夏青

摘要：自L(fǎng)TE網(wǎng)絡(luò)部署以來(lái)，室內(nèi)分布系統(tǒng)一直是建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，而目前各運(yùn)營(yíng)商已建的室內(nèi)分布系統(tǒng)中存在2G/3G等多種系統(tǒng)，對(duì)于新建站點(diǎn)分析其與其他系統(tǒng)間的干擾及規(guī)避措施具有重要的意義。本文主要分析TD-LTE系統(tǒng)在室分環(huán)境下與WLAN系統(tǒng)間存在的E頻段干擾及干擾的規(guī)避。

關(guān)鍵詞：TD-LTE；室內(nèi)分布系統(tǒng)；WLAN系統(tǒng)；E頻段；干擾

1 引言

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是近年來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的爆發(fā)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋及容量要求越來(lái)越高。為此，運(yùn)營(yíng)商部署了大量各種制式的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)，小區(qū)半徑越來(lái)越小的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)底噪不斷抬升，干擾情形也越來(lái)越復(fù)雜，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了用戶(hù)體驗(yàn)，給移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)與優(yōu)化增加了負(fù)擔(dān)。而對(duì)于4G TD-LTE網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，70%業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，90%數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，研究TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)與異制式系統(tǒng)間的干擾具有很強(qiáng)的實(shí)際意義，本文主要探討TD-LTE室分系統(tǒng)在E頻段與WLAN系統(tǒng)間得到干擾及干擾規(guī)避。

2 干擾產(chǎn)生的原因及分類(lèi)

2.1系統(tǒng)內(nèi)干擾與系統(tǒng)間干擾

根據(jù)干擾產(chǎn)生的原因，可以將干擾分為系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾。

系統(tǒng)內(nèi)干擾通常又稱(chēng)為同頻干擾，由于數(shù)字技術(shù)相對(duì)于模擬技術(shù)的抗干擾能力更強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)同頻組網(wǎng)。比如UMTS WCDMA系統(tǒng)中，同一個(gè)小區(qū)內(nèi)的不同用戶(hù)使用的是相同的頻率資源，相互之間通過(guò)正交碼區(qū)分。而在LTE系統(tǒng)中，雖然同一個(gè)小區(qū)內(nèi)的不同用戶(hù)不能使用相同頻率資源，但相鄰小區(qū)可以使用相同的頻率資源。這些在同一系統(tǒng)內(nèi)使用相同頻率資源的設(shè)備間就會(huì)產(chǎn)生干擾，也稱(chēng)為系統(tǒng)內(nèi)干擾。

系統(tǒng)間干擾通常又稱(chēng)為異頻干擾，世上沒(méi)有完美的無(wú)線(xiàn)電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)?？茖W(xué)理論表明理想濾波器是不可實(shí)現(xiàn)的，信號(hào)無(wú)法通過(guò)濾波器嚴(yán)格束縛在指定的工作頻段內(nèi)。因此，發(fā)射機(jī)在指定信道發(fā)射的同時(shí)將泄漏部分功率到其他頻率，接收機(jī)在指定信道接收時(shí)也會(huì)收到其他頻率上的功率，這就產(chǎn)生了系統(tǒng)間干擾。

2.2系統(tǒng)間干擾產(chǎn)生原因及分類(lèi)

系統(tǒng)間干擾可以分為阻塞干擾、雜散干擾、諧波干擾和互調(diào)干擾等類(lèi)型，產(chǎn)生上述干擾的主要因素包括頻率因素、設(shè)備因素和工程因素。一般來(lái)說(shuō)，干擾主要受使用頻率、設(shè)備能力及工程實(shí)施三個(gè)因素制約。

