【www.zhuodaoren.com--热点事件】
TD-LTE基站干扰频谱图(一)
干扰排查方法说明
1 清频&上行干扰排查
1.1 建网前清频
Rainbow清频方案采用增强频谱测量功能进行干扰源黑点定位。基于增强频谱测量功能的扫频遍历测试：对目标区域整个路段进行扫频，收集整个路段的频谱干扰情况，并输出三维时间频谱分析图、频谱干扰地图，使用电子地图和经纬度显示，结合干扰大小的渲染情况，定位出可能存干扰问题的路段；
1.1.1 普通频谱分析
《传统频谱分析》
普通频普一般只从场强和频率两个角度进行频普分析，上图为传统频谱手段的干扰。
1.1.2 Rainbow三维频谱功能分析的特点
《三维信号强度示意图》
X轴：频率
Y轴：时间
第三个纬度：使用不同颜色代表接收强度；
三维信号信号强度分析，加入了时间的纬度，通过一副三维信号强度示意图，即可纵览整个区域的干扰情况，在那个时间段上有干扰，就点击相应颜色，即显示对应的频谱示意图。
三维信号强度示意图可以进行对时域和频域做测量研究，加入了时间，既便于观察，也显示出同一频点干扰信号在时域的表现。
地图显示
地理化样本示意图
测试轨迹，对“信号强度”进行渲染，可以按照不同颜色段设置显示，代表不同的场强。
2 TD-LTE上行干扰排查模式
2.1 建网后TD-LTE上行干扰排查的难度
在TD-LTE网络已建成的情况下，TD-LTE上下行共同使用相同频率，上行干扰信号常常湮没在下行宽带信号中，常规频谱仪无法有效定位干扰源。
建网开通后：TD_LTE 网络建成并运营阶段，无法辨析基站信号还是其他干扰源信号，工作开展难度极大。
Rainbow&PCTEL TD-LTE扫频仪上行干扰测量模式功能应用可提供TD-LTE上行干扰的排查方案。
2.2 TD-LTE上行时隙频谱的测量方法
第一步：根据RS-TIMEOFFSET计算现网TD-LTE时间偏移量
1) 时间偏移量TO：参考信号(RS) 的TIMEOFFSET
2) 时间偏移量TO的最小时间为Ts，等于1/(1500x2048)秒或32.552 ns。
3) 从TO中减去帧起点与参考信号之间的差值，计算出帧起点偏移。对于TD-LTE，帧起点偏移等于参考信号TO。
时间偏移量TO= Mod ((TO – 0),帧长度) * (协议的时间单位)
即时间偏移量= Int (Mod ((TO - 0), 307200) * 0.032552 )
根据TOP N测试，测得RStimeoffset=286044
则计算时间偏移量为
=286044*0.032552=9311us
按照50us为最小单位，计算时间偏移量为=9311us/50s=186【TD-LTE基站干扰频谱图】
《TD-LTE无线帧结构》
目前赣州UL/DL Configuration=2，即第4、5、14、15时隙为上行时隙； 这里我们测量的是第4时隙：
第4时隙的时间偏移量为186+500us/50us*4=226,226对200求余，结果为26； 第二步：根据时间偏移量新建EPS测量任务
《时间偏移量设置为26》
TD-LTE基站干扰频谱图(二)
LTE干扰处理
LTE干扰处理 _ 王楠
一、 TD-LTE干扰概述
1. TD-LTE频段分析
目前TD-LTE主要使用三个频段，F、D、E。
2. TD-LTE内外干扰分析
1) 内部干扰
交叉时隙干扰：上下行时隙干扰
远距离同频干扰：站A和站B间距＞GP传播距离
GPS失步：失步基站与周围基站上下行收发不一致，相互干扰
小区间同频干扰：同PCI同mod3
设备故障：RRU故障；天馈故障
2) 外部干扰
同频干扰：杂散干扰，互调干扰，谐波干扰
异频干扰：阻塞干扰
3) 干扰表现
上行底噪≥=105db
ping包延时大于正常小区，或无法ping成功
KPI：切换、接通、掉线
4) 外部干扰分频段分析
① F频点干扰状况
DCS1800阻塞干扰：16~30dB底噪抬升，UL吞吐量损失严重，甚至无法建立连
接
DCS1800杂散干扰：5dB的底噪抬升， UL吞吐量损失约10%
DCS1800互调干扰：8~16dB的底噪抬升， UL吞吐量损失超过30%
GSM900谐波干扰：约5dB的底噪抬升
PHS杂散：一般情况下轻微干扰，严重时TD-S或TD-L无法建立连接
② E频段干扰状况
E频段和Wifi相隔30MHz，比较近，且Wifi不遵循3GPP协议，射频指标比较差 普通室分系统下，80dB的合路器基本可以消除干扰，两者频率越远，受到的影响
越小。
外挂情况下，空间隔离需1m以上
③ D频段干扰状况
