陳榮斌+葉國(guó)超

【摘要】TD-LTE和TD-SCDMA系統(tǒng)信號(hào)干擾共存一直是無線通信領(lǐng)域的重要研究熱點(diǎn)，主要通過結(jié)合確定性分析方法研究了TD-LTE和TD-SCDMA系統(tǒng)信號(hào)干擾共存的問題。首先介紹確定性分析方法原理；然后詳細(xì)分析TD-LTE系統(tǒng)基站和TD-SCDMA系統(tǒng)基站相互干擾的影響；最后結(jié)合實(shí)際施工環(huán)境提出解決辦法，為日后通信網(wǎng)絡(luò)施工有效避免信號(hào)干擾提供了參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】TD-LTETD-SCDMA干擾共存確定性分析

Research on Interference Co-existence of TD-LTE and TD-SCDMA Systems

CHEN Rong-bin, YE Guo-chao

(1. China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Jiangmen Branch, Jiangmen 529000, China;

2. Guangdong Southern Telecom Planning Consulting and Design Institute Co., Ltd., Zhuhai Branch, Zhuhai 519000, China)

[Abstract] Signal interference co-existence of TD-LTE and TD-SCDMA systems has been an important research focus in wireless communication field. This problem is studied by combining deterministic analysis. First, the principle of deterministic analysis method is provided. Second, the interference effects of TD-LTE base stations and TD-SCDMA base stations are analyzed in detail. Finally, some solutions are proposed to effectively avoid signal interference according to the construction environment, which provides references for communication network construction.

[Key words]TD-LTETD-SCDMAinterference co-existencedeterministic analysis

1 引言

TD-LTE通信系統(tǒng)具有低時(shí)延、寬頻帶、小區(qū)邊緣傳輸速率高、對(duì)多播業(yè)務(wù)與多媒體廣播支持性強(qiáng)、高數(shù)據(jù)傳輸率、高頻譜利用率等特點(diǎn)，是未來移動(dòng)通信的主要標(biāo)準(zhǔn)。目前已基本上完成TD-LTE系統(tǒng)的規(guī)則制定工作，各運(yùn)營(yíng)商正在加快TD-LTE通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作。TD-SCDMA系統(tǒng)采用TDD技術(shù)模式，結(jié)合聯(lián)合檢測(cè)、感知無線電、智能天線等技術(shù)，是目前中國(guó)移動(dòng)普遍使用的3G通信標(biāo)準(zhǔn)。隨著TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用以及通信網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，TD-LTE系統(tǒng)與TD-SCDMA系統(tǒng)相互干擾如何共存已經(jīng)成為亟待解決的重要問題[1]。

對(duì)于無線通信系統(tǒng)各標(biāo)準(zhǔn)間的干擾問題常采用兩種研究方法：一種為基于最小耦合損耗計(jì)算的確定性分析法；另一種為蒙特卡羅仿真法。前者特別適合實(shí)際工程應(yīng)用，具有使用簡(jiǎn)單、應(yīng)用性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，該方法主要通過分析互擾通信系統(tǒng)之間的最小耦合損耗來判斷干擾共存情況，常用于現(xiàn)實(shí)生活中兩個(gè)基站相互干擾的情況，也是本文研究的主要內(nèi)容；后者主要針對(duì)基站和移動(dòng)臺(tái)之間的干擾，在仿真干擾情況時(shí)需要知曉基站和移動(dòng)臺(tái)之間詳細(xì)的發(fā)射功率、小區(qū)負(fù)載等客觀參數(shù)，如遇見復(fù)雜地形或者電磁環(huán)境時(shí)，仿真系統(tǒng)會(huì)隨之復(fù)雜，這樣便對(duì)計(jì)算機(jī)性能提出了更高要求。本文從通信網(wǎng)施工角度研究基于最小耦合損耗計(jì)算的確定性分析法。

