TD-LTE系統(tǒng)干擾分析

1、TDLTE體系滋擾闡發(fā)【摘要】文章對(duì)td-lte的體系表里滋擾的機(jī)理舉行了體系闡發(fā)，并結(jié)合尺度中的裝備性能最低要求盤算出典范環(huán)境下體系連續(xù)絕度要求，以及斷絕度的實(shí)現(xiàn)要領(lǐng)?！娟P(guān)鍵詞】td-lte滋擾斷絕度1概述隨著td-lte尺度的凍結(jié)、裝備的成熟以及挪動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)飛速生長(zhǎng)，td-lte已經(jīng)成為業(yè)界的存眷核心。而td-lte體系表里滋擾題目是網(wǎng)絡(luò)擺設(shè)時(shí)必必要思量的關(guān)鍵題目之一。td-lte體系面對(duì)的滋擾包羅噪聲pn、體系內(nèi)滋擾iintra-syste和體系間滋擾iinter-syste，下面將別離對(duì)這三種滋擾舉行闡發(fā)。2噪聲噪聲可以根據(jù)泉源分為吸收機(jī)內(nèi)部噪聲和外部噪聲。吸收機(jī)內(nèi)部噪聲包羅導(dǎo)體的熱

2、噪聲和放大器的噪聲放大；外部噪聲是指來自吸收機(jī)以外的非挪動(dòng)通訊發(fā)射機(jī)的電磁波信號(hào)，可以分為天然噪聲和報(bào)酬噪聲。一樣平常在舉行闡發(fā)時(shí)重要思量吸收機(jī)內(nèi)部噪聲，可通過以下式子盤算得到：pn=ktb+nf1此中：k：波爾茲曼常數(shù)bltzannnstant，1.38066210-23jk-1；t：開爾文絕對(duì)溫度，一樣平常盤算中取常溫290k；b：吸收機(jī)有用帶寬；nf：吸收機(jī)的噪聲系數(shù)，尺度中一樣平常取基站的噪聲系數(shù)別離為7db。由于lte體系帶寬在1.4hz20hz可變，而且接納fda/s-fda的多址方法，用戶現(xiàn)實(shí)只占用體系帶寬中的一部門。因此，信道的熱噪聲程度也會(huì)隨著占用帶寬的變革而變革。3體系內(nèi)滋

3、擾體系內(nèi)滋擾是本挪動(dòng)通訊體系內(nèi)各無線網(wǎng)元收發(fā)單位之間的滋擾。3.1同頻滋擾td-lte體系同小區(qū)下的差異用戶下行接納fda、上行接納s-fda的多址方法，差異用戶占用差異的、彼此正交的子載波，因此不存在3g體系中的同小區(qū)差異用戶的多址滋擾題目。lte體系中的同頻滋擾重要是同頻的其他小區(qū)的滋擾，這也是lte體系中滋擾和諧、按捺技能要辦理的題目。3.2ltetdd體系上下行鏈路間滋擾ltetdd體系接納時(shí)分雙工的方法，上下行信道事情在雷同的頻點(diǎn)，通過上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)設(shè)置上下行信道可占用的時(shí)隙。上行與下行之間由于時(shí)間轉(zhuǎn)換點(diǎn)不同等、基站之間差異步或無線信號(hào)流傳時(shí)延等，大概出現(xiàn)“重疊同時(shí)存在上行鏈路和下行鏈

4、路的時(shí)間點(diǎn)，引起endeb小區(qū)間或終端用戶間的滋擾。1相鄰小區(qū)間或同小區(qū)差異頻率間的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)不同等假設(shè)相鄰小區(qū)第二轉(zhuǎn)換點(diǎn)設(shè)置差異，在上下行設(shè)置差異的時(shí)隙，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小區(qū)endeb發(fā)射時(shí)，另一個(gè)小區(qū)endeb正在吸收的環(huán)境，因此將出現(xiàn)比力嚴(yán)峻的上下行鏈路間滋擾，如圖1所示：為了制止該類滋擾，方案中應(yīng)留意：1結(jié)合各地區(qū)的上下行業(yè)務(wù)量需求特點(diǎn)，只管在成片的地區(qū)內(nèi)接納同一時(shí)隙分派方案；2在接納差異時(shí)隙分派方案的地區(qū)接壤處，相鄰兩個(gè)接納差異時(shí)隙分派方案的小區(qū)中，應(yīng)有一個(gè)閉塞產(chǎn)生重疊的時(shí)隙，大概兩個(gè)相鄰小區(qū)通過檢測(cè)重疊時(shí)隙上的滋擾強(qiáng)度，決定是否將用戶繼承分派在該重疊時(shí)隙上。2相鄰小區(qū)間失同步在相鄰的小