从频谱状况来说，存有各运营商TD-LTE间的干扰、与雷达间、射频天文、北斗、
Wifi以及MMDS、Wimax间的干扰
MMDS和WiMAX对D频段的同频干扰，可使底噪抬升20dB以上，严重时更会
导致TD-LTE业务无法建立连接
TD-LTE基站干扰频谱图(三)
LTE-F频段干扰排查指导
F频段干扰排查指导
1 中国频谱分配及F频段干扰来源
1.1 中国频谱分配
图1 中国区主要无线系统频谱分配示意图
表1 中国区主要无线系统频谱分配
* 目前临时申请频段内，存在部分DCS1800
** 1880-1900MHz规划用于TD-LTE，但部分地方已经在此频段开通了TDS
1.2 F频段干扰来源
图2 F频段干扰来源
干扰来源主要包括：GSM900、DCS1800、临时频段DCS1800（高频DCS1800）、PHS、TDS(F)。可能的干扰类型如下：
表2 F频段干扰类型
* 说明：部分地区在1880-1900MHz频段开通了TDS，扫频干扰值会比较高。
GSM900谐波/互调干扰
满足特定频率关系的多个GSM900信号产生二次谐波或者二阶互调产物落入F频段，若GSM900天线的互调指标较差，则对F频段形成干扰。
图3 GSM900谐波/互调干扰
DCS1800带外杂散
图4 DCS1800带外杂散
由于DCS1800基站发射滤波器的非理想性，在工作频段发射有用信号的同时，在F频段产生一定程度的带外辐射。现网中主要原因是部分DCS1800双工器带宽为75MHz（1805-1880MHz）而导致。
高频段DCS1800带外杂散
带外杂散原理同上，在此之外，部分地区将DCS1800部署在1850-1880MHz频段，将进一步加大对F频段的杂散干扰。
高频段DCS1800带外阻塞
由于TD-LTE基站接收滤波器的非理想性，在接收有用信号的同时，还将接收来自邻频1850-1880MHz频段DCS1800基站的发射信号，若TD-LTE基站的抗阻塞能力不足时，对TD-LTE基站形成阻塞干扰。
图5 高频段DCS1800带外阻塞
高频段DCS1800互调干扰
当DCS1800使用高端频率1850-1880MHz、且部分DCS1800天线的互调指标差（差于-133dBc）时，将对F频段产生三阶互调干扰。
图6 高频段DCS1800互调干扰【TD-LTE基站干扰频谱图】【TD-LTE基站干扰频谱图】
PHS带内阻塞/杂散干扰
PHS在1900-1915MHz频段，其杂散指标比较差，对F频段形成带内杂散、阻塞干扰。
TDS同频干扰
在扫频过程中，某些局点的F频段依然被TDS所占用，扫频结果会相对更高。根据中移动计划，F频段TDS要让给TDL，所以建议在清频之后重新扫频以获取F
频段的真实干扰情
况。
2 F频段扫频方法
2.1 TDS后台统计
此方法适用于待测区域内已开通F频段、或RRU支持F频段的小区。
对于已开启F频段的小区，根据网络实际配置情况，采用调整1个现有F频段载波用于F频段测试，将测试载波在F频段（1880-1900MHz）进行轮询配置的方式，提取配置的F频
段TD-SCDMA载波的ISCP指标进行F频段全频段扫描，通过分析ISCP水平评估F频段干扰。
对于RRU支持F频段，但尚未配置F频段载波的小区，建议采用新增1个F频段载波的方式，利用后台ISCP数据进行F频段的全频段扫描，评估F频段干扰。
2.1.1 全频段扫频的测试频点及测试时间
为保证采集数据的完整性以及反映问题的全面性，建议对1880-1900MHz频段内的全部12个频点进行轮询及数据采集，每个频点的统计时间至少为忙时的3个小时。
采集频点号：9405、9413、9421、9429、9437、9445、9455、9463、9471、9479、9487、9495（请按编号顺序依次进行频点轮询）
备注：若该城市进行了载波压缩，或各别厂家的频点号存在差异，请按照自身的频点号进行配置，保证覆盖1880-1900MHz频段即可。使用不同频点号进行测试时，需重新提供测试频点号。
2.1.2 全频点扫频的载波配置要求
待测频点调整要求：将全部待测小区的1个F频段的测试载波配置为H载波，同时设置该载波的优先级，不允许用户接入。
2.1.3 操作指导
各城市根据自身F频点使用情况选择调整一个已有的F频段频点或新开启一个F频段频点的方式，进行频点配置与数据提取。
将评估区域内全部小区的1个F频段的频点调整为待测频点，将待测F频段载波
配置为H载波；
设置当前测试频点的优先级或屏蔽，该频点测试期间不允许用户接入； 配置完成后，在规定时间内统计TS1和TS2的平均ISCP和最大ISCP； 修改频点，按照顺序对F频段的所有待测频点进行遍历； 根据F频段载频的ISCP指标，初步筛选存在干扰的小区。