2 確定性分析原理

確定性分析法是基于干擾性能評(píng)估公式的分析方法[2]，公式如下：

Pd(f)-M(f)≤Imax(f)（1）

其中，f表示干擾信號(hào)的頻率；Pd(f)表示干擾源在f頻點(diǎn)上的發(fā)射功率；M(f)表示在頻點(diǎn)f上接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的最小耦合損耗；Imax(f)表示接收機(jī)在通信頻點(diǎn)f上可承受的最大干擾電平。根據(jù)干擾信號(hào)的工作頻段和公式（1）可以將干擾分為三種情況，即鄰道干擾、阻塞干擾、帶外干擾。鄰道干擾是指通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)鄰道泄漏落入系統(tǒng)進(jìn)入另一種通信系統(tǒng)接收機(jī)接收通帶內(nèi)形成的干擾；阻塞干擾是指一種通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)發(fā)射的有功信號(hào)功率對(duì)另一種通信系統(tǒng)接收頻段外的干擾；帶外干擾主要是指一種通信系統(tǒng)發(fā)射機(jī)帶外雜散輻射對(duì)另一種通信系統(tǒng)接收通帶內(nèi)造成的干擾。

公式（1）中最小耦合損耗M(f)主要包含發(fā)射、接收天線增益和收發(fā)天線間路徑損耗三個(gè)部分，表達(dá)如下：

M(f)=L-TL-RL（2）

其中，L表示路徑損耗；TL表示發(fā)射天線增益；RL表示接收天線增益。

當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生信號(hào)干擾，則接收機(jī)通帶內(nèi)的系統(tǒng)噪聲電平會(huì)升高，因而影響信號(hào)的接收靈敏度。對(duì)于TD-LTE與TD-SCDMA系統(tǒng)靈敏度損失合理標(biāo)準(zhǔn)一般取值區(qū)間為0.2dB至1dB[3]，本文對(duì)干擾基站接收靈敏度損耗值設(shè)置為0.7dB，不同頻段TD-LTE系統(tǒng)最大干擾電平設(shè)置為-109dBm/5MHz、-106dBm/10MHz與-103dBm/20MHz，TD-SCDMA系統(tǒng)可承受最大干擾電平為-115dBm/1.28MHz和-121dBm/200kHz。

3 干擾分析

3.1TD-SCDMA系統(tǒng)對(duì)TD-LTE系統(tǒng)的干擾

對(duì)于鄰道干擾，當(dāng)TD-LTE通信系統(tǒng)基站鄰道選擇性ACS為-52dBm時(shí)，依據(jù)3GPP相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，TD-SCDMA通信系統(tǒng)基站鄰道帶外雜散要求最小值為-17dBm/20MHz。通過相關(guān)計(jì)算可得出確保TD-LTE通信系統(tǒng)正常需要最小耦合損耗M(f)為35dB。

對(duì)于阻塞干擾[4]，當(dāng)TD-SCDMA系統(tǒng)基站工作在2 010—2 025MHz和1 880—1 900MHz范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)使TD-LTE通信系統(tǒng)接收信號(hào)時(shí)產(chǎn)生阻塞干擾。依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知，兩系統(tǒng)基站共存的阻塞特性為16dBm[5]。取TD-SCDMA系統(tǒng)基站發(fā)射功率為25dBm，根據(jù)以上公式可算出當(dāng)TD-SCDMA系統(tǒng)對(duì)TD-LTE系統(tǒng)產(chǎn)生干擾時(shí)，為確保TD-LTE系統(tǒng)通信正常需要最小耦合損耗M(f)為5dB。

對(duì)于帶外干擾，當(dāng)TD-SCDMA系統(tǒng)基站工作在1 880—1 900MHz和2 010—2 025MHz范圍時(shí)，TD-SCDMA系統(tǒng)會(huì)對(duì)TD-LTE通信系統(tǒng)產(chǎn)生帶外干擾[6]。依據(jù)3GPP相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)TD-SCDMA通信系統(tǒng)發(fā)射功率帶外雜散輻射必須滿足-23dBm/20MHz，考慮TD-LTE通信系統(tǒng)基站接收靈敏度一般為-103dBm/20MHz的情況，為確保TD-LTE通信系統(tǒng)正常需要最小耦合損耗M(f)為86dB。