5、區(qū)之間同步基準(zhǔn)不同等時(shí)，縱然小區(qū)間接納雷同的轉(zhuǎn)換點(diǎn)設(shè)置方案，由于起始時(shí)候差異，也會(huì)有“重疊時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)，如圖2所示：lte的endeb之間一樣平常接納外接參考時(shí)鐘源如gps或伽利略衛(wèi)星體系實(shí)現(xiàn)同步。當(dāng)外接參考時(shí)鐘源阻礙，以及同步歷程偏向過大時(shí)，都有大概出現(xiàn)ndeb之間失同步。根據(jù)3gppts36.133要求，接納雷同頻率、且有重疊覆蓋地區(qū)的相鄰ndeb之間，幀出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間偏向應(yīng)小于或即是3s覆蓋間隔小于3k；假設(shè)滿意該要求，那么相鄰小區(qū)間的上下行滋擾時(shí)間很短，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能影響不大。在方案ltetdd體系的基站間同步時(shí)，應(yīng)滿意該要求。3無線流傳時(shí)延大于轉(zhuǎn)換點(diǎn)庇護(hù)時(shí)隙在無線信號(hào)流傳歷程中，隨著流傳間

6、隔的增長(zhǎng)會(huì)形成流傳時(shí)延。別的，在接納挪動(dòng)通訊直放站延伸小區(qū)覆蓋間隔時(shí)，也會(huì)引入直放站裝備的時(shí)延。流傳間隔產(chǎn)生的時(shí)延為：=d/2此中，d是流傳間隔，是光速。在一個(gè)小區(qū)內(nèi)假設(shè)流傳時(shí)延過大，也會(huì)引起終端的上行鏈路對(duì)四周其他終端的下行鏈路吸收形成滋擾。為了在endeb吸收端實(shí)現(xiàn)各終端的上行信號(hào)同步，終端必需提早必然的時(shí)間發(fā)奉上行的uppts和子幀2。如圖3所示，以endeb發(fā)射端的時(shí)間作為基準(zhǔn)，該時(shí)間提早量應(yīng)該即是終端到endeb的無線傳輸時(shí)延，也就即是ndeb發(fā)射的下行信號(hào)到達(dá)終端的無線傳輸時(shí)延。假設(shè)以終端吸收到的下行信號(hào)時(shí)間作為基準(zhǔn)，該時(shí)間提早量就是兩倍的無線傳輸時(shí)延2。相對(duì)付吸收到的下行信號(hào)基準(zhǔn)

7、，由于終端必要以2的時(shí)間提早量發(fā)奉上行uppts和子幀2，假設(shè)2大于dpts和uppts之間的庇護(hù)隔斷gp，就會(huì)引起該終端的上行uppts信道滋擾四周其他終端吸收來自ndeb的dpts信道。因此，根據(jù)以下公式可確定不產(chǎn)生上下行滋擾的最大傳輸間隔即最大覆蓋間隔：3此中，tgap是庇護(hù)時(shí)間隔斷。根據(jù)尺度中的特別子幀設(shè)置，可盤算得出差異特別子幀設(shè)置格式下td-lte基站的最大覆蓋間隔，如表1所示：假設(shè)存在挪動(dòng)通訊直放站等轉(zhuǎn)發(fā)裝備，由于直放站裝備內(nèi)部的濾波器件固偶然延和光纖介質(zhì)中的信號(hào)流傳時(shí)延，會(huì)導(dǎo)致上述時(shí)延庇護(hù)隔斷對(duì)應(yīng)的最大覆蓋間隔進(jìn)一步縮校思量到該滋擾信號(hào)顛末遠(yuǎn)間隔的流傳消耗后，信號(hào)功率已經(jīng)比力薄

8、弱，工程中一樣平常較少思量該滋擾的影響。4鄰頻滋擾由于裝備濾波特性的非抱負(fù)性，滋擾也存在于利用相鄰頻率的各方之間。假設(shè)差異頻率上的終端數(shù)目和位置漫衍雷同，從3gpp尺度中對(duì)吸收機(jī)的as和alr指標(biāo)要求來看一樣平常在30db以上，相對(duì)付同頻滋擾，鄰頻滋擾對(duì)吸收機(jī)的影響小30db以上，即鄰頻滋擾比同頻滋擾弱1000倍以上，可以忽略。4體系間滋擾4.1體系間滋擾范例從形成機(jī)理角度可分為鄰頻滋擾、雜散輻射、吸收機(jī)互調(diào)滋擾和壅閉滋擾。1鄰頻滋擾ai假設(shè)差異的體系分派了相鄰的頻率，就會(huì)產(chǎn)生鄰頻滋擾。由于收發(fā)裝備濾波性能的非完善性，事情在相鄰頻道的發(fā)射時(shí)機(jī)走漏信號(hào)到被滋擾吸收機(jī)的事情頻段內(nèi)；同時(shí)被滋擾吸收機(jī)