由于發(fā)射機(jī)中的功放、混頻器和濾波器等非線(xiàn)性器件在工作頻帶以外很寬的范圍內(nèi)產(chǎn)生輻射信號(hào)分量，包括熱噪聲、諧波、寄生輻射、頻率轉(zhuǎn)換產(chǎn)物和互調(diào)產(chǎn)物等落入受害系統(tǒng)接收頻段內(nèi)，導(dǎo)致受害接收機(jī)的底噪抬升，造成靈敏度損失，稱(chēng)之為雜散干擾。當(dāng)強(qiáng)度較大的干擾信號(hào)在接收機(jī)的相鄰頻段注入，使受害接收機(jī)鏈路的非線(xiàn)性器件產(chǎn)生失真甚至飽和，造成受害接收機(jī)靈敏度損失，嚴(yán)重時(shí)將無(wú)法正常接收有用信號(hào)，這種干擾形式為阻塞干擾。由于發(fā)射機(jī)有源器件和無(wú)源器件的非線(xiàn)性，在其發(fā)射頻率的整數(shù)倍頻率上產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波產(chǎn)物，當(dāng)這些諧波產(chǎn)物正好落于受害系統(tǒng)接收機(jī)頻段內(nèi)，而導(dǎo)致受害接收機(jī)靈敏度損失，稱(chēng)之為諧波干擾。

3 E頻段的干擾分析

2300-2400MHz在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)中的頻段編號(hào)為E，在TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)中的頻段編號(hào)為40，一般簡(jiǎn)稱(chēng)為E頻段。中國(guó)移動(dòng)擁有E頻段的2320-2370MHz，用于TD-SCDMA和TD-LTE的室內(nèi)覆蓋，E頻段的TD-LTE的基站射頻僅支持2320-2370MHz的50MHz帶寬，而手機(jī)終端由于要支持國(guó)際漫游，因此需要支持全部的E頻段。

E頻段TD-LTE系統(tǒng)與工作在工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（Industrial Scientific Medical，簡(jiǎn)稱(chēng)ISM）免授權(quán)頻段2400-2483.5MHz的WLAN系統(tǒng)頻率相鄰，相互之間將產(chǎn)生干擾。而TD-LTE與WLAN均為T(mén)DD（時(shí)分雙工）系統(tǒng)，且兩系統(tǒng)的上下行時(shí)隙無(wú)法對(duì)齊，因此存在復(fù)雜的干擾。主要包括TD-LTE基站與WLAN接入點(diǎn)（Access Point，簡(jiǎn)稱(chēng)AP）間的干擾、TD-LTE基站與WLAN終端間的干擾、TD-LTE終端與WLAN AP間的干擾以及TD-LTE終端與WLAN終端間的干擾。而E頻段主要干擾為T(mén)D-LTE基站與WLAN AP間的干擾，以及TD-LTE終端與WLAN終端間的干擾，其他干擾在實(shí)際中較小，可忽略，下面就這兩種主要的干擾展開(kāi)分析。

由于2.4GHz的WLAN頻段與E頻段頻率臨近，兩系統(tǒng)間存在較大干擾風(fēng)險(xiǎn)。在共室分情況下，兩系統(tǒng)合路器可以提供足夠的隔離度，因此干擾可規(guī)避。而當(dāng)WLAN AP為放裝型時(shí)，由于TD-LTE基站的室分天線(xiàn)與WLAN 放裝型AP的距離較近，空間隔離度小，將產(chǎn)生一定的干擾。E頻段的TD-LTE基站接收機(jī)采用了50MHz濾波器，抗阻塞能力較強(qiáng)，因此WLAN AP對(duì)LTE基站不存在阻塞干擾；中國(guó)移動(dòng)的WLAN企標(biāo)要求放裝型AP在E頻段內(nèi)的雜散限制為-56dBm/100kHz，當(dāng)AP滿(mǎn)足該指標(biāo)時(shí)，不會(huì)對(duì)TD基站產(chǎn)生雜散干擾。