3.2TD-LTE系統(tǒng)對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的干擾

對(duì)于鄰道干擾，在TD-SCDMA系統(tǒng)接收頻段的鄰道上基站鄰道選擇性值A(chǔ)CS為-55dBm，TD-LTE通信系統(tǒng)基站鄰道帶外雜散最小值為-28.9dBm/1.28MHz。此時(shí)可計(jì)算當(dāng)兩通信系統(tǒng)共存時(shí)，為確保TD-SCDMA系統(tǒng)正常運(yùn)行，所需最小耦合損耗M(f)為26.1dB。

對(duì)于阻塞干擾，當(dāng)TD-SCDMA通信系統(tǒng)基站工作在2 300—2 400MHz頻段時(shí)阻塞特性值為-15dBm，當(dāng)TD-LTE通信系統(tǒng)基站發(fā)射功率值為46dB時(shí)，為了確保兩系統(tǒng)共存，需要的兩基站之間最小耦合損耗M(f)為61dB。

對(duì)于帶外干擾，依據(jù)3GPP相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為確保TD-SCDMA通信系統(tǒng)正常，TD-LTE通信系統(tǒng)基站在TD-SCDMA基站接收頻段內(nèi)帶外雜散最小值為84.9dBm/1.28MHz。兼顧TD-SCDMA通信系統(tǒng)基站承受最大電平干擾值為-115dBm/1.28MHz。因此，可計(jì)算此時(shí)確保TD-SCDMA系統(tǒng)正常需要最小耦合損耗M(f)為30.1dB。

4 解決辦法

通過上文分析可知，當(dāng)TD-SCDMA和TD-LTE通信系統(tǒng)共存時(shí)會(huì)產(chǎn)生基站之間的相互干擾，為確保通信正常，最小耦合損耗M(f)必須滿足上文討論結(jié)果。在實(shí)際工程應(yīng)用中，可以通過添增濾波器、選取恰當(dāng)損耗距離、安裝天線等方法來達(dá)到上述要求，保障系統(tǒng)之間正常通信。

4.1添增濾波器

為了確保通信過程中，TD-SCDMA和TD-LTE系統(tǒng)基站間最小耦合損耗M(f)滿足上文數(shù)值要求，可在TD-LTE系統(tǒng)基站和TD-SCDMA系統(tǒng)基站收發(fā)信機(jī)頂端添增濾波器。根據(jù)前文計(jì)算所需隔離度，列出濾波器應(yīng)具備的性能參數(shù)如表1所示：

表1所需濾波器具備的性能參數(shù)

TD-SCDMA濾波器 TD-LTE濾波器

通帶頻段/MHz 2 010—2 025；

1 880—1 900 2 300—2 400

特別抑制頻段/MHz 2 300—2 400 2 010—2 025；

188—1 900

抑制度/dB 128 63.1

4.2空間隔離

信號(hào)在空間傳輸會(huì)產(chǎn)生路徑損耗，傳播能量將減小，選取恰當(dāng)?shù)幕揪嚯x可確保干擾信號(hào)傳播能量被接收機(jī)接收時(shí)在最小耦合損耗M(f)范圍內(nèi)。結(jié)合信號(hào)損耗的客觀情況，這里設(shè)定TD-SCDMA系統(tǒng)采用全向8天線陣智能天線，天線合成功率因子值為9dB，波束賦型因子值為7dB，增益為11dBi，TD-LTE增益為15dBi，根據(jù)公式（2）計(jì)算TD-SCDMA發(fā)射端TL為：11+7+9=27dB，TD-SCDMA接收端RL為：11+7=18dB。

常用的信號(hào)衰減模型為自由空間傳播模型，這也是其他損耗模型的推導(dǎo)依據(jù)，公式如下：

L=20lgd+38.12 （3）

其中，L為路徑損耗，單位為dB；d為TD-SCDMA系統(tǒng)和TD-LTE系統(tǒng)基站之間的距離，單位為m。本文選擇自由空間模型為參考模型來分析空間隔離，圖1為自由空間傳播模型損耗仿真曲線圖：

