劉暢遠(yuǎn) 京信通信技術(shù)（廣州）有限公司

1 引言

LTE是以O(shè)FDM/FDMA為核心的技術(shù)，可以被看作“準(zhǔn)4G”技術(shù)。其在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行326Mbps、上行86Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間低于100ms；支持成對(duì)或非成對(duì)頻譜，并可靈活配置1.25MHz～20MHz多種帶寬。

目前中國聯(lián)通在國內(nèi)的WCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐漸成熟，3G用戶數(shù)目突飛猛進(jìn)。一些建筑尤其是在大型高層辦公、住宅，室內(nèi)存在一個(gè)運(yùn)營商運(yùn)營不同分布系統(tǒng)或者不同運(yùn)營商的不同分布系統(tǒng)。WCDMA、FD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)是中國聯(lián)通的建設(shè)重點(diǎn)，雙模系統(tǒng)勢(shì)必存在共建共享、鄰頻共存的情況。由于移動(dòng)通信系統(tǒng)收發(fā)信機(jī)的非線性，彼此之間會(huì)產(chǎn)生不同程度的干擾，因此有必要深入研究WCDMA、FD-LTE干擾以及與其他室內(nèi)分布系統(tǒng)之間的干擾問題[1]。

2 雙模系統(tǒng)的干擾分析

FD-LTE頻譜資源可選擇性很大，在859MHz、900MHz、2100MHz、2600MHz等頻段都有定義，這些頻譜與現(xiàn)有2G、3G頻譜非常接近甚至部分重合。因此在共建室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)，LTE與2G、3G網(wǎng)絡(luò)之間將不可避免地存在無線干擾。

2.1 雙模系統(tǒng)間的干擾

兩種不同制式運(yùn)行于同一系統(tǒng)中，需要同時(shí)支持雙模的形式，其相互影響最嚴(yán)重。天線前端的濾波器收發(fā)頻段增加一倍，F(xiàn)D-LTE（Band VII）的收發(fā)間隔只有50MHz，隔離度實(shí)現(xiàn)難度大，采用腔體濾波器的形式，體積較大；由于功放的非線性以及寬帶功放，器件成本高，采用數(shù)字預(yù)失真技術(shù)也很難同時(shí)對(duì)消兩個(gè)頻段，且這兩個(gè)信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生新的互調(diào)，對(duì)數(shù)字預(yù)失真系統(tǒng)來說會(huì)對(duì)失真分量判斷錯(cuò)誤。而采用兩路功放體積較大，且多為小功率設(shè)計(jì)。

2.2 雙模系統(tǒng)與其他室內(nèi)分布系統(tǒng)間的干擾

中國聯(lián)通的FD-LTE采用Band VII下行2620MHz～2690MHz、上行2500MHz～2570MHz頻段，WCDMA采用Band I下行2110MHz～2170MHz、上行1920MHz～1980MHz，與TD-LTE、TD-SCDMA、WLAN（802.11b/g）、CDMA2000頻譜接近，它們之間存在較大的帶外雜散干擾和阻塞干擾等。比如工作于2400MHz～2497MHz的WLAN（802.11b/g）設(shè)備由于發(fā)射機(jī)的不完善，其帶外雜散會(huì)使FD-LTE基站接收機(jī)中產(chǎn)生阻塞干擾；CDMA2000基站在2110MHz～2125MHz發(fā)射功率，會(huì)使WCDMA基站接收機(jī)中產(chǎn)生阻塞干擾。

2.3 干擾的分析

帶外雜散、阻塞干擾、互調(diào)干擾以及諧波干擾是多系統(tǒng)室內(nèi)覆蓋必須考慮的問題。與室外一樣，各系統(tǒng)間的干擾不僅通過系統(tǒng)內(nèi)的指標(biāo)優(yōu)化完成，而且通過提高系統(tǒng)間的隔離來解決。本文將以各系統(tǒng)的通信規(guī)劃設(shè)計(jì)行業(yè)規(guī)范中規(guī)定的雜散輻射、阻塞電平、接收機(jī)靈敏度等指標(biāo)為基準(zhǔn)，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。

