曹型兵　重慶郵電大學(xué)通信工程應(yīng)用研究所高級(jí)工程師唐心佩　重慶郵電大學(xué)通信工程應(yīng)用研究所碩士研究生在讀

?

TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)干擾淺析

曹型兵重慶郵電大學(xué)通信工程應(yīng)用研究所高級(jí)工程師
唐心佩重慶郵電大學(xué)通信工程應(yīng)用研究所碩士研究生在讀

摘要通過(guò)對(duì)TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)干擾的分析，給出了TD-LTE室內(nèi)分布與其他系統(tǒng)共天饋建設(shè)的隔離度要求。同時(shí)，對(duì)如何規(guī)避TD-LTE基站對(duì)放裝型WLAN AP的阻塞干擾，也給出了具體的解決方案，可為今后的室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供一些參考和思路。

關(guān)鍵詞TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)干擾隔離度

1　引言

隨著移動(dòng)通信4G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋也成為大家關(guān)注的重點(diǎn)。為了提高4G室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，提升用戶(hù)滿(mǎn)意度，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)將變得尤為重要。而干擾是影響室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，當(dāng)干擾過(guò)大時(shí)，對(duì)通話質(zhì)量、掉話、切換、吞吐量均有顯著影響，可能導(dǎo)致出現(xiàn)掉話、吞吐率降低、切換延遲等現(xiàn)象，影響用戶(hù)的體驗(yàn)。如何有效地抑制或消除干擾是室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化的重要任務(wù)，對(duì)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2　TD-LTE室內(nèi)干擾分析

TD-LTE室內(nèi)干擾主要分為系統(tǒng)內(nèi)的干擾和系統(tǒng)外的干擾，本文從TD-LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化角度來(lái)分析干擾，主要有以下方面。

2.1系統(tǒng)內(nèi)的干擾分析

（1）幀失步（GPS失鎖）造成的干擾

對(duì)于TD-LTE系統(tǒng)，因?yàn)槭菚r(shí)分雙工，這對(duì)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步要求很高。如同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的某基站A與周?chē)渌镜臅r(shí)鐘不同步，就會(huì)造成基站A的下行鏈路信號(hào)被周?chē)幕窘邮盏剑识蓴_到周?chē)镜纳闲薪邮铡?/p>

由于LTE的幀結(jié)構(gòu)，其特殊子幀的上下行保護(hù)時(shí)隙之間的GP就是為上行和下行留出的保護(hù)帶，其值100到700μs不等，而如果失步時(shí)間超過(guò)100～700μs就會(huì)造成基站間的干擾。

GPS也會(huì)造成同樣的問(wèn)題。但是，GPS時(shí)鐘不同步造成的干擾，通常影響范圍比較嚴(yán)重，且范圍很廣?？赡茉贕PS失步基站周?chē)囊淮笃径际艿礁蓴_，導(dǎo)致這些基站范圍內(nèi)的UE無(wú)法做業(yè)務(wù)，嚴(yán)重的甚至在基站下RSRP很好的情況下，UE都無(wú)法入網(wǎng)。在這些基站側(cè)跟蹤上行RSSI值，通常會(huì)發(fā)現(xiàn)RSSI值可能比正常值高出10～20dB，甚至更高。

（2）TDD超遠(yuǎn)干擾

TDD超遠(yuǎn)干擾出現(xiàn)的場(chǎng)景及原因：干擾站和被干擾站之間的無(wú)線傳播環(huán)境非常好，等效于自由空間。遠(yuǎn)距離的站點(diǎn)信號(hào)經(jīng)過(guò)傳播，到達(dá)被干擾站點(diǎn)的時(shí)候，因?yàn)閭鞑キh(huán)境很好，衰減就比較小，同時(shí)因?yàn)閭鞑ミ^(guò)程中的時(shí)延導(dǎo)致干擾站的DwPTS與被干擾站的UpPTS對(duì)齊（嚴(yán)重的甚至?xí)涞奖桓蓴_站的上行子幀），導(dǎo)致干擾站的基站發(fā)與被干擾站的基站收的干擾。

●其中，DwPTS為下行保護(hù)時(shí)隙，UpPTS為上行保護(hù)時(shí)隙，GP為保護(hù)間隔，主要作用是用于下行到上行轉(zhuǎn)換時(shí)的保護(hù)。

