室內環境下TD-LTE與WLAN的干擾研究及規避措施分析

夏錫剛

【摘要】 近年來，隨著智能終端和移動互聯網的快速發展，互聯網用戶對移動寬帶的需求不斷增加，數據流量呈爆發性增長趨勢。而近年來，隨著寬帶入戶的普及，“四網協同”戰略的提出，中國4G TD-LTE系統的引進，室內分布系統將擁有4張網絡，室內環境下的四網共存現象普遍存在，而由于WLAN系統與TD-LTE系統頻段最為接近，兩者之間難免發生干擾問題。本文就共室條件下的TD-LTE與WLAN干擾原理分析出發，針對干擾產生的原因及規避措施作一闡述。

【關鍵詞】 TD-LTE 室內分布系統 WLAN 干擾

TD-LTE作為新型的無線通信技術，集寬帶寬、低時延、高速率等優點于一身，已被廣泛引入到室內分布系統中，但隨著中國移動無線網絡技術的快速發展，目前已經擁有的GSM/DCS、TD-S、WLAN與TD-LTE四張網絡共存于室內環境之下，若室內網絡格局分布設計不合理，無疑會引起無線網絡的相互干擾，而根據各隔離度要求來看，TD-LTE與WLAN之間的干擾最為明顯，如何有效避免這種干擾，提升用戶用網效率，這將是多技術制式公用分布系統將面臨的挑戰。

一、室內環境下TD-LTE與WLAN干擾原理

1.1干擾基本原理

從干擾產生的角度來看，干擾源產生于發射空間輻射信號的發射機，其干擾對象則是獲取并處理空間信號的接收機。而不對應的系統發射機產生的信號對不同系統的接收機來說，發射的都是無用信號，這便構成了干擾。若不同系統的發射機發射出的信號（包括有用信號和雜散輻射）被不同系統的接收機接收時，這些信號就會對接受機產生性能方面的影響，系統性能將會下降，信道質量惡化，信息誤差或丟失，甚至產生阻斷通信運行的結果。[1]

1.2干擾模式

室內分布系統之間的干擾類型主要包括鄰頻干擾、雜散干擾、阻塞干擾及互調干擾。其中，鄰頻干擾是指發射機鄰頻道功率進入到鄰頻道接收機通帶內所致使的干擾。互調干擾是指兩個及兩個以上頻率不同發射機因為作用于非線性器件，頻率之間的相互影響會產生新的頻率信號進入到接收機接收頻段內，從而產生的頻段干擾。雜散干擾是指因為發射機中的混頻器、濾波器等器件的非線性使工作性能達不到理論狀態，這使工作頻帶以外范圍產生輻射信號分量，而當這些干擾信號進入到接收機接受帶寬范圍以內，將會提升接收機底躁，最終產生雜散干擾。阻塞干擾是指接收機在接收有用信號時被帶外強信號造成的接收機飽和失真的現象而導致的干擾。在以上四種干擾情況中，TD-LTE系統與WLAN系統受雜散干擾與阻塞干擾干擾較為明顯，因此，要降低室內環境下這兩種系統之間的煩擾，就要有效地做好雜散干擾與阻塞干擾的隔離。[2]

1.3 TD-LTE與WLAN的干擾模式分析

當室內環境下TD-LTE與WLAN共存時，分別從TD- LTE對WLAN的干擾和WLAN對TD-LTE的干擾這兩個角度來分析他們之間的干擾模式，若考慮兩個系統之間的上下鏈路，則可以分為8種干擾模式：

1.3.1 TD-LTE基站對WLAN基站的干擾

TD-LTE基站對WLAN基站的干擾來自于TD-LTE系統基站（BS）的下行功率在WLAN系統訪問接入點（AP）對于有用信號接收上的影響。

1.3.2 WLAN基站對TD-LTE基站的干擾

WLAN基站對TD-LTE基站的干擾是來自于WLAN AP系統的下行功率對TD-LTE BS系統接收有用信號上的直接影響。

1.3.3 TD-LTE基站對WLAN終端的干擾

TD-LTE基站對WLAN終端的干擾是來自于TD-LTE BS系統的下行功率對WLAN系統的客戶端（STA）在接收有用信號上產生的直接影響。

1.3.4 WLAN終端對TD-LTE基站的干擾

WLAN終端對TD-LTE基站的干擾是來自于WLAN STA系統的上行功率對TD-LTE BS系統在接收有用信號上產生的直接影響。

1.3.5 TD-LTE終端對WLAN基站的干擾

TD-LTE終端對WLAN基站的干擾是來自于TD-LTE系統的客戶端（UE）的上行功率對WLAN AP系統在接受有用信號上產生的直接影響。

1.3.6 WLAN基站對TD-LTE終端的干擾

WLAN基站對TD-LTE終端的干擾是來自于WLAN AP系統對TD-LTE UE系統在接收有用信號上產生的直接影響。

1.3.7 TD-LTE終端對WLAN終端的干擾

TD-LTE終端對WLAN終端的干擾是來自于TD-LTE UE系統的上行功率對WLAN STA系統接收有用信號上產生的直接影響。

1.3.8 WLAN終端對TD-LTE終端的干擾

WLAN終端對TD-LTE終端的干擾是來自于WLAN STA系統的上行功率對TD-LTE UE系統接收有用信息上產生的直接影響。

在以上幾種干擾模式中，如第3個到第6個這幾種干擾模式，室內基站與終端之間的距離間隔較遠，地面障礙物又較多，因此干擾度較小；而針對第7個和第8個這兩種干擾模式，客戶端之間的移動臺發射功率較低，擺放位置的隨機性較大，這兩種模式的干擾情況較為復雜；但就第1個和第2個這兩種干擾模式來說，基站之間的位置相對較為固定，天線位置較高，基站的發射功率也高，傳遞空間也較好，干擾比較嚴重，系統之間的干擾度也容易測試。[3]本文主要采用MCL的干擾隔離度計算方法來對存在于TD-LTE和WLAN之間最嚴重的阻塞干擾與雜散干擾兩種干擾模式進行定量的確定性分析。

