長期演進多頻段多制式干擾探討

中國移動通信集團江蘇有限公司 張永慶

長期演進多頻段多制式干擾探討

中國移動通信集團江蘇有限公司 張永慶

摘要：描述了中國頻譜分配現狀及LTE（長期演進）建設可能面臨的干擾，分析了FDD（頻分雙工）LTE 2.1 GHz頻段基站間干擾、TDD（時分雙工）-LTE 2. 6 GHz頻段基站間干擾、FDD-LTE 1.8 GHz頻段基站間干擾以及LTE與其他異系統干擾。

關鍵詞：長期演進；干擾；阻塞；雜散

1 無線干擾概述

無線干擾是影響無線通信網絡質量的關鍵因素之一，隨著無線通信技術發展，各種頻段制式的無線通信網絡在同一區域內共存運行的情況越來越普遍，各無線網絡相互干擾也越來越嚴重。隨著LTE（長期演進）網絡開始部署，運營商如何應對更為復雜的無線網絡干擾問題，顯得尤為重要。

按干擾頻率與被干擾頻率關系維度劃分，無線干擾可分為：

1）帶內干擾：干擾信號本身落入到接收系統帶內的干擾；

2）帶外干擾：干擾信號本身未落入接收系統帶內，但是由于接收機的非理想特性，會接收帶外信號，從而導致產生阻塞或互調等干擾。

按照干擾來源劃分，無線干擾可分為：

1）內部干擾：指從基站到天饋天線這一段產生的干擾；

2）外部干擾：外部干擾指接收天線從外部接收到的干擾。

按照干擾系統劃分，無線干擾可分為：

1）通信系統干擾：干擾系統為通信系統，如CDMA（碼分多址）、WCDMA（寬帶碼分多址）、GSM（全球數字移動系統）、TD-SCDMA（時分同步碼分多址，簡稱TD）、LTE等；

2）其他系統干擾：干擾系統為其他系統，如電視臺、微波傳輸、對講機，甚至電視信道增補器、空調壓縮機等。

按照干擾的性質劃分，無線干擾可分為：

1）雜散干擾：一個系統帶外雜散信號落入另外一系統帶內而產生的干擾，屬于帶內干擾；

2）互調干擾：一個寬帶系統或多個窄帶系統的互調產物落入到被干擾系統帶內產生干擾，分為接收互調和發射互調；

3）阻塞干擾：由于接收機的非理想性，將會接收到帶外強信號而引起阻塞；

4）鄰道干擾：鄰道干擾原指同系統相鄰信道上產生的相互干擾，后指不同系統在小保護帶情況下相互干擾，由于保護帶比較小，一般出現在基站與終端間干擾（由于基站與終端間隔離度大）。

參考中國當前頻譜分配的情況，中國電信可能分配的LTE頻譜有：

1）FDD（頻分雙工）-LTE 2.1 GHz頻段：DL（下行）2 110～2 125 MHz，UL（上行）1 920～1 935 MHz。

2）TDD（時分雙工）-LTE 2.6 GHz 頻段具體頻段位置未確定。

3）FDD-LTE 1.8 GHz頻段：DL 1 850～1 880 MHz，UL 1 755～1 785 MHz。

4）TDD-LTE 1.9 GHz頻段：DL/UL 1 880～1 920 MHz 。

存在干擾風險的異系統（參見圖1）有：

1）LTE FDD 2.1 GHz和TD-SCDMA/TDD-LTE1.9 GHz（1 900～1 920 GHz）。

2）LTE TDD 2.6 GHz和LTE TDD 2.6 GHz不同時隙配比。

3）LTE FDD 1.8 GHz和TD-SCDMA/TDD-LTE 1.9 GHz（1880～1900 GHz）。

2 FDD-LTE 2.1 GHz頻段干擾分析

從頻譜分布上看，主要存在基站間TDD1.9 GHz下行對FDD 2.1 GHz上行的干擾。雜散干擾分析見表1。

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按工信部要求，保護帶寬5 MHz，TD F頻段與LTE 2.1 GHz在天線平行或背向時，滿足水平隔離距離1.5 m或垂直隔離按照工程安裝要求，雜散引起的對LTE 2.1 GHz的靈敏度影響小于1 dB。

從頻譜分布上看，存在TDD 1.9 GHz下行對FDD 2.1 GHz上行的干擾。阻塞干擾分析見表2。

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按工信部要求，保護帶寬5 MHz，在影響1 dB且天線朝向相同或背向時，水平隔離距離要求7.5 m或垂直隔離按照工程安裝要求，阻塞引起的對LTE 2.1 GHz的靈敏度影響小于1 dB。

3 TDD-LTE 2.6 GHz頻段干擾分析

當2.6 GHz不同頻段的時隙配比一致時，不需要保護帶；不同時隙配比情況下，保護帶寬至少要5 MHz，在此基礎上，雜散干擾分析如下：

由于2.6 GHz頻段的射頻指標工信部還未給出具體要求，考慮到與TDD 1.9 GHz與FDD 2.1 GHz之間的相似性，參照工信部TDD 1.9 GHz與FDD 2.1 GHz頻段之間要求進行計算。不同時隙配比且保護帶寬5 MHz情況下，滿足水平隔離距離1.5 m或垂直隔離按照工程安裝要求，雜散引起的對TDD-LTE靈敏度惡化1 dB。

