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摘 要：文中首先對各運營商通信系統使用的頻段進行介紹，分析了通信系統間存在的干擾類型及工程上對干擾規避的要求，提出了一種簡單有效的干擾分析方法，通過理論計算分別得出TD-LTE在F頻段和D頻段與其他系統共址下的隔離度及空間隔離距離要求，結合實際應用提出幾種常用的干擾規避措施，分析各措施的優缺點，最后得出TD-LTE與其他通信系統共址建設可行的結論。
關鍵詞：TD-LTE；干擾；隔離度；干擾規避
中圖分類號：TP39；TN919 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）09-00-03
0 引 言
隨著移動通信技術的發展，多網協同發展已成為各運營商在未來一段時間內的發展戰略。2014年中國鐵塔公司成立，通信基站基礎設施共建共享得到最大化，同站址部署2G、3G、4G系統已很普遍，部分站點甚至多達數十個系統，基站站址已成為運營商的寶貴資源。在中國移動TD-LTE網絡建設過程中，大量站點需利用舊原站址資源，不但需要考慮基站鐵塔的承重、電源及配套的負載能力等，還需考慮系統間的干擾因素，通過分析TD-LTE網絡與其他系統共址時應滿足的隔離度要求，合理設置空間隔離距離，在設計及施工階段充分規避干擾問題，對后續網絡優化及網絡質量具有重要作用。
1 TD-LTE干擾分析
1.1 通信系統頻段分配
目前，中國移動同時運營GSM900M、DCS1800M、TD-SCDMA、TD-LTE幾種網絡，其中TD-LTE網絡室外站建設主要采用F頻段（1885～1905 MHz）和D頻段（2575～2635MHz）。中國聯通和中國電信也同時運營多網絡，各運營網絡使用頻段見表1所列。
1.2 TD-LTE與異系統干擾分析
LTE系統干擾從來源上可分為噪聲干擾、系統內干擾和系統間干擾，其中系統間干擾是對通信系統影響較大的干擾因素，主要包括鄰信道干擾、互調干擾、雜散干擾和阻塞干擾。
1.2.1 鄰信道干擾
鄰信道干擾主要來自相鄰的頻率，被干擾接收機接收到相鄰頻道發射機泄漏的信號所致，決定該干擾的關鍵特性指標是發射機的鄰道泄漏（ACLR）和接收機的鄰道選擇性（ACS）。TD-LTE采用F頻段組網最可能出現鄰信道干擾的為電信1.8 G LTE FDD系統，采用D頻段則有可能與聯通、電信的D頻段出現鄰信道干擾，但由于在頻率分配及使用中已考慮頻率保護間隔，所以系統間鄰信道干擾情況比較少，且聯通和電信分配的D頻段暫未使用，在現有通信系統中，TD-LTE鄰信道干擾影響較小。
1.2.2 互調干擾
互調干擾主要由接收機的非線性引起，指兩個以上單頻信號通過一個非線性系統或設備時，當互調產物落在被干擾系統通道內，出現因頻率相同而無法濾除所造成的干擾。三階互調干擾是最強也是影響最大的互調干擾，一般情況下，互調產物電平應不超過雜散干擾要求，工程中一般只要滿足雜散干擾即可避免互調干擾的影響。
1.2.3 雜散干擾
雜散干擾是由于發射機中的功放、混頻器、濾波器等非理想性，會在工作帶寬以外很寬范圍內產生輻射信號分量，對被干擾系統造成干擾。雜散干擾是對通信系統影響較大的一種干擾，如果系統間沒有足夠的隔離，干擾信號落入被干擾基站接收帶寬內將導致接收機噪聲門限的增加，接收機靈敏度降低，雜散干擾一般只能從干擾源進行消除。
1.2.4 阻塞干擾