圖1自由空間傳播模型損耗仿真曲線圖

結(jié)合公式（2）和（3），可得：

20lgd+38.12=ML+TL+RL（4）

根據(jù)公式（4）和上文計(jì)算結(jié)果，利用MATLAB軟件計(jì)算出最佳損耗距離如表2所示。

由表2可以看出，對(duì)于不同的干擾情況所需要的損耗距離也不同，在TD-LTE系統(tǒng)干擾TD-SCDMA系統(tǒng)中，基站最大距離為622.3m，這在工程布局中具有一定可行性。但是在TD-SCDMA系統(tǒng)干擾TD-LTE系統(tǒng)中，基站最大間隔距離為31 188.9m，這種網(wǎng)絡(luò)布局實(shí)現(xiàn)難度很大。

4.3天線的選擇

根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，如果兩個(gè)基站天線距離靠近，如15m以內(nèi)，就可近似看為共站安裝。在共站中，天線隔離度可由以下公式計(jì)算：

Lh=22+20lg(dh/λ)-Gt(w)-Gr(w) （5）

Lv=28+40lg(dv/λ)（6）

其中，Lv表示垂直隔離度；Lh表示水平隔離度；dh表示水平距離；dv表示垂直距離；Gt(w)表示發(fā)射天線在w方位相對(duì)于接收天線的增益；Gr(w)表示接收天線在w方位相對(duì)于發(fā)射天線的增益；λ為通信信號(hào)電磁波波長(zhǎng)。

根據(jù)公式（5）和（6），利用MATLAB軟件仿真天線安裝的隔離損耗圖如圖2所示：

圖2天線隔離損耗圖

由圖2可知，天線隔離效果隨垂直高度增加而增加，且增加幅度較明顯。當(dāng)垂直距離一定時(shí)，只有當(dāng)垂直高度為1m的天線隔離度隨水平距離增大而增大，其余全部隨水平距離增大而減小，由此得出結(jié)論：垂直方向上隔離明顯優(yōu)于水平方向上隔離。因此，在日常通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和規(guī)劃優(yōu)化過程中，TD-SCDMA和TD-LTE系統(tǒng)基站天線安裝應(yīng)采用垂直安裝，可以有效避免信號(hào)之間的干擾，獲得較好的通信效果。

通過上文分析論證可知，要想進(jìn)一步減小TD-SCDMA和TD-LTE系統(tǒng)通信干擾，提高共存效果，在施工中可采用添加基站收發(fā)天線濾波器、采用垂直天線安裝技術(shù)和空間隔離技術(shù)，來保障通信網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展。

5 結(jié)論

本文重點(diǎn)分析確定性分析法在TD-LTE和TD-SCDMA系統(tǒng)信號(hào)干擾共存中的應(yīng)用，并根據(jù)施工中的具體情況，主要分析添加濾波器、采用垂直天線安裝技術(shù)和空間隔離技術(shù)這三種隔離技術(shù)，可減小不同通信標(biāo)準(zhǔn)之間的信號(hào)干擾，取得更好的通信效果，為以后通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化提供一定的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李超,滕建輔,李瑞杰,等. TD-LTE與WCDMA系統(tǒng)共存的干擾研究[J]. 微處理機(jī), 2012(4): 40-45.

[2] 沈嘉,索士強(qiáng),全海洋,等. 3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2008.

[3]劉莉,曹亙,張欣,等. TD-LTE系統(tǒng)與WCDMA及TD-SCMDA系統(tǒng)干擾共存分析[J]. 廣東通信技術(shù), 2010,30(7): 21-27.

[4] 李少斌,景鋒,謝顯中,等. TD-SCDMA相鄰小區(qū)下行鏈路干擾分析與仿真[J]. 重慶郵電學(xué)院學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2002,12(4): 67-71.

[5] 李鵬鵬,孫君,趙鳳. TD-SCDMA集群通信系統(tǒng)干擾的研究[J]. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2013,33(1): 23-31.