（1）帶外輻射

帶外輻射測(cè)量范圍是指距離載波中心頻點(diǎn)的必要帶寬之外的一個(gè)或多個(gè)頻率的發(fā)射，其發(fā)射電平會(huì)降低但不致于影響相應(yīng)信息的傳遞，雜散發(fā)射包含諧波發(fā)射、寄生發(fā)射、互調(diào)產(chǎn)物以及變頻產(chǎn)物。當(dāng)雜散干擾電平信號(hào)超過干擾信號(hào)電平靈敏度一定比例時(shí)，會(huì)使其接收機(jī)的靈敏度下降，從而導(dǎo)致被干擾系統(tǒng)的QoS下降。對(duì)CDMA的自干擾系統(tǒng)，鄰區(qū)用戶干擾必然會(huì)導(dǎo)致發(fā)射功率增大，從而提高了小區(qū)的擁塞，系統(tǒng)性能會(huì)急劇下降。一般頻譜發(fā)射模板指標(biāo)如表1[2]所示：

表1 頻譜發(fā)射模板值（BS最大輸出功率P<31dBm）

（2）阻塞干擾

主要包含兩種類型：飽和阻塞和線性阻塞。任何接收機(jī)都有一定的接收動(dòng)態(tài)范圍，在接收功率超過接收動(dòng)態(tài)允許的最大功率時(shí)，會(huì)導(dǎo)致上行ADC飽和溢出。由此可見，飽和阻塞是由于進(jìn)入接收機(jī)的干擾信號(hào)過強(qiáng)，使鏈路中的器件工作在非線性區(qū)所引起的。與互調(diào)干擾類似，線性阻塞是當(dāng)干擾強(qiáng)信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)后，與其他信號(hào)一起作用于接收機(jī)鏈路上產(chǎn)生的非線性信號(hào)，將嚴(yán)重惡化接收機(jī)信噪比。

解決阻塞干擾的主要途徑是：提高被干擾系統(tǒng)的接收濾波器的帶外抑制能力，或者提高接收的動(dòng)態(tài)范圍、帶內(nèi)抑制能力，如設(shè)計(jì)多級(jí)AGC的大動(dòng)態(tài)接收鏈路、選擇高信噪比的ADC或設(shè)計(jì)高帶外抑制的帶通濾波器。

（3）互調(diào)干擾

互調(diào)干擾是指存在兩個(gè)或多個(gè)跟有用信號(hào)有特定頻率關(guān)系（它們的互調(diào)產(chǎn)物剛好落在有用信號(hào)帶內(nèi)）的干擾信號(hào)的情況下的接收能力。

當(dāng)指配信道有用信號(hào)平均功率為-101dBm，兩個(gè)干擾信號(hào)滿足表2的參數(shù)時(shí)，對(duì)12.2kbps參考測(cè)量信道，其BER不應(yīng)超過0.001。

此外，還應(yīng)考慮無源射頻傳輸系統(tǒng)的無源互調(diào)（PIM，Passive Inter Modulation），這些無源射頻電路元器件包括連接器、濾波器、傳輸線及天線等。由于PIM是因傳輸系統(tǒng)的非線性而產(chǎn)生的，實(shí)際的傳輸系統(tǒng)都或多或少存在著非線性，所以PIM的產(chǎn)生是固有的，不因選擇的頻率而變化；PIMP的生成不遵守通常的二次方程定律，與S參數(shù)相比，PIM電平的高低將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)。表3給出聯(lián)通雙模頻段潛在的PIMP問題：

表2 互調(diào)性能要求

（4）諧波干擾

在諧波干擾中，二次諧波干擾的影響是最大的。通過分析各運(yùn)營商通信系統(tǒng)的工作頻段可知，部分系統(tǒng)的發(fā)射頻段二次諧波正好落在其他系統(tǒng)的接收頻段上，若干擾系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)二次諧波分量未能有效抑制，將會(huì)影響被干擾系統(tǒng)接收機(jī)的正常工作。對(duì)于FD-LTE系統(tǒng)來說，可以針對(duì)低頻系統(tǒng)的各種可能二次諧波進(jìn)行研究，從而對(duì)FDLTE系統(tǒng)可能采用的頻段以及室分器件的選擇進(jìn)行分析。

3 FD-LTE共室內(nèi)分布系統(tǒng)干擾分析方法

常用的干擾分析按照具體內(nèi)容劃分，可分為單站驗(yàn)證、RF優(yōu)化和性能參數(shù)優(yōu)化三部分。單站驗(yàn)證的重點(diǎn)是驗(yàn)證覆蓋（RSCP&Eb/Io）、參數(shù)配置、進(jìn)行呼叫測(cè)試（撥打、切換以及小區(qū)重選等）；RF優(yōu)化主要針對(duì)覆蓋和切換進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)需要控制導(dǎo)頻污染和軟切換比例以及解決干擾問題，在一般情況下主要結(jié)合路測(cè)數(shù)據(jù)分析覆蓋問題、導(dǎo)頻污染問題和切換問題；性能參數(shù)優(yōu)化的主要措施是調(diào)整無線參數(shù)，主要目標(biāo)在于通過對(duì)路測(cè)數(shù)據(jù)、話務(wù)數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)以及參數(shù)配置數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出參數(shù)優(yōu)化措施來提高網(wǎng)絡(luò)的性能，對(duì)于復(fù)雜的問題可能需要結(jié)合信令跟蹤進(jìn)行定位和解決。