●在小區(qū)搜索時(shí)，確保DwPTS可靠接收，防止干擾UL。

●在隨機(jī)接入時(shí)，確保UpPTS可以提前發(fā)射，防止干擾DL。

特殊子幀中的GP決定了DL不會(huì)干擾UL的最小距離。根據(jù)特殊子幀GP長(zhǎng)度可以算出保護(hù)距離從21.4～214.3km不等。當(dāng)基站間無(wú)線傳播環(huán)境很好且配置的特殊子幀的GP很小時(shí)，很有可能造成TDD超遠(yuǎn)干擾。出現(xiàn)TDD超遠(yuǎn)干擾后可能出現(xiàn)的問(wèn)題有：UE在被干擾小區(qū)邊緣不能進(jìn)行隨機(jī)接入；鄰區(qū)UE不能切換到被干擾小區(qū)；下行業(yè)務(wù)和上行業(yè)務(wù)速率都大幅下降。

（3）數(shù)據(jù)配置錯(cuò)誤

如系統(tǒng)的頻率、PCI、上下行配比、時(shí)間偏移量（TDDTimeoffset）等參數(shù)配置錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致同系統(tǒng)間干擾增大，表現(xiàn)在RSRP、SINR等參數(shù)遠(yuǎn)低于預(yù)期。

特別是在WiMAX-LTE或者TDS-LTE雙模組網(wǎng)或單雙?；旌辖M網(wǎng)的場(chǎng)景下，如果時(shí)鐘偏置設(shè)置不正確，也可能會(huì)造成異系統(tǒng)間的TDD干擾。在存在雙模組網(wǎng)場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)中，必須嚴(yán)格按照空口幀同步方案進(jìn)行配置，配置完以后建議重啟基站。由于數(shù)據(jù)配置錯(cuò)誤引起的系統(tǒng)內(nèi)干擾，可通過(guò)數(shù)據(jù)配置核查進(jìn)行確認(rèn)和處理，確保各站的配置統(tǒng)一，和規(guī)劃的配置相同。

（4）越區(qū)覆蓋

越區(qū)覆蓋是指某小區(qū)的服務(wù)范圍過(guò)大，在間隔一個(gè)以上的基站后仍有足夠強(qiáng)的信號(hào)電平使得手機(jī)可以駐留、切入或?qū)h(yuǎn)處小區(qū)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。越區(qū)覆蓋主要是由于基站的天線方位角、下傾角等不合理造成實(shí)際小區(qū)服務(wù)范圍與小區(qū)規(guī)劃服務(wù)范圍嚴(yán)重背離的現(xiàn)象，帶來(lái)的影響有干擾、掉話、擁塞、切換失敗等。這是屬于下行干擾的范疇，目前主要檢測(cè)手段是通過(guò)終端上報(bào)下行RSRP和SINR的對(duì)比進(jìn)行確認(rèn)。

理想情況下，下行RSRP-底噪（環(huán)境噪聲）=下行SINR。簡(jiǎn)單舉例，若下行RSRP為-100dBm，那么此時(shí)下行SINR約為10dB，若實(shí)際下行SINR僅為0dB，那此時(shí)應(yīng)受到下行干擾，該下行干擾可能來(lái)自于附近小區(qū)的下行信號(hào)。

2.2系統(tǒng)外干擾分析

（1）雜散干擾

雜散干擾是指干擾源在被干擾接收機(jī)工作頻段產(chǎn)生的加性干擾，包括干擾源的帶外功率泄漏、放大的噪底、發(fā)射諧波產(chǎn)物等，使被干擾接收機(jī)的信噪比惡化。由發(fā)射機(jī)產(chǎn)生，包括功放產(chǎn)生和放大的熱噪聲，功放工作產(chǎn)生的諧波產(chǎn)物，混頻器產(chǎn)生的雜散干擾。

（2）阻塞干擾

接收機(jī)通常工作在線性區(qū)，當(dāng)有一個(gè)強(qiáng)干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)時(shí)，接收機(jī)會(huì)工作在非線性狀態(tài)下或嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致接收機(jī)飽和，稱(chēng)這種干擾為阻塞干擾。一般指接收帶外的強(qiáng)干擾信號(hào)，會(huì)引起接收機(jī)飽和，導(dǎo)致增益下降；也會(huì)與本振信號(hào)混頻后產(chǎn)生落在中頻的干擾；還會(huì)由于接收機(jī)的帶外抑制制度有限而直接造成干擾。阻塞干擾可以導(dǎo)致接收機(jī)增益的下降與噪聲的增加。

（3）互調(diào)干擾

互調(diào)干擾分為發(fā)射互調(diào)和接收互調(diào)兩種。發(fā)射互調(diào)是指當(dāng)多個(gè)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入發(fā)射機(jī)后的非線性電路，產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物，并且落在被干擾接收機(jī)有用頻帶內(nèi)造成的干擾。接收互調(diào)是指當(dāng)多個(gè)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)時(shí)，在接收機(jī)前端非線性電路作用下產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物，互調(diào)產(chǎn)物頻率落入接收機(jī)有用頻帶內(nèi)造成干擾。