[6] WANG Lichun, HUANG Shiyen. Interference Analysis and Resource Allocation for TDD-CDMA Systems to Support Asymmetric Services by Using Directional Antennas[J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2005(3): 1056-1069.★

作者簡(jiǎn)介

陳榮斌：通信工程師，碩士畢業(yè)于中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，現(xiàn)任中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司江門分公司高級(jí)無線網(wǎng)項(xiàng)目專業(yè)管理主管，主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)管理工作以及新技術(shù)的研究。

葉國(guó)超：通信工程師，學(xué)士畢業(yè)于中南大學(xué)，現(xiàn)任職于廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司珠海分公司。

3.2TD-LTE系統(tǒng)對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的干擾

對(duì)于鄰道干擾，在TD-SCDMA系統(tǒng)接收頻段的鄰道上基站鄰道選擇性值A(chǔ)CS為-55dBm，TD-LTE通信系統(tǒng)基站鄰道帶外雜散最小值為-28.9dBm/1.28MHz。此時(shí)可計(jì)算當(dāng)兩通信系統(tǒng)共存時(shí)，為確保TD-SCDMA系統(tǒng)正常運(yùn)行，所需最小耦合損耗M(f)為26.1dB。

對(duì)于阻塞干擾，當(dāng)TD-SCDMA通信系統(tǒng)基站工作在2 300—2 400MHz頻段時(shí)阻塞特性值為-15dBm，當(dāng)TD-LTE通信系統(tǒng)基站發(fā)射功率值為46dB時(shí)，為了確保兩系統(tǒng)共存，需要的兩基站之間最小耦合損耗M(f)為61dB。

對(duì)于帶外干擾，依據(jù)3GPP相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為確保TD-SCDMA通信系統(tǒng)正常，TD-LTE通信系統(tǒng)基站在TD-SCDMA基站接收頻段內(nèi)帶外雜散最小值為84.9dBm/1.28MHz。兼顧TD-SCDMA通信系統(tǒng)基站承受最大電平干擾值為-115dBm/1.28MHz。因此，可計(jì)算此時(shí)確保TD-SCDMA系統(tǒng)正常需要最小耦合損耗M(f)為30.1dB。

4 解決辦法

通過上文分析可知，當(dāng)TD-SCDMA和TD-LTE通信系統(tǒng)共存時(shí)會(huì)產(chǎn)生基站之間的相互干擾，為確保通信正常，最小耦合損耗M(f)必須滿足上文討論結(jié)果。在實(shí)際工程應(yīng)用中，可以通過添增濾波器、選取恰當(dāng)損耗距離、安裝天線等方法來達(dá)到上述要求，保障系統(tǒng)之間正常通信。

4.1添增濾波器

為了確保通信過程中，TD-SCDMA和TD-LTE系統(tǒng)基站間最小耦合損耗M(f)滿足上文數(shù)值要求，可在TD-LTE系統(tǒng)基站和TD-SCDMA系統(tǒng)基站收發(fā)信機(jī)頂端添增濾波器。根據(jù)前文計(jì)算所需隔離度，列出濾波器應(yīng)具備的性能參數(shù)如表1所示：

表1所需濾波器具備的性能參數(shù)

TD-SCDMA濾波器 TD-LTE濾波器

通帶頻段/MHz 2 010—2 025；

1 880—1 900 2 300—2 400

特別抑制頻段/MHz 2 300—2 400 2 010—2 025；

188—1 900

抑制度/dB 128 63.1

4.2空間隔離

信號(hào)在空間傳輸會(huì)產(chǎn)生路徑損耗，傳播能量將減小，選取恰當(dāng)?shù)幕揪嚯x可確保干擾信號(hào)傳播能量被接收機(jī)接收時(shí)在最小耦合損耗M(f)范圍內(nèi)。結(jié)合信號(hào)損耗的客觀情況，這里設(shè)定TD-SCDMA系統(tǒng)采用全向8天線陣智能天線，天線合成功率因子值為9dB，波束賦型因子值為7dB，增益為11dBi，TD-LTE增益為15dBi，根據(jù)公式（2）計(jì)算TD-SCDMA發(fā)射端TL為：11+7+9=27dB，TD-SCDMA接收端RL為：11+7=18dB。