阻塞干擾并非落在被干擾系統接收帶內的信號，但由于干擾信號過強，超出了接收機的線性范圍，導致接收機飽和而無法工作。為防止接收機過載，從干擾基站接收到的總的載波功率電平需低于其1 dB壓縮點，阻塞干擾可在被干擾接收機側進行消除。
1.3 干擾規避準則
為保證系統性能，須規避系統間干擾影響，工程上一般要求被干擾系統從干擾系統接收到的雜散輻射信號強度應比其接收機底噪低7 dB；在被干擾系統生成的三階互調干擾電平應比接收機底噪低7 dB；被干擾系統從干擾系統接收到的總載波功率比接收機的1 dB壓縮點低5 dB。
如果滿足這些要求，被干擾系統接收機靈敏度將只降低約0.8 dB，這對絕大多數系統而言都可接受。通常情況下，若滿足第一條準則，也基本滿足后兩條準則。因此研究系統間干擾時，一般只需考慮雜散和阻塞干擾，鄰頻及互調干擾往往歸入雜散干擾的范疇。
2 TD-LTE與異系統隔離度要求
2.1 干擾分析方法
移動通信系統常用的干擾分析方法有靜態蒙特卡羅仿真方法和基于最小耦合損耗計算的確定性分析法。靜態蒙特卡羅仿真法是通過迭代計算仿真得出一個受到其他系統干擾影響的系統，其復雜度會隨著系統的復雜性逐步增加。確定性分析法又叫最小耦合損耗計算法，指基于鏈路預算原則，在滿足接收機靈敏度的條件下，通過計算兩個系統間的最小耦合損耗來確定系統間的干擾情況。本文將采用確定性分析法，結合3GPP TS36.104協議規定的指標要求，分別計算TD-LTE采用F頻段和D頻段組網時與其他通信系統的隔離度要求，最后得到水平和垂直隔離距離。
論文主要分析TD-LTE系統與其他通信系統間的雜散干擾和阻塞干擾，分別計算兩種干擾下的隔離度要求，以最大值作為TD-LTE系統最終應滿足的隔離度要求，最后轉換為水平及垂直隔離距離，指導實際工程。干擾分析的具體流程如圖1所示。
2.2 隔離度及空間隔離距離計算方法
本文重點分析了雜散干擾及阻塞干擾的隔離度要求，計算方法如下：
（1）雜散干擾隔離度計算方法
通信系統規避雜散干擾所需滿足的隔離度為：
Ds（dB）=S+10lg（BW/BWm）-Imax （1）
其中： S為干擾源的雜散指標；BW為被干擾系統載波帶寬（Hz）；BWm為干擾源雜散指標的測量帶寬（Hz）；Imax為最大干擾信號強度容限（dB）。
在干擾分析中，Imax取決于接收機可接受的最大靈敏度損失，通常采用0.8 dB靈敏度損失評估準則，即下降7 dB。此時Imax計算方法如下：
Imax（dB）=N+10 lg（10（0.8/10）-1）=（N-7）dB （2）
N=-174+10 lg（BW）+Nf （3）
其中，N為接收機底噪，Nf是接收機噪聲系數。
（2）阻塞干擾隔離度計算方法
規避干擾系統的阻塞干擾隔離度計算公式為：
Db（dB）=Tx-B （4）
Tx為干擾系統的發射功率； B為被干擾系統的抗阻塞指標。
（3）空間隔離距離計算方法
根據系統天線間的相對位置關系，系統間空間隔離可分為水平隔離、垂直隔離、組合梯形隔離。假定Dmax為Ds和Db的最大值，水平隔離距離Lh及垂直隔離距離Lv與隔離度Dmax的計算關系如下：
Dmax=22+20 lg （Lh/λ）-（Gt+Gr） （5）
Dmax=28+40 lg （Lv/λ） （6）
其中：λ（m）為載波波長，若為雜散干擾，應取被干擾系統接收頻段波長，若為阻塞干擾，則取干擾系統發射頻段波長；Gt（dBi）為干擾系統發射天線對被干擾系統接收天線的發射增益；Gr（dBi）為被干擾系統接收天線對干擾系統發射天線的接收增益。
2.3 TD-LTE系統與其他系統隔離度要求