一般情況下，由于無(wú)源器件長(zhǎng)期工作出現(xiàn)性能下降，或本身互調(diào)抑制指標(biāo)差等導(dǎo)致產(chǎn)生互調(diào)的現(xiàn)象在現(xiàn)網(wǎng)比較普遍?，F(xiàn)網(wǎng)干擾排查時(shí)，多發(fā)現(xiàn)天線性能差，天饋接頭存在工程質(zhì)量問(wèn)題等，是產(chǎn)生互調(diào)的主要原因。抑制互調(diào)主要通過(guò)更換互調(diào)抑制指標(biāo)好的無(wú)源器件（一般情況下要求-140dBc或者-97dBm的互調(diào)指標(biāo)）或者提高工程天饋工程質(zhì)量。

3　LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的隔離度

結(jié)合實(shí)際情況，為避免室內(nèi)LTE室分信號(hào)與其他系統(tǒng)造成干擾，LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)（E頻段）與其他系統(tǒng)共天饋建設(shè)的隔離度要求如表1所示。

由表1可見(jiàn)，當(dāng)TD- LTE和GSM900M、DCS1800M以及TD-SCDMA系統(tǒng)合路時(shí)，一般合路器的隔離度可以滿(mǎn)足要求。然而，TD-LTE與WLAN頻段鄰近，故隔離度要求較高?；九c基站間干擾、基站與終端間干擾、終端與終端間影響都較大，3種干擾場(chǎng)景都需要規(guī)避。經(jīng)分析，在共室分情況下，兩系統(tǒng)合路器可以提供足夠的隔離度，是不會(huì)存在互干擾的。但當(dāng)WLANAP為放裝型時(shí)，如果TD-LTE基站的室分天線和放裝型WLANAP間的距離較近，空間隔離較小，將產(chǎn)生一定干擾。由于WLANAP抗阻塞指標(biāo)較差，干擾主要為T(mén)D-LTE基站對(duì)WLANAP的阻塞干擾。

解決TD-LTE和放裝型WLANAP之間的干擾，有以下解決方案：

方案1：頻率隔離。優(yōu)先選用E頻段中的低頻點(diǎn)部署TD-LTE，降低對(duì)WLANAP阻塞能力和工程隔離的要求。

方案2：工程隔離。為避免TD-LTE室分系統(tǒng)對(duì)WLANAP的干擾，需保證TD-LTE室分天線和WLAN AP天線間有1.5～4m以上的隔離距離（根據(jù)各地測(cè)試結(jié)果總結(jié)，受不同的WLANAP阻塞指標(biāo)影響而變化）。

表1　LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的隔離度

方案3：提高WLANAP阻塞指標(biāo)。后續(xù)在企標(biāo)中加嚴(yán)放裝型WALNAP的阻塞指標(biāo)。當(dāng)WLANAP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室分天線與放裝型WLAN AP在間隔2m時(shí)無(wú)干擾。

4　結(jié)束語(yǔ)

干擾問(wèn)題一直是影響室內(nèi)覆蓋質(zhì)量和用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的的重要障礙，如何有效地抑制和消除干擾，對(duì)于室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與優(yōu)化也是一個(gè)重大的考驗(yàn)。本文根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與優(yōu)化的情況，從優(yōu)化角度分析了TD-LTE室內(nèi)分布系統(tǒng)各種干擾。對(duì)如何規(guī)避TD-LTE基站對(duì)放裝型WLAN AP的阻塞干擾，也給出了具體的解決方案。

參考文獻(xiàn)

1王映民，孫韶輝等. TD-LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：人民郵電出版社. 2010，6

2蘇朝霞，孫忠利，蘇朝陽(yáng)，王闖. TD-LTE網(wǎng)絡(luò)干擾研究.電信技術(shù). 2015，1

3陳其銘，張炎炎，潘毅，孫煉. TD-LTE系統(tǒng)間干擾問(wèn)題的分析與研究.電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2012，7

4譚洪利，李壽鵬. WLAN與TD-LTE基站間干擾分析.移動(dòng)通信. 2014，20

泰爾檢測(cè)

Analysis of Interference of TD-LTE Indoor Distribution System

AbstractClassified by the TD-LTE indoor distribution system interference，this paper gives the isolation requirements of the TD-LTE indoor distribution system and other systems that are built in the same antenna system. Meanwhile，how to avoid the blocking interference of the TD-LTE base station towards the AP WLAN，this paper also gives a specific solution that provides some reference and ideas for the future indoor network construction.

Key wordsTD-LTE，indoor distribution system，interference，isolation degree

收稿日期：（2015-12-28）