常用的信號(hào)衰減模型為自由空間傳播模型，這也是其他損耗模型的推導(dǎo)依據(jù)，公式如下：

L=20lgd+38.12 （3）

其中，L為路徑損耗，單位為dB；d為TD-SCDMA系統(tǒng)和TD-LTE系統(tǒng)基站之間的距離，單位為m。本文選擇自由空間模型為參考模型來分析空間隔離，圖1為自由空間傳播模型損耗仿真曲線圖：

圖1自由空間傳播模型損耗仿真曲線圖

結(jié)合公式（2）和（3），可得：

20lgd+38.12=ML+TL+RL（4）

根據(jù)公式（4）和上文計(jì)算結(jié)果，利用MATLAB軟件計(jì)算出最佳損耗距離如表2所示。

由表2可以看出，對(duì)于不同的干擾情況所需要的損耗距離也不同，在TD-LTE系統(tǒng)干擾TD-SCDMA系統(tǒng)中，基站最大距離為622.3m，這在工程布局中具有一定可行性。但是在TD-SCDMA系統(tǒng)干擾TD-LTE系統(tǒng)中，基站最大間隔距離為31 188.9m，這種網(wǎng)絡(luò)布局實(shí)現(xiàn)難度很大。

4.3天線的選擇

根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，如果兩個(gè)基站天線距離靠近，如15m以內(nèi)，就可近似看為共站安裝。在共站中，天線隔離度可由以下公式計(jì)算：

Lh=22+20lg(dh/λ)-Gt(w)-Gr(w) （5）

Lv=28+40lg(dv/λ)（6）

其中，Lv表示垂直隔離度；Lh表示水平隔離度；dh表示水平距離；dv表示垂直距離；Gt(w)表示發(fā)射天線在w方位相對(duì)于接收天線的增益；Gr(w)表示接收天線在w方位相對(duì)于發(fā)射天線的增益；λ為通信信號(hào)電磁波波長(zhǎng)。

根據(jù)公式（5）和（6），利用MATLAB軟件仿真天線安裝的隔離損耗圖如圖2所示：

圖2天線隔離損耗圖

由圖2可知，天線隔離效果隨垂直高度增加而增加，且增加幅度較明顯。當(dāng)垂直距離一定時(shí)，只有當(dāng)垂直高度為1m的天線隔離度隨水平距離增大而增大，其余全部隨水平距離增大而減小，由此得出結(jié)論：垂直方向上隔離明顯優(yōu)于水平方向上隔離。因此，在日常通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和規(guī)劃優(yōu)化過程中，TD-SCDMA和TD-LTE系統(tǒng)基站天線安裝應(yīng)采用垂直安裝，可以有效避免信號(hào)之間的干擾，獲得較好的通信效果。

通過上文分析論證可知，要想進(jìn)一步減小TD-SCDMA和TD-LTE系統(tǒng)通信干擾，提高共存效果，在施工中可采用添加基站收發(fā)天線濾波器、采用垂直天線安裝技術(shù)和空間隔離技術(shù)，來保障通信網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展。

5 結(jié)論

本文重點(diǎn)分析確定性分析法在TD-LTE和TD-SCDMA系統(tǒng)信號(hào)干擾共存中的應(yīng)用，并根據(jù)施工中的具體情況，主要分析添加濾波器、采用垂直天線安裝技術(shù)和空間隔離技術(shù)這三種隔離技術(shù)，可減小不同通信標(biāo)準(zhǔn)之間的信號(hào)干擾，取得更好的通信效果，為以后通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化提供一定的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李超,滕建輔,李瑞杰,等. TD-LTE與WCDMA系統(tǒng)共存的干擾研究[J]. 微處理機(jī), 2012(4): 40-45.

[2] 沈嘉,索士強(qiáng),全海洋,等. 3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2008.

[3]劉莉,曹亙,張欣,等. TD-LTE系統(tǒng)與WCDMA及TD-SCMDA系統(tǒng)干擾共存分析[J]. 廣東通信技術(shù), 2010,30(7): 21-27.