2.1.4 注意事项
1、为减小对用户的影响，将待测F频段载波配置为H载波；
2、设置当前测试频点的优先级或屏蔽，该频点测试期间不允许用户接入；
TD-LTE基站干扰频谱图(四)
TD—LTE与卫星广播系统干扰共存仿真研究
【摘 要】由于频谱资源的限制和不断增长的业务需求，未来在1.4GHz上很有可能出现TD-LTE室内覆盖系统与卫星广播业务（BSS）共存的情况，两系统在同一地理区域共存时产生的干扰会引起系统吞吐量的损失。针对这一问题，对TD-LTE室内覆盖系统与卫星广播系统在1.4GHz频段上的共存拓扑结构进行了重点分析，并通过确定性分析和系统级仿真两种方法评估了TD-LTE室内覆盖系统与BSS在同频和邻频两种情况下共存时的干扰状况，得到了两系统在不同地球站仰角下所需要的最小保护距离。通过仿真给出的相应结果和结论，对未来在1.4GHz频段上TD-LTE室内覆盖系统与BSS系统的实际部署提出了合理建议。 【关键词】TD-LTE BSS 干扰共存 确定性分析 系统级仿真
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2014）-03-0042-06
1 引言
随着近年来移动通信技术的迅猛发展，由我国主导的4G国际标准技术TD-LTE已进入高速的商用化进程，各种无线通信新技术的应用使得频率的需求量与日俱增，在频谱资源匮乏的现状下，为TD-LTE系统寻找和划分合适的频段成为各国无线电管理机构的工作重点。
在频段1 467—1 492MHz内，中国卫星通信集团公司早已向ITU申报相关卫星网络资料，并计划开展广播卫星业务（BSS）。因而，解决TD-LTE系统与BSS在同一地理区域共存时产生的干扰问题，是未来此频段进行TD-LTE规划的关键。
针对以上问题，本文将分析和评估TD-LTE与BSS共存时的干扰状况，为实际网络建设提供参考依据。
2 分析场景
研究中，考虑在1.4GHz频段上，TD-LTE系统为室内部署结构，BSS地球站为单收地球站，不进行数据发送，TD-LTE系统与BSS考虑同频和邻频共存两种情况，则TD-LTE室内覆盖系统与BSS之间主要考虑以下四条干扰链路：
◆BSS 卫星→TD-LTE BS
◆BSS 卫星→TD-LTE MS
◆TD-LTE BS→BSS ES（Earth Station）
◆TD-LTE MS→BSS ES（Earth Station）
3 系统建模
3.1 BSS/TD-LTE室内覆盖系统共存拓扑模型
一个TD-LTE室内覆盖系统处于BSS地球站旁边时，干扰模型如图1所示：
图1 TD-LTE系统对BSS地球站的干扰模型
其中，O为BSS地球站所在的位置，OS为地球站主轴方向，C为TD-LTE室内覆盖系统的位置，CD为BS/UE的主轴方向，CO为TD-LTE室内覆盖系统对地球站的干扰方向。角α（即∠SOA）为地球站天线主轴与其在水平面的投影构成的角度，称为地球站的仰角，其所在的平面称为仰角面。TD-LTE室内覆盖系统的干扰方向与地球站主轴在水平面的投影，构成角θ（即∠AOC）。地球站主轴与干扰方向的夹角（∠SOC）记为角。角γ为干扰方向对于BS/UE主轴方向的偏轴角。角β为地球站主轴在水平面的投影与TD-LTE室内覆盖系统BS/UE主轴的夹角。TD-LTE室内覆盖系统BS/UE到BSS系统地球站的距离记为d。
根据余弦定理，角α、角θ、角之间有以下等式关系：
（1）
当多个TD-LTE室内覆盖系统呈环状分布于BSS地球站周围时，最内圈的TD-LTE室内覆盖系统的中心点与地球站间的距离为两个系统的保护距离，两个TD-LTE室内覆盖系统中心点之间的距离表示为，如图2所示：
图2 TD-LTE室内覆盖系统部署
第i个环的半径可由下式计算得到：
（2）
第i个环上的TD-LTE室内覆盖系统的数目N（i）根据相应的距离d（i）和dintersite得到：
（3）
TD-LTE室内覆盖系统采用3GPP TR 36.814[1]中的Figure.2.1.1.5-1中建议的室内热点环境模型。该模型中建筑尺寸为120m×50m，分房间和走廊两部分，房间数目为16，尺寸为15m×15m，走廊尺寸为120m×20m，共配置4个基站，一个基站下部署4个终端，终端全部在室内。其中内墙的损耗为5dB，外墙的损耗为20dB。
3.2 系统参数
根据中国卫通公司官网公布的卫星系统参数，以及36.101[2]、36.104[3]和36.942[4]中给出的TD-LTE系统的参数，系统参数设置如表1所示。