查閱3GPP TS 36.104協議，查看E-UTRA基站與其他頻段系統基站共址時發射機雜散干擾、接收機阻塞干擾的指標要求，并結合各運營商現有的通信網絡情況，得到各通信系統參數及指標，見表2所列。
中國移動TD-LTE網絡現采用F和D頻段進行室外覆蓋，其中D頻段主要用來解決容量需求，電信和聯通TD-LTE分配的室外覆蓋頻段都為2.6 GHz，目前暫未規模組網，結合上述參數和計算公式，綜合考慮雜散干擾及阻塞干擾的影響，TD-LTE在F頻段和D頻段下與其他通信系統共址時需滿足的隔離度要求見表3和表4所列。
從表3和表4的計算結果知，TD-LTE采用F頻段或D頻段與其他通信系統共址共存時，系統間隔離度都不大，工程中可以采用水平隔離距離或垂直隔離距離來實現隔離度要求，參照目前各運營商使用頻率的情況，因中國電信1.8 GHz頻段LTE FDD與中國移動F頻段TD-LTE間僅有5 MHz保護帶，可能存在鄰頻干擾，因此共址建設時應采用異平臺部署，盡量通過垂直隔離距離達到隔離度要求，或采用加裝濾波器等措施進行干擾規避。
3 干擾規避措施
站址是通信運營商的寶貴資源，多系統共站址時，在天面資源充足的情況下，一般優選獨立部署的天饋系統以便于后期進行網絡優化，但隨著通信技術的發展，站址資源需求越來越大，天面資源也越來越緊張，在多系統共存的條件下，做好同址異系統的干擾規避措施對保障網絡質量愈發重要。
TD-LTE與其他系統共址時，為有效抑制干擾影響，在無法通過空間隔離距離達到規避干擾的情形下，可采用下述方法降低干擾：
（1）在不影響覆蓋范圍的條件下，通過調整天線方位角和下傾角，保證背向一定角度來減少天線間的路徑增益和增加空間隔離度。
（2）因阻塞干擾受限導致干擾問題出現時，可通過降低發射功率減小干擾，但此舉會降低覆蓋范圍，工程中應結合具體覆蓋要求進行分析。
（3）采用多頻天線或寬頻天線共天饋建設。該方法適用于同運營商的不同系統共址建設，也是在天面資源不足的情況下，較普遍采用的建設方案。鐵塔公司成立后，站址租金就成了三大運營商建設中考慮的一個重要因素，共天饋建設的一個顯著優點就是節約租金，但因涉及更換天線，因此增加了工程施工的工作量，且多頻或寬頻天線單價較普通單頻天線貴。
（4）加裝外置濾波器。加裝外置濾波器適用于各種場景，尤其是當干擾系統與被干擾系統無法滿足共址建設條件時，加裝濾波器是一種簡單可靠的處理方案。該方案可獨立進行RF優化和參數設定，與獨立部署相比，在射頻信號端加裝濾波器，增加了施工工作量和濾波器購置費。
在實際工程中，干擾隔離措施的選擇需根據建設需求和場景進行合理選擇，同時結合調整天線方位角、下傾角、安裝位置等方法綜合考慮，以達到較好的共站效果。
4 結 語
本文通過對TD-LTE同其他系統的干擾分析研究，采用確定性計算方法得出TD-LTE采用F頻段、D頻段組網時與其他系統的隔離度要求及空間隔離距離。結果表明，除F頻段TD-LTE可能與電信1.8 GHz存在鄰頻干擾需采取規避措施外，TD-LTE與其他系統共址時隔離度要求比較容易實現，天線水平隔離距離約0.6 m或異平臺部署都能滿足隔離度要求，對無法滿足空間隔離存在干擾的情形，可采用更改天線位置、共天饋、加裝濾波器等措施，TD-LTE與其他系統共址建設是可行的。本文的分析結論可用于指導TD-LTE規劃及工程設計，具有一定的理論和實踐價值，可為TD-LTE網絡建設中的干擾規避提供理論依據。
參考文獻
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