1.4室內環境下TD-LTE與WLAN干擾隔離度計算方法

1.4.1阻塞干擾隔離度的計算方法

為了保證移動通信系統的穩定運行，在設計移動通信系統的接收機時，一般按照接收機的輸入1db壓縮點高于系統阻塞指標的要求來設計。系統在接收機輸入端強干擾信號功率小于系統指標要求的阻塞電平水平情況下才能實現可靠運行。室內分布系統的阻塞干擾隔離度一般采取MCL≥P0-Pb計算公式，其中，P0為干擾發射機的輸出功率，Pb為接收機的阻塞電平指標。

1.4.2雜散干擾隔離度的計算方法

雜散干擾隔離度的計算是在假設發射機帶外雜散干擾都為加性白噪聲的前提之下，通過將接收機收到的帶外影響與原系統的噪聲功率相加來衡量系統接收噪聲電平的干擾隔離度。通常用MCL≥Pspu-Pn-Nf+干擾信號余量的計算方法來表示發射機帶外雜散干擾所需的隔離度，其中，Pspu表示干擾基站發射的雜散信號功率；Pn表示接收機內的帶內噪聲值；Nf表示接收機的噪聲系數。

1.5確定性分析

根據設備協議的標準規定，WLAN基站的最大發射功率為27dBm，WLAN在LTE頻段的雜散指標為-30dBm/MHz，對于WLAN來說沒有統一的阻塞干擾標準，通常發射功率為27dBm的WLAN基站其阻塞指標為-40dBm/30MHz，LTE基站的最大發射功率為46dBm。LTE在WLAN頻段的雜散指標為-30dBm/MHz，當室內環境下LTE和WLAN共存時，阻塞指標為-15dBm。對以上的確定性分析可以得出室內環境下LTE和WLAN共存時的雜散指標和阻塞指標如表1所示：

根據表中數據顯示，TD-LTE和WLAN間的雜散干擾及TD-LTE基站對WLAN在30MHz隔離帶時的阻塞干擾成為兩系統之間干擾的最主要因素，只有保證86dB的隔離度才可以實現共站需求，若要通過空間隔離來規避干擾因素，則TD-LTE基站和WLAN基站的天線水平間距離要達到200m，所以說完全通過空間隔離來規避干擾是達不到干擾效果的，實際的室內TD-LTE和WLAN布線損耗，還需要在此隔離度要求上適度放寬。

1.6 TD-LTE系統與WLAN系統共分布系統隔離要求

結合上述兩種干擾隔離度計算方法，得出TD-LTE與WLAN的雜散干擾為90dB，阻塞干擾為42dB，有效隔離采用最大值為90dB，所以異頻合路器要達到90dB的隔離度要求。室內共存條件下TD-LTE與WLAN隔離措施在符合隔離度要求之下，筆者主要針對室內獨立分布系統、末端合路方式及選擇合適的異頻合路器對隔離措施進行探討。

二、室內場景下TD-LTE系統與WLAN系統室內場景下隔離措施

2.1獨立分布系統隔離措施

針對阻塞模式下系統間的干擾隔離，在獨立分布系統上，一是通過保證TD-LTE室分天線和WLAN AP系統天線之間有2.2米以上的隔離距離來增加空間隔離；二是通過同時提高AP和WLAN終端的阻塞指標在可抵抗功率范圍之內的干擾信號來保證TD-LTE室分天線與WLAN放裝型AP在間距2m、TD-LTE與WLAN終端在間距0.5m時不受干擾。

2.2末端合路方式

末端合路是通過將室內共存環境下無源期間如耦合器、饋線等進行消耗，使TD-LTE網絡的雜散、阻塞干擾在到達末端的時候，通過降低合路隔離要求而降低雜散與阻塞的干擾。這種情況下，要選擇空間要求更大的異頻合路器，同時在WLAN系統采用的末端合路條件下，WLAN的發射功率也不宜過大，由于天線口的功率超出電磁輻射要求會造成電磁環境的污染，所以在實踐中通常使用500mw的WLAN AP系統。

2.3選擇合適的異頻合路器

從以上對TD-LTE與WLAN共室情況的分析，90dB以上的隔離度為合路器之間的理論要求 所以選擇合適的異頻合路器成為規避干擾、降低隔離度的關鍵。在使用TD-LTE與WLAN系統的異頻合路器需要嚴格指標，尤其是處在前端合路WLAN系統的室內分布網絡中，異頻合路器更不能隨意選用。

三、結語

綜上所述，室內環境下TD-LTE與WLAN之間會產生較為嚴重的阻塞干擾和雜散干擾，本文通過對干擾原理的進行分析，使用MCL計算方法對隔離度進行了確定性的研究，并在規避措施上給出了室內獨立分布系統、末端合路方式及選擇合適的異頻合路器等方面的建議，希望對讀者在研究室內環境下TD-LTE與WLAN系統之間的干擾及規避方面提供幫助。

參 考 文 獻

[1]羅凡.室內環境下TD-LTE與WLAN的干擾研究及規避措施分析[J].通信熱點，2011（02）：35-36

[2]丁寧，聶磊.TD-LTE系統與WLAN系統室分場景下干擾研究及規避措施[J].信息通信，2014（09）：200-201

[3]陳霞.TD-LTE與WLAN系統干擾研究[J].研究與開發，2012（03）：92-95