表1 BSS地球站参数
参数 取值
工作频段 1 467—1 492MHz
卫星最大发射EIRP 56dBW
卫星高度 36 000m
地球站天线方向图 ITU-R S.580
地球站噪声温度 100K
地球站接收机噪声电平 -118.6dBm/MHz
地球站天线高度 30m
TD-LTE基站/移动台天线高度 1～28m
TD-LTE基站天线增益 3dBi
TD-LTE移动台天线增益 0dBi
TD-LTE基站/移动台天线方向性 全向天线
TD-LTE基站最大发射功率 24/20dBm
TD-LTE移动台最大/最小发射功率 23dBm/-40dBm
TD-LTE基站热噪声系数 5dB
TD-LTE移动台热噪声系数 9dB
TD-LTE系统
I/N干扰保护准则/dB -6/-10 -7（基站）、0（移动台）
阴影衰落/dB BS—BS：0（LOS）、10（NLOS）；BS—MS：10；
MS—MS：0（LOS）、12（NLOS）
TD-LTE基站馈线损耗 4dB
TD-LTE移动台馈线损耗 0dB
TD-LTE接收机热噪声电平 -174dBm/Hz
3.3 传播模型
（1）BSS卫星与TD-LTE BS/UE之间
BSS卫星与TD-LTE室内覆盖系统基站、终端间的路损计算均采用自由空间模型，公式如下：
（4）
其中，R为卫星到TD-LTE室内覆盖系统基站或终端间的距离；f为被干扰系统的工作频率（MHz），TD-LTE室内覆盖系统工作于1 400MHz。
（2）TD-LTE室内覆盖系统BS与UE之间
BS与UE之间采用TR 36.814[1]中的室内路损模型，具体如下：
◆视距传播模型（NOS）
（5）
◆非视距传播模型（NLOS）
（6）
fc为载波频率，单位为GHz；d为距离，单位为m。在室内环境中，LOS和NLOS之间的概率可以通过下式进行计算：
（7）
（3）BSS地球站与TD-LTE BS/UE之间
室内的TD-LTE系统BS/UE与室外的BSS地球站之间采用3GPP TR36.814[1]中Table B.1.2.1-1里UMi O-to-I定义的室内到室外路损模型，阴影衰落取标准差为7dB的对数正态分布，具体如下：
（8）
PLtw为穿墙损耗，取值为20dB；PLin为室内传播损耗，取值为17.5dB；PLb为基本路径损耗，公式如下：
◆视距传播模型（NOS）：
（9）
◆非视距传播模型（NLOS）：
（10）
fc为载波频率，单位为GHz；d为距离，单位为m。在UMi环境中，LOS和NLOS之间的概率可以由下式得到：
（11）
3.4 干扰保护准则
◆同频干扰标准
ITU-R S.1432-1建议给出的长期干扰标准如下：
I/N=-12.2dB（ΔT/T=6%）：对应于100%的最坏时间里，单入干扰来自于处于同等地位（均是主要业务）的其他系统（业务）这一情形；
◆邻频干扰标准
邻频干扰由邻频TD-LTE系统泄漏到卫星广播系统地球站频带内的功率和地球站接收机邻道选择性共同决定。假设地球站接收机具有理想邻道选择性，邻频干扰门限只取决于泄漏到卫星广播系统地球站工作频段内的TD-LTE信号功率，此时邻频干扰门限等于同频干扰门限，即。
4 确定性分析
确定性分析是一种简单高效的研究两系统间干扰的方法，在最差链路条件下得到两系统之间的干扰状况，为仿真提供参考依据。
LTE系统接收机（BS/UE）接收到的卫星发出的干扰功率可由如下公式计算：
（12）
式（12）中参数如下：
IBSS：LTE系统接收机所接收到的1MHz带宽内的干扰功率（dBm/MHz）；
PBSS：卫星发射的饱和EIRP（dBm）；
L（d）：路径传播损耗（dB）；
GLTE：LTE系统接收机的偏轴增益（dB），即LTE系统接收机天线在BSS系统卫星干扰方向上的增益；
LLTE：LTE系统接收机的馈线损耗（dB）。
根据卫星的发射功率和卫星到地面的距离计算出LTE系统BS/UE接收到的卫星干扰信号的大小，由LTE系统接收I/N干扰标准，确定是否存在干扰，如果I/N小于LTE系统接收机干扰标准值，则认为不存在干扰；反之，则认为存在干扰。
4.1 BSS卫星对TD-LTE基站的干扰
TD-LTE系统BS接收到BSS卫星的干扰功率，根据公式（12）计算可得：
考虑到TD-LTE室内覆盖系统存在穿墙损耗20dB和室内传播损耗5dB，TD-LTE系统BS接收的干扰功率为：
