)行重點(diǎn)分析?；鹃g干擾，一般情況下，出現(xiàn)干擾時(shí)具有最基本的特性是一個(gè)系統(tǒng)的下行頻率與另外一個(gè)系統(tǒng)的上行頻率非常接近，保護(hù)帶很小[3]。

圖1 基站間干擾

（2）按照干擾的性質(zhì)劃分[4]

1）雜散干擾：一個(gè)系統(tǒng)帶外雜散信號(hào)落入另外一系統(tǒng)帶內(nèi)而產(chǎn)生的干擾，抬高了接收機(jī)的噪底，從而減低了接收靈敏度，屬于帶內(nèi)干擾;

圖2 雜散干擾

雜散屬于帶外輻射，如諧波輻射、寄生輻射、互調(diào)產(chǎn)物、頻率轉(zhuǎn)換產(chǎn)物等。當(dāng)保護(hù)帶越大時(shí)，雜散越小。

2）互調(diào)干擾：一個(gè)寬帶系統(tǒng)或多個(gè)窄帶系統(tǒng)的互調(diào)產(chǎn)物落入到被干擾系統(tǒng)帶內(nèi)產(chǎn)生干擾，分為接收互調(diào)和發(fā)射互調(diào);

3）阻塞干擾：因?yàn)榻邮諜C(jī)的非理想性，但出現(xiàn)干擾信號(hào)過強(qiáng)的情況時(shí)，便會(huì)超出接收機(jī)線性范圍，因此將會(huì)接收到帶外強(qiáng)信號(hào)而引起阻塞;導(dǎo)致接收機(jī)無法工作;為了防止接收機(jī)過載，接收信號(hào)的功率一定要低于它的1dB壓縮點(diǎn)

4）鄰頻干擾：如果不同的系統(tǒng)工作在相鄰的頻率，由于發(fā)射機(jī)的鄰道泄漏和接收機(jī)鄰道選擇性的性能的限制，就會(huì)發(fā)生鄰道干擾; 但這種不同系統(tǒng)分配鄰頻的情況比較少見;

基站基站間干擾包括以下類型：雜散干擾，阻塞干擾，互調(diào)干擾。

2.隔離度計(jì)算

在基站間幾種不同干擾中，最主要的是雜散干擾，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中需要著重考慮，其他類型本文不做討論。

因兩個(gè)基站間有一定的隔離而得到相應(yīng)的衰減，最后被受干擾基站的接收機(jī)所接收。到達(dá)被干擾基站的天線端的雜散干擾功率可以表示為：

Ib=Ptxamp-Iisolation+10*lg

（WBinterfered/WBinterfering） ? ?（1）

即：Iisolation=Ptxamp-Ib+10*lg

（WBinterfered/WBinterfering） ? ?（2）

其中：Iisolation：天線隔離度要求（dB）;Ptxamp：干擾源功放輸出功率（dBm）。

Ib：Ib=Pn+NF-7db被干擾系統(tǒng)接收機(jī)的干擾容限;Pn（信道帶寬內(nèi)熱噪聲功率）=10log（KTB）

（注：K為波爾茲曼常數(shù)=1.381×10^（-23）W/Hz/K;T為絕對(duì)溫度，一般取290K;B為射頻載波帶寬（Hz），擴(kuò)頻系統(tǒng)使用碼片速率，將常量代入：Pn=-174dBm+10lg（B）。

CDMA Pn=-174dBm+10lg（1.23×1000 Hz）=-113dBm

NF為系統(tǒng)噪聲系數(shù)，一般取5db。干擾容限以接收機(jī)靈敏度下降0.8dB計(jì)算，即干擾比系統(tǒng)接收靈敏度低7dB。

WBinterfered/WBinterfering：被干擾基站信號(hào)帶寬/干擾信號(hào)可測(cè)帶寬。

在前面計(jì)算基礎(chǔ)上，為降低兩系統(tǒng)間干擾，天線要有一定的隔離度，引入下公式：

垂直隔離距離（m）：

k=λ*10（Lv-28）/40 ? ? ? ? ? ? ? （3）

水平隔離距離（m）：

d=λ*10（Lv-22+G1+G2+S1+S2）/20 ? （4）

其中：Lv：隔離度要求（dB）;λ：載波波長(zhǎng)（m）;G1，G2：發(fā)射與接收天線最大輻射方向增益（dBi）;S1，S2：發(fā)射與接收天線90度方向副瓣電平（dBp）。（相對(duì)主瓣方向，取負(fù)值。全向天線時(shí)為零。）

3.CDMA與TD-LTE共存干擾分析

CDMA頻段：反向825-835M，前向870-880M，信道帶寬1.23MHz。

TD-LTE頻段：目前室外主要集中部署于2.6GHz，信道帶寬20MHz。

CDMA發(fā)信機(jī)雜散發(fā)射指標(biāo)：

頻率范圍 測(cè)試帶寬 極限值

9KHz-150KHz 1KHz -36dBm

150KHz-30MHz 10KHz -36dBm

30MHz-1GHz 100KHz -36dBm

1GHz-12.75GHz 1MHz -36dBm

TD-LTE發(fā)信機(jī)雜散發(fā)射指標(biāo)（與其它系統(tǒng)共存時(shí)）：

Type of co-located BS Frequency range for co-location requirement Maximum Level Measurement Bandwidth Note

Macro GSM900 876 - 915 MHz -98 dBm 100 kHz

Macro DCS1800 1710 - 1785 MHz -98 dBm 100 kHz

Macro PCS1900 1850 - 1910 MHz -98 dBm 100 kHz

Macro GSM850 or CDMA850 824 - 849 MHz -98 dBm 100 kHz

由公式2，LTE與CDMA雜散干擾要求隔離度：

被干擾系統(tǒng) 干擾系統(tǒng) 要求隔離度

LTE ?TDD CDMA800 33db

CDMA800 LTE TDD 30db

通過公式3與公式4，計(jì)算得出CDMA與TD-LTE可以共址建設(shè)，對(duì)隔離度要求不高，須水平大于等于1米或垂直大于等于0.5米以滿足要求。

4.小結(jié)

CDMA與TD-LTE基站間干擾比較小，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程為了節(jié)約建設(shè)成本，加快建設(shè)速度，可址共址建設(shè)。為了進(jìn)一步減小CDMA與TD-LTE間的干擾，也可以下方案：允許一定的靈敏度惡化，增大共站水平垂直隔離距離，調(diào)整方位角等工程參數(shù)，進(jìn)行垂直隔離，如果仍無法滿足可通過更換雙頻天線，實(shí)現(xiàn)TD-LTE系統(tǒng)與CDMA系統(tǒng)共址以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)快好省建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉莉，曹亙，張欣，楊大成.TD-LTE系統(tǒng)與WCDMA及TD-SCDMA系統(tǒng)干擾共存分析[J].廣東：通信技術(shù)，2010，07.

[2]栗軍偉.WCDMA和CDMA2000干擾共存研究[D].北京：北京郵電大學(xué)，2007.

[3]黃萍.TD-SCDMA和WCDMA共存干擾分析和仿真[D].南京：南京理工大學(xué)，2005.

[4]陳其銘，張炎炎，潘毅，孫煉.TD-LTE系統(tǒng)間干擾問題的分析與研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2012，07.

作者簡(jiǎn)介：閆偉才（1985—），男，碩士，通信工程師，現(xiàn)供職于江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司。