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作者簡(jiǎn)介

陳榮斌：通信工程師，碩士畢業(yè)于中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，現(xiàn)任中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司江門分公司高級(jí)無線網(wǎng)項(xiàng)目專業(yè)管理主管，主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)管理工作以及新技術(shù)的研究。

葉國(guó)超：通信工程師，學(xué)士畢業(yè)于中南大學(xué)，現(xiàn)任職于廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司珠海分公司。

3.2TD-LTE系統(tǒng)對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的干擾

對(duì)于鄰道干擾，在TD-SCDMA系統(tǒng)接收頻段的鄰道上基站鄰道選擇性值A(chǔ)CS為-55dBm，TD-LTE通信系統(tǒng)基站鄰道帶外雜散最小值為-28.9dBm/1.28MHz。此時(shí)可計(jì)算當(dāng)兩通信系統(tǒng)共存時(shí)，為確保TD-SCDMA系統(tǒng)正常運(yùn)行，所需最小耦合損耗M(f)為26.1dB。

對(duì)于阻塞干擾，當(dāng)TD-SCDMA通信系統(tǒng)基站工作在2 300—2 400MHz頻段時(shí)阻塞特性值為-15dBm，當(dāng)TD-LTE通信系統(tǒng)基站發(fā)射功率值為46dB時(shí)，為了確保兩系統(tǒng)共存，需要的兩基站之間最小耦合損耗M(f)為61dB。

對(duì)于帶外干擾，依據(jù)3GPP相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為確保TD-SCDMA通信系統(tǒng)正常，TD-LTE通信系統(tǒng)基站在TD-SCDMA基站接收頻段內(nèi)帶外雜散最小值為84.9dBm/1.28MHz。兼顧TD-SCDMA通信系統(tǒng)基站承受最大電平干擾值為-115dBm/1.28MHz。因此，可計(jì)算此時(shí)確保TD-SCDMA系統(tǒng)正常需要最小耦合損耗M(f)為30.1dB。

4 解決辦法

通過上文分析可知，當(dāng)TD-SCDMA和TD-LTE通信系統(tǒng)共存時(shí)會(huì)產(chǎn)生基站之間的相互干擾，為確保通信正常，最小耦合損耗M(f)必須滿足上文討論結(jié)果。在實(shí)際工程應(yīng)用中，可以通過添增濾波器、選取恰當(dāng)損耗距離、安裝天線等方法來達(dá)到上述要求，保障系統(tǒng)之間正常通信。

4.1添增濾波器

為了確保通信過程中，TD-SCDMA和TD-LTE系統(tǒng)基站間最小耦合損耗M(f)滿足上文數(shù)值要求，可在TD-LTE系統(tǒng)基站和TD-SCDMA系統(tǒng)基站收發(fā)信機(jī)頂端添增濾波器。根據(jù)前文計(jì)算所需隔離度，列出濾波器應(yīng)具備的性能參數(shù)如表1所示：

表1所需濾波器具備的性能參數(shù)

TD-SCDMA濾波器 TD-LTE濾波器

通帶頻段/MHz 2 010—2 025；

1 880—1 900 2 300—2 400

特別抑制頻段/MHz 2 300—2 400 2 010—2 025；

188—1 900

抑制度/dB 128 63.1

4.2空間隔離

信號(hào)在空間傳輸會(huì)產(chǎn)生路徑損耗，傳播能量將減小，選取恰當(dāng)?shù)幕揪嚯x可確保干擾信號(hào)傳播能量被接收機(jī)接收時(shí)在最小耦合損耗M(f)范圍內(nèi)。結(jié)合信號(hào)損耗的客觀情況，這里設(shè)定TD-SCDMA系統(tǒng)采用全向8天線陣智能天線，天線合成功率因子值為9dB，波束賦型因子值為7dB，增益為11dBi，TD-LTE增益為15dBi，根據(jù)公式（2）計(jì)算TD-SCDMA發(fā)射端TL為：11+7+9=27dB，TD-SCDMA接收端RL為：11+7=18dB。