ITU给出的LTE系统BS的I/N标准为-10dB，此处计算得出的I/N为-34.5dB，比标准值小得多，因此BSS卫星对TD-LTE基站不存在干扰，在实际网络的部署中，该场景下产生的共存干扰可以忽略不予考虑。
4.2 BSS卫星对TD-LTE终端的干扰
此场景下，考虑到TD-LTE室内覆盖系统存在穿墙损耗20dB和室内传播损耗5dB，根据公式可得到BSS卫星发射对TD-LTE系统UE的干扰功率如下：
该值比ITU给出的TD-LTE室内覆盖系统终端的I/N标准（-10dB）小得多，所以BSS卫星不会对TD-LTE室内覆盖系统终端产生干扰。
确定性分析的结果表明，BSS卫星对TD-LTE系统BS、UE不存在干扰，而确定性计算分析的是最差链路条件下两系统间的干扰，所以在实际网络建设中，这两种场景下BSS卫星对TD-LTE系统产生的干扰可以忽略不计。
5 仿真结果
参考确定性分析的结果，仿真时不再考虑BSS卫星干扰TD-LTE系统BS、UE的场景，只对TD-LTE系统BS、UE对BSS地球站的干扰进行系统级仿真分析。
5.1 TD-LTE基站对BSS地球站的同频干扰
TD-LTE室内覆盖系统的基站采用发射功率为24dBm/20MHz，如图3所示，BSS系统地球站的天线模型为ITU-R S.580，并根据3.1节的拓扑模型部署TD-LTE室内覆盖系统时，得到TD-LTE室内覆盖系统基站与BSS系统地球站共存仿真分析所需要的保护距离与平均隔离度对应曲线。 图3 TD-LTE室内覆盖系统基站与BSS系统地球站同频共存保护距离
图3中地球站场地干扰隔离因子，指实际自然环境（或者是通过人为采取措施）对干扰信号的衰减作用。
由图3可知，当TD-LTE室内覆盖系统与BSS系统地球站同频共存，且TD-LTE室内覆盖系统基站的最大发射功率为24dBm/20MHz时，TD-LTE室内覆盖系统基站与BSS系统地球站共存所需的保护距离约为2 000m（BSS系统地球站仰角为5°）、1 100m（地球站仰角为15°）、700m（地球站仰角为40°）和520m（地球站仰角为70°）。因为TD-LTE系统基站的最大发射功率还可以取值为20dBm/20MHz，由系统级仿真得到在该情况下TD-LTE室内覆盖系统基站与BSS系统地球站共存所需的保护距离约为1 500m（BSS系统地球站仰角为5°）、830m（地球站仰角为15°）、470m（地球站仰角为40°）和380m（地球站仰角为70°）。
5.2 TD-LTE终端对BSS地球站的同频干扰
BSS系统地球站的天线模型为ITU-R S.580，并根据3.1节的拓扑模型部署TD-LTE室内覆盖系统时，得到TD-LTE室内覆盖系统终端与BSS系统地球站共存仿真分析所需要的保护距离与平均隔离度对应曲线，如图4所示：
图4 TD-LTE室内覆盖系统终端与BSS系统地球站同频共存保护距离
由图4可知，TD-LTE室内覆盖系统终端与BSS系统地球站同频共存所需的保护距离约为1 100m（DAB系统地球站仰角为5°）、650m（地球站仰角为15°）、370m（地球站仰角为40°）和300m（地球站仰角为70°）。
5.3 TD-LTE系统对BSS地球站的邻频干扰
TD-LTE室内覆盖系统基站与BSS系统地球站邻频共存时，频率偏移因子为37dB，终端与BSS系统地球站邻频共存时，频率偏移因子为22.4dB。由系统级仿真可以得到当TD-LTE室内覆盖系统与BSS地球站邻频共存时，BS与UE所需的最小保护距离如表2所示：
表2 TD-LTE室内覆盖系统与BSS地球站同频共存所需的
最小保护距离
ES仰角/° BS-ES/m UE-ES/m
24dBm/20MHz 20dBm/20MHz
5 85 58 46
15 45 30 30
40 20 10 10
70 14 9 9
6 总结
本文对TD-LTE室内覆盖系统与BSS共存时的干扰状况采用确定性分析和系统级仿真两种方法进行了评估分析，得到了TD-LTE室内覆盖系统与BSS地球站共存时，BS与UE所需的最小保护距离。
从仿真结果可知，当TD-LTE室内覆盖系统与BSS地球站同频共存时，系统之间的共存干扰比较大，所需的共存保护距离可高达几千米，性能比较恶劣。而当两系统邻频共存时，所需的保护距离要求较低，网络建设相对容易实现，频率隔离起到了重要的作用。所以在实际进行网络部署时，可以通过频率隔离的办法来保护TD-LTE系统和BSS系统的业务不受干扰影响。
参考文献：
[1] 3GPP TR 36.814 V9.0.0. Further advancements for E-UTRA physical layer aspects（Release 9）[S]. 2010.
