時分長期演進（TD-LTE）與異系統共址干擾分析

中國移動通信集團甘肅有限公司計劃部 喬 斌 頡亞偉

江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司移動通信規劃設計院 萬 勇

目前城區環境中無線基站站址獲取難度日益加大，多家運營商共用天面、站址資源的情況非常普遍，因此分析TD鄄LTE（時分長期演進）引入后與其他異系統間的共址共存非常必要。

1 干擾場景及分析方法

1.1 干擾場景

從圖1可以看出，干擾場景可分為基站與終端間的干擾、移動終端間的干擾和基站間的干擾。其中基站與移動終端間的干擾由于距離較遠，地面障礙物較多，因此干擾較小。移動終端間的干擾由于終端的發射功率較低，終端位置不固定，兩個終端靠近的概率較低，并且可以在網絡側采用一定的資源調度和功率控制來抑制干擾，因此終端間的干擾也較低。而基站位置相對固定，發射功率高，空間傳播環境好，干擾程度可預測。因此基站間的干擾分析是主要干擾場景。本文重點分析基站間的異系統共址干擾。

1.2 干擾分析方法

移動通信系統間干擾分析的基本方法有兩種：靜態蒙特卡羅仿真方法和基于最小耦合損耗計算的確定性分析方法。靜態蒙特卡羅系統仿真分析法是以快照式仿真方法，通過復雜、精確的迭代計算出不同場景不同指標下一系統受到另一系統干擾后性能變化情況。包括基站和移動臺、移動臺和基站以及移動臺和移動臺之間的干擾研究。該方法應用廣泛，被公認為是一種分析系統干擾的行之有效方法，但它的復雜度隨著系統復雜性的增加而迅速增加，對仿真的計算有較高的要求。而確定性分析方法是基于鏈路預算原則，簡單高效地通過數值計算得出接收機能容忍的干擾信號強度門限，研究在最壞情況下（路徑損耗最小、發射功率最大、收發天線增益最大）的系統間干擾問題，通過計算兩個系統之間的最小耦合損耗來確定系統間的干擾情況。該方法簡單明了，對工程施工有實際的指導意義。

本文采用確定性分析方法分析異系統共址的干擾情況。該方法基于3GPP TS 36.101、36.104等標準所規定的阻塞和雜散指標要求，各系統具體的發射功率以及被干擾系統的靈敏度下降要求，得到滿足要求的隔離度，最后結合空間隔離理論，計算空間隔離距離。

2 TD-LTE與異系統干擾分析

2.1 分析方法

根據標準規定的系統抗阻塞和雜散指標要求，以及各系統的參數，分別計算出規避阻塞干擾和雜散干擾所需要的隔離度。然后根據水平和垂直隔離度計算公式，將隔離度換算成水平和垂直的隔離距離。具體分析如下。

2.1.1 雜散干擾分析

接收機在其接收通帶內能夠承受的最大干擾信號強度門限Imax取決于多大接收機靈敏度損失可以被接受。在干擾分析中，基站通常采用0.8 dB靈敏度損失評估準則。此時

其中N是接收機底噪，可用下式計算：

其中B為接收帶寬，Nf是接收機噪聲系數。

系統消除雜散干擾所需要的隔離度

其中S為干擾源的雜散指標，Bm為雜散指標的測量帶寬。

2.1.2 阻塞干擾分析

根據標準查出被干擾系統的抗阻塞指標Ba，規避干擾系統的阻塞干擾所需要的隔離度

其中Tx是干擾系統的

2.1.3 隔離度距離計算

取Ds和Db和最大值作為兩系統共址時規避干擾所需的隔離度值，再將該值代入如下的水平和垂直隔離度計算公式，換算出兩系統共址所需要的水平或者垂直距離。

水平和垂直隔離度計算公式，水平隔離為

其中：Sh為天線水平間距；λ為被干擾系統中心頻率對應的波長；Gt為在收發天線直線連線上發射天線增益；Gr為是在收發天線直線連線上接收天線增益；Gt＋Gr默認推薦1 dB。

垂直隔離為

其中Sv為天線垂直間距。

表1為各系統分析參數、雜散、抗阻塞指標。

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2.2 分析結果

2.2.1 與異系統異頻段干擾隔離度

根據表1設定的各系統分析參數及雜散和抗阻塞指標要求，結合2.1節給定的分析方法，可以計算出表2、表3的TD鄄LTE系統與其他異系統共址時的干擾隔離要求。其中TD鄄LTE系統工作于2.5 GHz。

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從以上分析可以看出，當TD鄄LTE系統工作于2.5 GHz頻段且與異系統室外共址時，除與WLAN系統所需要的隔離度較大外，與其他異系統所要求的隔離度均較小。當干擾源與被干擾系統屬于同一運營商時，協調工作和解決方案實施都較為便利?？煽紤]加裝濾波器或者調整天線位置增大系統間的隔離度的方法來改善系統間的干擾。如當與WLAN系統室外共址時，可考慮采用垂直布放天線形式進行干擾隔離。

