梁雙春, 董炎杰, 方媛

（中國移動通信集團設(shè)計院有限公司，北京 100080）

當(dāng)TD-SCDMA載波帶寬由1.6MHz壓縮至1.4MHz時，在不改變載波帶寬為1.6MHz的射頻濾波器特性情況下，射頻濾波器的發(fā)射和接收性能指標(biāo)都將發(fā)生改變。通常射頻濾波器的發(fā)射性能指標(biāo)由相鄰信道泄露功率 比(ACLR,Adjacent Channel Leakage Ratio)表示，接收性能指標(biāo)由相鄰信道選擇性(ACS,Adjacent Channel Selectivity)表示。本文將從理論分析、測試和仿真結(jié)果說明1.4MHz載波帶寬對設(shè)備指標(biāo)和系統(tǒng)性能的影響。

本文分析的相同和不同載波帶寬的鄰頻共存場景如圖1所示，其中載波帶寬1.4MHz和1.6MHz共存時，由于載波中心頻率必須是200kHz的整數(shù)倍，因此中間有100kHz保護帶寬。

1 理論分析

根據(jù)3GPP TS 25.102和25.105規(guī)范分別定義的終端和基站射頻RRC(Root Raised Cosine)濾波器特性：

其中α=0.22。

其頻譜特性如圖2所示。

由于射頻濾波器同時完成發(fā)射和接收功能，因此其發(fā)射性能的變化量和接收性能的變化量相同，不妨以發(fā)射特性為主進行性能分析。

1.1 終端射頻濾波器特性分析

不妨假設(shè)終端發(fā)射功率為21dBm，根據(jù)射頻RRC濾波器特性，當(dāng)載波帶寬由1.6MHz變?yōu)?.4MHz時，發(fā)射機的泄漏功率在0.7～0.8MHz頻段的增加量計算如下：

圖1 不同載波帶寬相鄰共存的場景

圖2 射頻RRC濾波器頻譜圖

根據(jù)3GPP 25.102規(guī)范中Table 6.5A定義的UE發(fā)射模板：

Table 6.5A: Spectrum Emission Mask Requirement(1.28 Mcps TDD Option)

2.1～2.4MHz的泄漏功率為：

因為UE(1.6MHz)的ACLR=33dB，所以在0.8～2.4MHz帶寬內(nèi)泄漏功率為：

表1 1.28 Mcps TDD 頻譜發(fā)射模板

10(21-33)/10=0.0631(mW)

則UE(1.4MHz)在0.7～2.1MHz(1.4MHz)帶寬內(nèi)的泄漏功率為：

0.0631-0.002882+0.5206715334=0.5808895334(mW)。

ACLR=21-10×lg(0.583154)=23.4dB。

如果考慮N頻點，則中間載波受到相鄰兩個1.4MHz載波的干擾，其ACLR=20.4dB。

UE (1.4MHz)在0.8～2.4MHz (相鄰1.6MHz)帶寬內(nèi)的泄漏功率與兩個1.6MHz載波相鄰泄露功率相同，因此其ACLR保持不變。

UE(1.6MHz)在0.8～2.3MHz(相鄰1.4MHz)帶寬內(nèi)的泄漏功率為：

ACLR=21-10×lg(0.06248248)=33.04dB。

由此可見，UE1.6MHz載波泄漏在相鄰的1.4MHz帶寬和1.6MHz帶寬的功率相當(dāng)，ACLR約為33dB。

UE ACLR在載波帶寬為1.4MHz時，相對于1.6MHz下降33-23.4=9.6dB。相應(yīng)地，接收特性ACS也下降9.6dB，為33-9.6=23.4dB。

1.2 基站射頻濾波器特性分析

不妨假設(shè)基站發(fā)射功率為34dBm，根據(jù)射頻RRC濾波器特性，當(dāng)載波帶寬由1.6MHz變?yōu)?.4MHz時，發(fā)射機的泄漏功率在0.7～0.8MHz頻段的增加量計算如下：

根據(jù)25.105規(guī)范中Table 6.3A的基站發(fā)射模板：

表2 基站頻譜發(fā)射模板（發(fā)射功率≥ 34 dBm）

2.1～2.4MHz的泄漏功率為：

2.3-2.4MHz的泄漏功率為：

因為基站(1.6MHz)的ACLR=40dB，所以0.8～2.4MHz帶寬內(nèi)泄漏功率為:

10(34-40)/10=0.25119 (mW)。

則基站(1.4MHz)在0.7～2.1MHz(1.4MHz)帶寬內(nèi)的泄漏功率為：

0.25119-0.015578+10.38876289=10.62437489(mW)。

ACLR=34-10×og(10.62437489)=23.7dB。

如果考慮N頻點，則中間載波受到相鄰兩個1.4MHz載波的干擾，因此其ACLR=20.7dB。

基站(1.4MHz)在0.8～2.4MHz(1.6MHz)帶寬內(nèi)的泄漏功率與兩個1.6MHz載波相鄰泄露功率相同，因此其ACLR保持不變。

基站(1.6MHz)在0.8～2.3MHz(載波帶寬為1.4MHz)帶寬內(nèi)的泄漏功率為：

0.25119-0.005=0.24619 (mW)。

ACLR=34-10×lg(0.24619)= 40.087dB。

由此可見，基站1.6MHz載波泄漏在相鄰的1.4MHz帶寬和1.6MHz帶寬的功率相當(dāng)，ACLR約為40dB。

基站ACLR在載波帶寬為1.4MHz時，相對于1.6MHz下降40-23.7=16.3dB。相應(yīng)地，接收特性ACS也下降16.3dB，為45-16.3=28.7dB。

綜合考慮基站和終端濾波器特性，得到相鄰信道干擾比如表1所示。ACIR與ACS和ACLR的關(guān)系為：

表3 BS發(fā)射UE接收時ACIR結(jié)果

表4 BS接收UE發(fā)射時ACIR結(jié)果

從以上可以看出，TD-SCDMA載波帶寬發(fā)生改變以后，基站干擾終端和終端干擾基站的ACIR都減小近12dB，變化較大。

2 測試結(jié)果

根據(jù)《TD-SCDMA 1.4M載波壓縮實驗室測試總結(jié)報告》：

（1）終端射頻指標(biāo)測試：載波帶寬從1.6MHz壓縮到1.4MHz，ACLR指標(biāo)各終端均有不同程度惡化，平均惡化程度14.81dBc，達到26dB左右；ACS指標(biāo)惡化較少，平均惡化程度17.05dBc，達到34dB左右，僅有聯(lián)想OPhone 01和重郵 TD200不達標(biāo)，其中重郵TD200最差，可達22.5dB；

（2）基站射頻指標(biāo)測試：載波帶寬從1.6MHz壓縮到1.4MHz，各廠家設(shè)備的ACLR指標(biāo)基本為-28±2dB，差別不大，都不能達標(biāo)；EVM指標(biāo)基本為8±2%，64QAM下惡化稍大，但尚能達標(biāo)；ACS指標(biāo)平均在30±5dB，但都不達標(biāo)，其中中興和愛立信較好，普天較差，最差可達21dB。

從測試結(jié)果看，實際設(shè)備的射頻指標(biāo)平均比理論分析結(jié)果高3～5dB，因為實際設(shè)備在1.6MHz載波帶寬情況下的射頻指標(biāo)均高于標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 系統(tǒng)容量損失仿真結(jié)果

建立蒙特卡洛仿真模型，將UE均勻分布在16基站、48扇區(qū)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中，以掉話率5%為系統(tǒng)容量準(zhǔn)則，考慮切換和理想功率控制，進行雙系統(tǒng)仿真，統(tǒng)計受干擾系統(tǒng)的容量損失情況。

以話音業(yè)務(wù)為例，載波帶寬分別為1.4MHz和1.6MHz情況下，系統(tǒng)容量損失如表1所示。

表5 1.4MHz帶寬系統(tǒng)仿真結(jié)果

鑒于基站相對于終端抗干擾能力更強，因此不考慮終端對上行影響。

當(dāng)雙系統(tǒng)共站時，即同一片地理區(qū)域所有基站都使用相同的頻率方案，則1.4MHz帶寬相對于1.6MHz帶寬容量損失有所增加，但仍然小于5%，滿足共存要求。

表6 1.6MHz帶寬系統(tǒng)仿真結(jié)果

當(dāng)雙系統(tǒng)不共站情況下，即同一片地理區(qū)域基站使用的頻率方案不同，則使用頻率不同的基站鄰近覆蓋區(qū)域內(nèi)，將出現(xiàn)一個基站對另外一個頻率不同（特別是鄰頻）的基站用戶進行干擾，需要采取一定工程措施進行有效隔離。

4 結(jié)論

綜上所述，TD-SCDMA載波帶寬由1.6MHz壓縮至1.4MHz，鄰頻基站和終端之間的干擾程度增大，使用相鄰信道干擾比(ACIR)指標(biāo)衡量，減小了近12dB?；竞徒K端射頻指標(biāo)的實際測試結(jié)果略好于理論分析結(jié)果。根據(jù)系統(tǒng)容量損失仿真結(jié)果，建議1.4MHz載波頻率規(guī)劃需要考慮基站使用場景，盡量避免同一片地理區(qū)域使用不同的頻率方案。