[2] 3GPP TS 36.101 V10.4.0. E-UTRA User Equipment（UE） radio transmission and reception（Release 10）[S]. 2011.
[3] 3GPP TS 36.104 V10.4.0. E-UTRA Base Station（BS） radio transmission and reception（Release 10）[S]. 2011.
[4] 3GPP TR 36.942 V10.2.0. E-UTRA Radio Frequency （RF） system scenarios（Release 10）[S]. 2009.
[5] 胡春静，王文博. 第三代移动通信系统中TDD和FDD共存的干扰分析[J]. 电声技术， 2002（7）： 62-66.
[6] 黄标，彭木根，王文博. 第三代移动通信系统干扰共存研究[J]. 电信科学， 2004（7）： 34-38.★
TD-LTE基站干扰频谱图(五)
一种TD―LTE的系统间干扰隔离方案研究
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
Research on TD-LTE Inter-System Interference Isolation Solution
WANG Hong-tu， AI Huai-li， SU Chang， TANG Zhi-hong， GUO Hua
Inter-system interference inevitably happens with other systems in LTE system construction. To solve TD-LTE inter-system 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 specifications was given.
TD-LTE inter-system interference stray interference blocking interference
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。
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。
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
名称 频段/MHz
UL DL
CDMA800 825―840 870―885
GSM900 890―915 935―960
DSC1800注1 1 710―1 780 1 805―1 875
LTE FDD（假设）注2 1 755―1 780 1 850―1 875
TDL（F） 1 880―1 900 1 880―1 900 PHS 1 900―1 915 1 900―1 915
TD-SCDMA（F） 1 900―1 920 1 900―1 920
CDMA2000 1 920―1 935 2 110―2 125
WCDMA 1 940―1 955 2 130―2 145
TD-SCDMA（A） 2 010―2 025 2 010―2 025
TDL（E） 2 320―2 370 2 320―2 370
WLAN 2 410―2 483.5 2 410―2 483.5
TDL（D） 2 575―2 615 2 575―2 615
注1：假定1 850―1 875MHz频段用作DCS1800系统下行，1 755―1 780MHz频段用作DCS1800系统上行。
注2：假定1 850―1 875MHz频段用作LTE FDD系统下行，1 755―1 780MHz频段用作LTE FDD系统上行。
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：
MCL=Ld+L1+L2-Gt-Gr （1）
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：
杂散干扰所需隔离度=干扰系统的杂散功率-受扰系统允许的干扰信号强度 （2）
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：
I = 10lg[10（N+△）/10-10N/10] （3）
接收机底噪计算方法为N=-174+10lg（BW）+NF
（4）
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
阻塞干扰所需隔离度=干扰系统的发射功率-受扰系统允许的阻塞功率 （5）
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：
最终隔离度= max{杂散干扰所需隔离度，阻塞干扰所需隔离度} （6）
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：
（7）
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）：
（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
其中，垂直隔离度为 ，据此得到垂直隔离距离为 。
（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：
（9）
得到共存隔离距离为：
（10）
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： 水平隔离距离=（300/f）×10（（隔离度-22+G）/20） （11）
垂直隔离距离=（300/f）×10（（隔离度-28）/40）
（12）
共存隔离距离计算方法如下：
共存隔离距离=（300/f）×10（（隔离度-22+G）/20） （13）
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
隔离度
（馈线损耗1dB）/dB 隔离距离
（共址水平）/m 隔离距离
（共址垂直）/m 隔离距离
（共存场景）/m
53.5 1 0.3 12
49.1 0.5 0.2 7.3
62 2.5 0.4 32.1
50 0.6 02 8.1
64 4 0.5 40.3
52 0.8 0.3 10.1
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。
参考文献：
[1] 陈其铭，张炎炎，潘毅，等. TD-LTE系统间干扰问题的分析与研究[J]. 电信工程技术与标准化， 2012（7）： 61-65.
[2] 李梅. TD-LTE系统F频段与GSM900系统间干扰隔离问题分析与研究[J]. 移动通信， 2015（2）： 3-6.
[3] 杨光. TD-LTE与已有系统共站址时天线干扰分析与安装隔离措施[J]. 邮电设计技术， 2014（12）： 38-43.
[4] 乔斌，颉亚伟，万勇. TD-LTE与异系统共址干扰分析[J]. 移动通信， 2013（3）： 99-103.
[5] 程琛，黄毅. 室外TD-LTE系统间干扰分析与工程建议[J]. 电信快报， 2014（6）： 43-47.
[6] 廖年挺. LTE基站发射性能指标的测试与分析[J]. 通讯世界， 2015（10）： 49-49.
[7] 刘阳，李冰琪，方箭. TD-LTE系统与雷达的干扰仿真分析[J]. 火控雷达技术， 2015（2）： 101-106.
[8] 王欣�h，张红霞. LTE无线数字直放站设计分析[J]. 工业设计， 2015（4）： 90-91.