常用的信號(hào)衰減模型為自由空間傳播模型，這也是其他損耗模型的推導(dǎo)依據(jù)，公式如下：

L=20lgd+38.12 （3）

其中，L為路徑損耗，單位為dB；d為TD-SCDMA系統(tǒng)和TD-LTE系統(tǒng)基站之間的距離，單位為m。本文選擇自由空間模型為參考模型來分析空間隔離，圖1為自由空間傳播模型損耗仿真曲線圖：

圖1自由空間傳播模型損耗仿真曲線圖

結(jié)合公式（2）和（3），可得：

20lgd+38.12=ML+TL+RL（4）

根據(jù)公式（4）和上文計(jì)算結(jié)果，利用MATLAB軟件計(jì)算出最佳損耗距離如表2所示。

由表2可以看出，對(duì)于不同的干擾情況所需要的損耗距離也不同，在TD-LTE系統(tǒng)干擾TD-SCDMA系統(tǒng)中，基站最大距離為622.3m，這在工程布局中具有一定可行性。但是在TD-SCDMA系統(tǒng)干擾TD-LTE系統(tǒng)中，基站最大間隔距離為31 188.9m，這種網(wǎng)絡(luò)布局實(shí)現(xiàn)難度很大。

4.3天線的選擇

根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，如果兩個(gè)基站天線距離靠近，如15m以內(nèi)，就可近似看為共站安裝。在共站中，天線隔離度可由以下公式計(jì)算：

Lh=22+20lg(dh/λ)-Gt(w)-Gr(w) （5）

Lv=28+40lg(dv/λ)（6）

其中，Lv表示垂直隔離度；Lh表示水平隔離度；dh表示水平距離；dv表示垂直距離；Gt(w)表示發(fā)射天線在w方位相對(duì)于接收天線的增益；Gr(w)表示接收天線在w方位相對(duì)于發(fā)射天線的增益；λ為通信信號(hào)電磁波波長(zhǎng)。

根據(jù)公式（5）和（6），利用MATLAB軟件仿真天線安裝的隔離損耗圖如圖2所示：

圖2天線隔離損耗圖

由圖2可知，天線隔離效果隨垂直高度增加而增加，且增加幅度較明顯。當(dāng)垂直距離一定時(shí)，只有當(dāng)垂直高度為1m的天線隔離度隨水平距離增大而增大，其余全部隨水平距離增大而減小，由此得出結(jié)論：垂直方向上隔離明顯優(yōu)于水平方向上隔離。因此，在日常通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和規(guī)劃優(yōu)化過程中，TD-SCDMA和TD-LTE系統(tǒng)基站天線安裝應(yīng)采用垂直安裝，可以有效避免信號(hào)之間的干擾，獲得較好的通信效果。

通過上文分析論證可知，要想進(jìn)一步減小TD-SCDMA和TD-LTE系統(tǒng)通信干擾，提高共存效果，在施工中可采用添加基站收發(fā)天線濾波器、采用垂直天線安裝技術(shù)和空間隔離技術(shù)，來保障通信網(wǎng)絡(luò)的健康發(fā)展。

5 結(jié)論

本文重點(diǎn)分析確定性分析法在TD-LTE和TD-SCDMA系統(tǒng)信號(hào)干擾共存中的應(yīng)用，并根據(jù)施工中的具體情況，主要分析添加濾波器、采用垂直天線安裝技術(shù)和空間隔離技術(shù)這三種隔離技術(shù)，可減小不同通信標(biāo)準(zhǔn)之間的信號(hào)干擾，取得更好的通信效果，為以后通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化提供一定的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李超,滕建輔,李瑞杰,等. TD-LTE與WCDMA系統(tǒng)共存的干擾研究[J]. 微處理機(jī), 2012(4): 40-45.

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作者簡(jiǎn)介

陳榮斌：通信工程師，碩士畢業(yè)于中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，現(xiàn)任中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司江門分公司高級(jí)無線網(wǎng)項(xiàng)目專業(yè)管理主管，主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)管理工作以及新技術(shù)的研究。

葉國(guó)超：通信工程師，學(xué)士畢業(yè)于中南大學(xué)，現(xiàn)任職于廣東南方電信規(guī)劃咨詢?cè)O(shè)計(jì)院有限公司珠海分公司。