FD-LTE/WCDMA與GSM900由于頻段間隔較遠(yuǎn)，所需隔離度較小，F(xiàn)D-LTE與WCDMA兩系統(tǒng)之間頻段間隔較近，所需隔離一般要求50dB以上，一般合路器可以滿足；但與WLAN頻段臨近，基站與基站的干擾、基站與終端間干擾、終端與終端間干擾都較大，三種干擾都需要場(chǎng)景分析[5]。

4 干擾避免措施及驗(yàn)證

通過上述分析，要減少或避免FD-LTE、WCDMA雙模系統(tǒng)與其他室內(nèi)分布系統(tǒng)之間的干擾，需采取適當(dāng)?shù)拇胧黾犹炀€之間的隔離度、增加濾波器、優(yōu)化小區(qū)及業(yè)務(wù)覆蓋、優(yōu)化鄰區(qū)列表等，還可以通過分析話統(tǒng)、告警和投訴數(shù)據(jù)，優(yōu)化接入、切換、功控和功率配比等參數(shù)。下面給出最優(yōu)干擾避免措施：

（1）考慮雙模系統(tǒng)共用時(shí)鏈路預(yù)算要求，合理選擇器件；考慮無源互調(diào)及隔離度的影響，為后續(xù)優(yōu)化擴(kuò)容建設(shè)留有設(shè)計(jì)余量。

（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期的指標(biāo)評(píng)估應(yīng)盡量考慮多個(gè)系統(tǒng)的共存、共址接入，設(shè)計(jì)良好的上行抗阻塞鏈路，充分評(píng)估下行帶外雜散指標(biāo)等，保證自系統(tǒng)隔離及與其他系統(tǒng)的隔離。

（3）共建室內(nèi)分布系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單并使用模塊化的合路器，根據(jù)實(shí)際共建要求增加單個(gè)或幾種制式組合的多頻合路器等。

滿足上述措施對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行的規(guī)劃設(shè)計(jì)，在雙信源限定功率條件下，用WLAN作為雙模系統(tǒng)的干擾源，得到的吞吐量仿真測(cè)試數(shù)據(jù)如圖1和圖2所示。

圖1和圖2中的1m～10m表示離干擾源的距離。由此可看出，WLAN對(duì)WCDMA/FD-LTE基站，無論WLAN是關(guān)閉還是開啟，對(duì)LTE基站的干擾都很?。籛LAN對(duì)WCDMA/FD-LTE終端，無論WLAN是關(guān)閉還是開啟，對(duì)終端的干擾也不明顯，從而驗(yàn)證了上述避免干擾措施的有效性。

圖1 WLAN對(duì)WCDMA/FD-LTE基站干擾

圖2 WLAN對(duì)WCDMA/FD-LTE終端干擾

5 結(jié)束語

目前FD-LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與布局尚處于起始階段，對(duì)于2.6GHz頻段上的FD-LTE規(guī)劃設(shè)計(jì)沒有更多經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，許多規(guī)劃設(shè)計(jì)的方案還有待驗(yàn)證。本文對(duì)FD-LTE/WCDMA雙模室內(nèi)分布系統(tǒng)與異系統(tǒng)之間干擾的問題進(jìn)行研究，并依次規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，希望對(duì)將來完善聯(lián)通雙模的室內(nèi)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)有所參考。

[1]Stefania Sesia, Issam Toufik, Matthew Baker. LTE-UMTS長(zhǎng)期演進(jìn)理論與實(shí)踐[M]. 馬霓,等譯. 北京: 人民郵電出版社, 2009.

[2]中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司. QB/CU 075-2009 中國聯(lián)通WCDMA Home NodeB設(shè)備技術(shù)規(guī)范v1.0[S]. 2009.

[3]3GPP TS25.104 a00 Base Station(BS)radio transmission and reception(FDD)[S].

[4]3GPP TS36.104 a00 Base Station(BS)radio transmission and reception(Release 10)[S].

[5]中興通訊股份有限公司. WCDMA室內(nèi)覆蓋規(guī)劃解決方案[Z]. 2011. ★