WLAN AP抗阻塞能力較差，當(dāng)放裝型AP和TD-LTE基站的室分天線(xiàn)相距太近時(shí)，基站對(duì)放裝型AP產(chǎn)生阻塞干擾。當(dāng)兩者天線(xiàn)間距離為4米時(shí)，要求WLAN AP在2370MHz的阻塞指標(biāo)為-30dBm；當(dāng)兩者天線(xiàn)間距離為2米時(shí)，要求WLAN AP在2370MHz的阻塞指標(biāo)為-24dBm，現(xiàn)有WLAN設(shè)備均無(wú)法滿(mǎn)足上述指標(biāo)要求，因此當(dāng)兩系統(tǒng)天線(xiàn)間間距在4米以?xún)?nèi)時(shí)，將導(dǎo)致不同程度的阻塞干擾出現(xiàn)。

終端方面，為支持國(guó)際漫游，E頻段終端射頻支持2300-2400MHz，而WLAN終端射頻支持ISM頻段的2400-2483.5MHz，兩者間無(wú)過(guò)渡帶。由于終端具有明顯的移動(dòng)特性，當(dāng)TD-LTE終端和WLAN終端間距較近時(shí)，將出現(xiàn)較高的雜散干擾和阻塞干擾。

4 TD-LTE室分系統(tǒng)與WLAN系統(tǒng)在E頻段的干擾規(guī)避方案

根據(jù)以上分析，可見(jiàn)E頻段的干擾主要表現(xiàn)為T(mén)D-LTE系統(tǒng)對(duì)WLAN系統(tǒng)的干擾，包括TD-LTE基站對(duì)放裝型AP的阻塞干擾，以及TD-LTE終端對(duì)WLAN終端的阻塞干擾，下面將分別對(duì)這兩種干擾形式給出相應(yīng)的解決方案。

天線(xiàn)的空間隔離是最常用也是最行之有效的一種干擾規(guī)避手段，通過(guò)增加發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離達(dá)到系統(tǒng)間所需要的最小耦合損耗，從而有效降低干擾信號(hào)的影響。對(duì)于WLAN，當(dāng)WLAN天線(xiàn)口功率增加至15dBm時(shí)，其饋線(xiàn)損耗為12dB，所需隔離度為41dB，算得天線(xiàn)點(diǎn)位與TD-LTE的水平間距為1.77米。因此按照現(xiàn)有的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)部署室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)，如果WLAN與TD-LTE分別使用獨(dú)立的分布系統(tǒng)，兩系統(tǒng)吸頂天線(xiàn)安裝點(diǎn)位的水平間距應(yīng)不少于1.77米；如果WLAN與TD-LTE共用室內(nèi)分布系統(tǒng)，需要使用異頻合路器，要求合路器隔離度40dB以上，此時(shí)天線(xiàn)的空間隔離度無(wú)特別要求。

頻率隔離也是一種常用手段，優(yōu)先選用E頻段中的低頻點(diǎn)部署TD-LTE，從而降低對(duì)WLAN AP阻塞能力和工程隔離的要求。此外還可以通過(guò)提高WLAN AP以及WLAN終端阻塞指標(biāo)的方法來(lái)減少兩系統(tǒng)間的干擾，當(dāng)WLAN AP阻塞指標(biāo)提高至2370MHz處可抵抗-24dBm/20MHz的干擾信號(hào)時(shí)，能夠保證TD-LTE室分系統(tǒng)與WLAN放裝型AP在間距2米時(shí)無(wú)干擾。終端方面，適當(dāng)提高WLAN終端阻塞指標(biāo)與覆蓋電平，當(dāng)WLAN終端阻塞指標(biāo)提高至-20dBm/20MHz時(shí)，LTE終端距離WLAN終端0.5米時(shí)可保證兩終端間無(wú)明顯干擾，而WLAN覆蓋電平適當(dāng)提高時(shí)，可增加WLAN終端接收信號(hào)的信噪比，從而提高其抗系統(tǒng)外干擾的能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

同一種干擾場(chǎng)景可能會(huì)有多種解決方案，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況，優(yōu)選其中一種干擾解決方案即可緩解干擾，如果采用多種解決方案則效果更佳。

基金項(xiàng)目：本文為安徽省高等學(xué)校省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目《高職LTE課程項(xiàng)目化教學(xué)方法的探索與實(shí)踐》項(xiàng)目論文。（項(xiàng)目編號(hào)：2016jyxm0566）