[9] 汤敏锋. TD-LTE系统干扰排查及案例剖析[J]. 信息通信， 2015（7）： 153-156.
[10] 朱健，王雄，李光文. TD-LTE室内分布系统四网协同组网方案研究[J]. 通信与信息技术， 2014（6）： 65-67.
TD-LTE基站干扰频谱图(六)
TD―LTE Relay网络规划研究
【摘要】首先介绍了TD-LTE Relay的引入背景和支持TD-LTE Relay的网络结构，然后分析了TD-LTE Relay回传链路的子帧配置原则和TD-LTE Relay与其他各系统的空间隔离距离，最后从频率配置、场景选择、干扰控制、天线高度、天线形态5个方面阐述了TD-LTE Relay的站点选择原则。 【关键词】TD-LTE Relay 规划
doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2015.xx.xxx 中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2015）03-
引用格式：符立涛，张建国，黄正彬. TD-LTE Relay网络规划研究[J]. 移动通信， 2015，39（x）： xx-xx.
Research on TD-LTE Relay Network Planning
FU Li-tao1， ZHANG Jian-guo2， HUANG Zheng-bin3
（1.China Tower Guangxi Co.， Ltd.， Nanning 530022， China；
2.Huaxin Consulting Co.， Ltd.， Hangzhou 310014， China；
3.China Mobile Group Guangxi Co.， Ltd.， Nanning Branch， Nanning 530022， China）
[Abstract] The background of TD-LTE Relay and the network structure supporting TD-LTE Relay are introduced firstly in this paper. Then， the sub-frame configuration principle of TD-LTE backhaul link is analyzed. Finally， from the aspects of frequency configuration， scene selection， interference control， antenna height and antenna form， site selection principle for TD-LTE Relay is expounded.
[Key words] TD-LTE Relay planning
1 引言
LTE是一个数据网络，为了给用户提供更高的速率，需要更高的SNR。通过增加基站密度可以提高SNR，但是基站站址的选择难度日益增加，且需要有线回传网络。而直放站仅能改善覆盖，不能提高SNR，因而不能增加容量。Relay基站通过减少终端与Relay之间的距离以提高SNR，这样既可以增加容量，又可以改善覆盖，因此Relay基站成为运营商建设分层网络的可选方案之一。
相比于传统宏蜂窝基站，Relay基站不需要有线回传网络，节约了部署时间。相比于直放站，Relay基站不放大噪声和干扰，因此可以用于低SNR环境。由于基站与Relay之间以及Relay与终端之间可以独立地进行速率控制（自适应调制和编码）和调度，因此可以根据基站与Relay之间以及Relay与终端之间的信道条件，分别选择合适的编码方式、调制方式，以便给用户提供更高的速率。
Relay的缺点是解码-再编码的操作导致时延较大，其时延比直放站至少多1个子帧的时长，即1ms。
2 TD-LTE Relay结构
支持Relay的网络结构如图1所示，Relay Node（RN，中继节点）与Donor eNodeB（DeNB，宿主基站）之间包括S1、X2和Un接口。宿主基站在Relay和其它网络节点之间提供代理功能，该代理功能包括UE专用的S1和X2信令信息以及与Relay、其它网络节点的S1和X2的GTP数据包。从Relay角度看，宿主基站就像1个MME（对于S1-MME接口）、1个eNodeB（对于X2接口）、1个S-GW（对于S1-U接口）。
图1 支持Relay的网络结构
基于所使用的频谱来划分，Relay可以分为带内（in-band）和带外（out-of-band）这2种情况。带内Relay是指eNodeB和Relay之间的回传链路（Backhaul Link）与Relay和终端之间的接入链路（Access Link）共享相同的载波频率。带外Relay是指回传链路和接入链路使用不同的载波频率。
对于带外Relay，由于回传链路和接入链路使用不同的频率，2条链路的隔离度已经足够大，因此回传链路和接入链路可以同时被激活，即Relay可以在2条链路上进行双工操作。带外Relay不需要宿主基站空中接口的增强，宿主基站的空中接口是R8版本即可支持带外Relay，但是带外Relay需要的频率资源较多。
对于带内Relay，回传链路和接入链路使用相同的载波频率，2条链路同时激活会造成很大干扰，因此回传链路和接入链路在时间域上分别传输以避免干扰。带内Relay需要宿主基站空中接口的增强，宿主基站的空中接口必须是R10及以上版本才可支持带内Relay。
3 TD-LTE Relay回传链路子帧配置的选择原则
考虑到对R8版本终端的兼容问题，带内Relay采用MBSFN子帧实现eNodeB-Relay-UE通信，且回传链路和接入链路支持在同一帧上。TD-LTE的子帧0、1、5、6不能用于MBSFN子帧。