當2.6 GHz不同頻段的時隙配比一致時，不需要保護帶；不同時隙配比情況下，保護帶寬至少要5 MHz，在此基礎上，阻塞干擾分析如下：

參考工信部對1.9 GHz頻段要求，不同時隙配比且保護帶寬5 MHz情況下，阻塞引起TDD 2.6 GHz靈敏度惡化1 dB，水平隔離距離要求4.5 m，垂直隔離距離要求滿足工程安裝要求即可。

由于2.6 GHz頻段的射頻指標工信部還未給出具體要求，考慮到與TDD 1.9 GHz與FDD 2.1 GHz之間的相似性，參照工信部TDD 1.9 GHz與FDD 2.1 GHz頻段之間要求進行計算。

4 FDD-LTE 1.8 GHz頻段干擾分析

從頻譜分布上看，主要存在FDD 1.8 GHz下行對TDD 1.9 GHz上行的干擾。雜散干擾分析如下：

按照工信部要求，保護帶寬5 MHz，FDD 1.8 GHz頻段與TDD 1.9 GHz在天線平行或背向時，滿足水平隔離距離1.5 m或垂直隔離按照工程安裝要求，雜散引起的對TDD 1.9 GHz的靈敏度影響小于1 dB。

從頻譜分布上看，主要存在FDD 1.8 GHz下行對TDD 1.9 GHz上行的干擾，阻塞干擾分析如下：

按照工信部要求，保護帶寬5 MHz，在天線朝向相同或背向時，水平隔離距離要求7.5 m或垂直隔離按照工程安裝要求，阻塞引起的對TDD 1.9 G Hz的靈敏度影響小于1 dB。

5 LTE與其他異系統的干擾分析

5.1 LTE系統在其他頻段的雜散指標

根據3GPP（第三代合作伙伴計劃）TS 36.104-a30相關章節，在與其他系統共存情況下，LTE系統的雜散指標情況為：LTE在CDMA850，GSM900，DCS1800的接收頻段雜散指標為－98 dBm/100 kHz，而在其他系統TD-SCDMA A頻段（2 010～2 025 MHz），TD-SCDMA F頻段，WCDMA 2.1 GHz，LTE 2.1 GHz和LTE 2.3 GHz，LTE 2.6 GHz等系統的接收頻段雜散指標為－96 dBm/100 kHz，異系統的底噪一般情況下為－174+10 lg 105+3＝－121 dBm/100 kHz，考慮對底噪影響小于1 dB，則允許的干擾電平為－127 dBm/100 kHz，需要的隔離度為－96－（－127）＝31 dB（GSM900，DCS1800和CDMA850為29 dB）；如要求靈敏度影響小于0.1 dB，允許的干擾電平為－137 dBm/100 kHz，需要的隔離度為41 dB（GSM900，DCS1800和CDMA850為39 dB）。

5.2 LTE系統對其他系統的阻塞干擾

TD-SCDMA A頻段（2 010～2 025 MHz）的阻塞指標在3GPP 25.104定義，GSM900，DCS1800在3GPP 45.005定義，LTE 2.1 GHz、LTE 2.3 GHz（band 40）及LTE 2.6 GHz（band 41）在3GPP 36.104定義，這些系統在與LTE共站時指標為16 dBm，按照干擾線性影響計算，靈敏度影響1 dB時允許的干擾電平為5.4 dBm，所以對底噪影響小于1 dB情況下，需要的隔離度為46－（5.4）＝40.6 dB。所以需要的隔離度為40.6 dB；而CDMA協議指標雖然很低，但是在實際現網中沒有受到UMTS（通用移動通信系統）的干擾，表明也不會受到LTE 2.1 GHz/2.6 GHz干擾。

除了存在干擾風險的異系統外，LTE與其他系統的阻塞指標可按照靈敏度惡化6 dB時，阻塞功率16 dBm進行計算，在底噪影響小于1 dB情況下，需要的隔離度為46－5.4＝40.6 dB。

6 LTE多頻多制式干擾結果

6.1 存在干擾風險的異系統干擾分析結果

LTE頻譜干擾分析結果匯總見表3，基本可以滿足共站建設要求。

以上分析結果主要基于工信部的要求和設備指標，靈敏度按照惡化1 dB情況進行分析。

LTE TDD 2.6 GHz的雜散和阻塞指標目前工信部還沒有要求，這里主要參考了工信部對TDD 1.9 GHz頻段與2.1 GHz頻段的要求。

按協議指標的分析結果都無法共站，具體參見正文分析。

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6.2 與其他異系統的干擾分析結果

以LTE 2.1 GHz為例給出與其他異系統的干擾隔離度要求分析結果見表4，可以滿足共站建設要求。

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對應的隔離距離分析結果見表5。

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