當干擾源與被干擾系統不屬于同一運營商時，首先考慮協調的原則，共同采取措施進行共址改造。如果運營商間協調不一致，只能單方面對被干擾基站進行調整，可采用被干擾基站加裝濾波器和調整天線的工程隔離方案。需要注意的是，加裝濾波器有一定的插入損耗，將會影響原有系統的覆蓋。調整天線位置增大隔離度的方法也將影響系統的覆蓋。這些因素都需要在實際應用中綜合考慮。

另外，在勘察設計階段需做好天面和樓頂塔桅（抱桿、增高架、鐵塔等）的勘察，注意掌握現有天面結構；現網已有和擬新增天線的安裝位置、高度、方位角、下傾角等信息；綜合考慮天面大小、結構、承重，包括天面上已有其他運營商的塔桅現狀，以便在設計階段進行隔離度計算，做好記錄，并拍照存檔。

2.2.2 與TD-SCDMA同頻段干擾隔離度

由于TD鄄LTE與TD鄄SCDMA系統都由中國移動建設運營，如果TD鄄LTE部署在2 570～2 620 MHz（D頻段），TD鄄SCDMA系統部署在2 010～2 025 MHz（A頻段）則不存在共頻段干擾，此時系統間干擾主要是雜散干擾和阻塞干擾（如表2、表3的分析結果）。但是為了充分利用頻譜資源，這兩個系統可能同時部署在1 880～1 920 MHz（F 頻段），2 300～2 400 MHz（E 頻段）或 D 頻段，此時需要研究共頻段干擾。表4以兩系統共同部署在F頻段為例進行分析。

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由表5可以看出，TD鄄SCDMA和TD鄄LTE兩系統共頻段時，基站之間的干擾增大，所需要的隔離度要求也相較于異頻段部署時高。此時需進行兩系統的時隙同步，通過兩系統的不同時隙配比來達到消除系統間干擾的目的。

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2.2.3 與TD-SCDMA同頻段交叉時隙干擾

TD鄄LTE 和 TD鄄SCDMA同為 TDD（時分雙工）系統，上下行工作于不同時隙。當兩系統間或者同一系統不同小區間的上下行時隙未加協調而造成部分或全部重疊時，就會造成系統間交叉時隙干擾。通過前文分析，當互干擾系統工作于相同頻段時，會加重這種干擾。為了提高頻帶的利用率，同頻段共站址情況下TD鄄SCDMA與TD鄄LTE之間通過一定的幀同步方式可以徹底規避交叉干擾。建議通過時隙配置的選擇，實現TD鄄SCDMA與TD鄄LTE同步，避免交叉時隙的出現，從而完全避免系統間的干擾。

TD鄄SCDMA和TD鄄LTE系統中的上下行時隙轉換點可根據實際需要進行選擇配置。兩系統同步，避免交叉時隙干擾的兩個條件是：將兩系統的上下行切換點對齊；選擇TD鄄LTE的特殊時隙配置，使得TD鄄SCDMA的保護間隔GP落在TD鄄LTE的保護間隔GP時間段內。如圖2所示，t1＞0，且 t2＞0。其中，t1、t2為 TD鄄SCDMA 與 TD鄄LTE 上下行時隙轉換點的時間差。

目前TD鄄SCDMA系統上下行時隙配置采用2∶4，根據上述避免交叉時隙干擾的條件，在TD鄄SCDMA系統現有時隙配置下，TD鄄LTE系統上下行時隙配置可采用1∶3，同時特殊時隙采用配置 0（3∶10∶1）和配置 5（3∶9∶2）。

3 總結

本文通過分析TD鄄LTE與異系統的雜散和阻塞干擾，計算出TD鄄LTE系統與異系統共站址時的隔離度要求。其中TD鄄LTE 系 統 引 入 后 與 GSM、DCS、TD鄄SCDMA、WCDMA、CDMA2000工作于異頻段時干擾較小，可采用考慮加裝濾波器或者調整天線位置增大系統間的隔離度的方法來改善系統間的干擾。TD鄄LTE系統與WLAN室外共站址時，所需的干擾隔離度要求較大?？煽紤]加裝濾波器或采用垂直布放天線形式進行干擾隔離。當為了充分利用頻譜資源TD鄄LTE與TD鄄SCDMA系統同頻段部署時，所需要的隔離度要求比異頻段部部署時高。需通過兩系統間幀同步及上下行時隙配置方式，規避交叉時隙干擾的同時采取共天饋合路、加裝濾波器或者調整天線位置的方法來改善系統間干擾。◆