针对TD-LTE，为了与R8版本的调度授权和HARQ保持一致的定时关系，只有某些特定的子帧可以用于回传链路，TD-LTE支持的回传链路子帧配置如表1所示： 目前中国移动部署的TD-LTE采用上下行子帧配置1（2：2）或者2（1：3），因此回传链路的子帧配置可以采用0-10。为了与宿主基站的上下行子帧配置相一致，对于上下行子帧配置1，建议回传链路的子帧配置采用0、1或者4；对于上下行子帧配置2，建议回传链路的子帧配置采用9或者10。
4 TD-LTE Relay与其它各系统的干扰分析
TD-LTE宏基站与其它各系统的干扰协调分析参见文献5。TD-LTE Relay与其它各系统的干扰协调分析方法类似，TD-LTE Relay与TD-LTE宏基站的干扰分析主要差别如下面的叙述。
在计算杂散干扰时，TD-LTE Relay作为干扰系统，其在被干扰系统GSM、DCS、CDMA频带内的杂散干扰水平要求不高于-61dBm/100kHz；在被干扰系统WCDMA、TD-SCDMA频带内的杂散干扰水平要求分别不高于-52dBm/1MHz、-49dBm/1MHz。
在计算阻塞干扰时，TD-LTE Relay作为干扰系统，其最大发射功率不超过30dBm。其它系统作为干扰系统，在TD-LTE频带内的发射电平限制是-6dBm/20MHz。
TD-LTE Relay与其它各系统的干扰要求和隔离度如表2所示：
部署在同一区域的TD-LTE Relay基站与TD-SCDMA基站以及其它运营商的TD-LTE基站在定时上是同步时，其空间隔离距离不受表3的限制。
5 中国移动TD-LTE Relay的站点选择原则
根据TD-LTE Relay与其他系统的干扰分析，建议中国移动TD-LTE Relay的站点选择原则如下：
（1）频率配置
由于中国移动目前部署的TD-LTE基站是R8或者R9版本，只能部署带外Relay。建议TD-LTE Relay同时支持F频段（1 880―1 900MHz）和D频段（2 575―2 635MHz），回传链路与宿主基站的频率相一致，接入链路与回传链路使用不同的频段或者同一频段（D频段）内的不同频点。
（2）场景选择
TD-LTE Relay建议部署在宏蜂窝网络信号强度的中远点，最大化TD-LTE Relay覆盖，充分利用TD-LTE Relay提升容量。
因为TD-LTE Relay不支持切换，TD-LTE Relay不能部署在宏蜂窝与宏蜂窝的边界重叠区域，否则会导致TD-LTE Relay频繁搜索宿主基站信号，无法正常工作。
（3）干扰控制
TD-LTE Relay不应该大面积成片连续部署，同频干扰难以控制。
由于信号在街道传播具有“波导效应”，为防止信号沿街道传播太远而导致不必要的干扰，TD-LTE Relay天线主瓣方向建议对着街边建筑物，避免对准街道。
TD-LTE Relay采用定向天线时，天线主瓣方向不要与邻区主瓣方向正对，减小同频干扰。
（4）天线高度
对挂杆/挂墙安装的TD-LTE Relay，建议天线高度5～10m，天线高出一般公交车高度，避免公交车遮挡影响TD-LTE Relay的覆盖性能，同时低于TD-LTE Relay周围建筑物高度，避免对非覆盖区域的建筑物高层造成干扰。
对安装在街边的TD-LTE Relay，高度一般为2m左右，避免部署在大型车辆频繁经过或停靠的区域，保持TD-LTE Relay覆盖范围的稳定性。
（5）天线形态
对挂墙或安装位置距离墙较近的TD-LTE Relay，优先使用外置定向天线；需要部署一体化基站时，采用内置定向天线。
挂杆安装的TD-LTE Relay，覆盖目标是四周区域时，可采用外置全向天线。有明确覆盖目标时，采用定向天线，有利于控制信号的传播范围。
6 结束语
TD-LTE Relay不需要有线回传网络，部署迅速，必将成为中国移动建设分层网络的重要手段之一。建议中国移动小规模部署TD-LTE Relay以积累运营经验，待TD-LTE Relay产品成熟且宏基站网络完善后适度部署TD-LTE Relay。
参考文献：
[1] 3GPP. 3GPP TS 36.104 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）； Base Station （BS） radio transmission and reception[S]. 2011.
[2] 3GPP. 3GPP TS 36.116 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）； Relay radio transmission and reception[S]. 2013.
[3] 3GPP. 3GPP TS 36.300 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Radio Access Network； Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA） and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network（E-UTRAN）； Overall description； Stage2[S]. 2010.
[4] Erik Dahlman， Stefan Parkvall， Johan Skold. 4G：LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband[M]. Academic Press， 2011.
[5] 肖清华，朱东照. 共建共享模式下TD-LTE与其它系统的干扰协调[J]. 移动通信， 2011（6）： 23-27.
本文来源：http://www.zhuodaoren.com/shenghuo329689/
推荐访问:td-lte基站