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TD—LTE系统干扰分析(2)

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  4.2 系统间干扰分析方法
  干扰分析的方法很多,3GPP TR36.942中提到有两种:确定性计算方法和仿真模拟方法。
  (1)确定性计算方法
  也称最小允许耦合损耗MCL(Minimum Coupling Loss)计算方法。确定性计算方法的优点是简单易行,可以较容易地获得理论估计结果,所计算的结果对应于最恶劣的情况,对应的MCL要求较严格。
  确定性计算方法是基于干扰系统和被干扰系统的有关参数,计算出系统间要实现必要的干扰抑制所需要的最小允许耦合损耗MCL。一般MCL采用以下公式计算:
  MCL=干扰源输出功率-衰减-允许的干扰电平
  (5)
  根据收发设备的ACS/ACLR或者杂散信号功率、互调抑制要求等指标,结合其工作带宽和发射功率,可以计算出达到一定干扰抑制要求的MCL。
  1)衰减
  对不同的干扰类型取定为不同的参数:
  对邻道干扰是ACIR;
  对互调干扰是互调抑制比。
  2)允许的干扰电平
  对带内干扰一般可以根据允许的接收灵敏度恶化程度确定(后续计算中取恶化量为1dB);
  对带外阻塞干扰一般由接收设备LNA的1dB压缩点确定。
  3)其他增益和衰减
  由于收发设备的指标是按“天线连接处”定义的,因此耦合损耗CL包括天线间相对增益、天线间空间损耗、外加滤波器的信号衰减、馈线及接头的衰减等部分,在增加了外部滤波设备时,还包括滤波设备的信号衰减。
  (2)仿真模拟方法
  仿真模拟方法是对干扰系统和被干扰系统的基站、终端的发射功率、基站的负载等情况进行设定,通过仿真得出设定环境下的系统间干扰情况。仿真模拟方法考虑了功率控制、用户分布等对系统间干扰情况的影响,故对系统间的干扰分析比较全面,尤其是涉及到终端的干扰场景。
  4.3 系统间隔离度要求
  根据标准中的接收机和发射机性能要求,运用确定性计算方法得出LTE和其他系统(包括不同运营商的LTE系统)的隔离度要求,如表2所示:
  对应上述计算结果,在实际系统中应用时需注意以下两点:
  (1)以上确定性计算结果是按照单载波发射机考虑的。如果干扰系统实际配置了N载波,假设各载波的最大发射功率相同,则干扰功率会成倍增加,因此隔离度要求也需相应增加lgN(dB)。

  (2)上述的干扰隔离度计算结果都是按照标准最低要求进行的,实际系统设备的性能(如CDMA基站的杂散抑制水平)应优于标准的要求,因此实际组网当中,基站的隔离度要求还应结合具体设备的性能指标进行核算。
  4.4 系统间干扰解决方案
  总体上,系统间干扰解决方案主要有两种:天线空间隔离和加装隔离滤波器。此外,如果频谱资源相对比较宽裕的话,可以灵活配置载波获得保护频带。
  (1)天线空间隔离
  天线空间隔离是使干扰系统的发射天线与被干扰系统的接收天线保持一定的物理空间距离(角度),使得发射天线的电波经空间衰减后满足到达接收天线端的恶化电平程度。
  根据工程施工的实际环境,可以利用铁塔或天面的不同平台、不同位置进行天线的空间隔离,具体可以采用水平隔离、垂直隔离和混合隔离这三种方式。
  水平隔离度和距离关系式如下:
  (6)
  垂直隔离度和距离关系式如下:
  (7)
  其中:
  Ih:干扰系统发射天线与被干扰系统接收天线的水平隔离度(dB);
  Iv:干扰系统发射天线与被干扰系统接收天线的垂直隔离度(dB);
  GTx:干扰系统发射天线朝向被干扰系统接收天线的发射增益(dBi);
  GRx:被干扰系统接收天线朝向干扰系统发射天线的接收增益(dBi);
  dh:天线水平间隔;
  dv:天线垂直间隔;
  λ:无线电波长,如为杂散干扰,应取被干扰系统接收频段波长;如为阻塞干扰,应取干扰系统发射频段波长。其量纲保持与dh、dv相同。
  假设GTx+GRx=0dBi,根据上述公式可计算出系统间空间隔离度要求,如表3所示:
  根据表3的计算结果,EV-DO和LTE的垂直距离要求7m以上,实现起来很困难。实际上,根据天线隔离度实测研究,当天线间距比较远时,所实现的隔离度要小于经验公式计算结果,即使垂直距离达到7m,也很难达到100dB的隔离度。普通天线共址时只能实现50dB~70dB的隔离度,可见EV-DO基站天线很难和TD-LTE基站天线共址建设,需结合天面自然或者人为设置的阻挡增加天线之间的隔离度。GSM系统和TD-LTE系统共站时,也要保证足够的垂直隔离,以避免相互之间的干扰。
  (2)加装隔离滤波器
  滤波器分为两种:带阻滤波器和带通滤波器。具体网络设计需注意:
  1)对同频加性干扰需在发端加装带阻滤波器,以降低接收频段内的功率;对阻塞干扰则需在收端加装带通滤波器,以降低接收频段外的功率。
  2)尽可能利用天线架设位置的障碍物,可以另外采用增加隔离板的方法。
  3)提高发射滤波器性能,如针对每一个频点采用窄带滤波器来进行滤波,可以减少天线隔离要求。
  4)采用线性功放,降低功放后信号的杂散。
  根据邻频干扰分析的结果可知,LTE FDD和TDD系统之间无法邻频共存。因此将来在做频率规划时,若条件允许,应尽量留有充足的保护频带,避免不同运营商的LTE FDD和TDD系统邻频共存。如果LTE系统下行发射频段和现有2G/3G系统的上行接收频段相邻,或者LTE系统上行接收频段和现有2G/3G系统的下行发射频段相邻,也应尽量留有充足的保护频带,避免邻频干扰过大影响系统性能。
  5 总结
  根据确定性分析,除EV-DO系统外,一般通过空间隔离可满足TD-LTE系统和其他系统的干扰隔离要求。此外需要注意的是,本文的计算结果是基于标准中最低要求进行的,实际设备的性能一般远优于标准的最低要求。因此实际在进行网络设计时,可按照具体设备的性能指标重新核算干扰隔离度要求。
  参考文献:
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