9、也會(huì)吸收到事情頻段以外其他發(fā)射機(jī)的事情信號(hào)。決定該滋擾的關(guān)鍵特性指標(biāo)是發(fā)射機(jī)的alr和吸收機(jī)的as。2雜散輻射spuriuseissins由于發(fā)射機(jī)中的功放、混頻、濾波等部門事情特性非抱負(fù)，會(huì)在事情帶寬以外很寬的范疇內(nèi)產(chǎn)生輻射信號(hào)重量不包羅帶外輻射劃定的頻段，包羅電子熱活動(dòng)產(chǎn)生的熱噪聲、種種諧波重量、寄生輻射、頻率轉(zhuǎn)換產(chǎn)物以及發(fā)射機(jī)互調(diào)等。鄰頻滋擾和雜散輻射差異，鄰頻滋擾中所思量的滋擾發(fā)射機(jī)走漏信號(hào)指的是被滋擾吸收機(jī)所處頻段間隔滋擾發(fā)射機(jī)事情頻段較近，尚未到達(dá)雜散輻射的劃定頻段的環(huán)境，即有用事情帶寬2.5倍以上大概事情帶寬上下界限10hz以外的頻段。當(dāng)兩體系的事情頻段相差帶寬2.5倍以上大概相

10、隔10hz以上時(shí)，濾波器非抱負(fù)性將重要表示為雜散滋擾。3吸收機(jī)互調(diào)滋擾吸收機(jī)互調(diào)滋擾包羅多滋擾源形成的互調(diào)、發(fā)射重量與滋擾源形成的互調(diào)txid、交織調(diào)制xd滋擾。多滋擾源形成的互調(diào)是由于被滋擾體系吸收機(jī)的射頻器件非線性，在兩個(gè)以上滋擾信號(hào)重量的強(qiáng)度比力高時(shí)所產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物。發(fā)射重量與滋擾源形成的互調(diào)是由于雙工器濾波特性不抱負(fù)，所引起的被滋擾體系的發(fā)射重量走漏到吸收端，從而與滋擾源在非線性器件上形成互調(diào)。交織調(diào)制也是由于吸收機(jī)非線性引起的，在非線性的吸收器件上，被滋擾體系的調(diào)幅發(fā)射信號(hào)，與靠近吸收頻段的窄帶滋擾信號(hào)相混淆，將產(chǎn)生交織調(diào)制。4壅閉滋擾壅閉滋擾并不是落在被滋擾體系吸收帶寬內(nèi)的。但由于

11、滋擾信號(hào)功率太強(qiáng)，而將吸收機(jī)的低噪聲放大器lna推向飽和區(qū)，使其不克不及正常事情。被滋擾體系可容許的壅閉滋擾功率一樣平常要求低于lna的1db壓縮點(diǎn)10db。根據(jù)差異滋擾形成的特性，鄰頻滋擾、雜散滋擾、互調(diào)滋擾都是落在被滋擾體系吸收機(jī)內(nèi)，被其吸收而惡化通訊質(zhì)量的；壅閉滋擾那么是在被滋擾體系吸收帶寬以外，通過將被滋擾體系吸收機(jī)推向飽和而攔阻通訊的。對(duì)付落在被滋擾體系的吸收帶寬內(nèi)的滋擾，可以舉行功率上的相加?？偟淖虜_功率為：4此中，pai、pse、pid別離為鄰頻滋擾、雜散滋擾、互調(diào)滋擾，單位為db。一樣平常環(huán)境下，三種滋擾的強(qiáng)度相差較大；合成的滋擾功率將重要取決于此中最大的一項(xiàng)?？v然在最極度的環(huán)

12、境下，三種滋擾強(qiáng)度相稱，總的滋擾功率增長(zhǎng)4.5db，仍切合一樣平常環(huán)境下滋擾指標(biāo)留有的余量要求。因此工程中一樣平常別離核算各滋擾環(huán)境是否滿意體系指標(biāo)要求，以簡(jiǎn)化闡發(fā)。4.2體系間滋擾闡發(fā)要領(lǐng)滋擾闡發(fā)的要領(lǐng)許多，3gpptr36.942中提到有兩種：確定性盤算要領(lǐng)和仿真模擬要領(lǐng)。1確定性盤算要領(lǐng)也稱最小容許耦合消耗liniuuplinglss盤算要領(lǐng)。確定性盤算要領(lǐng)的長(zhǎng)處是簡(jiǎn)樸易行，可以較輕易地得到理論預(yù)計(jì)效果，所盤算的效果對(duì)應(yīng)于最惡劣的環(huán)境，對(duì)應(yīng)的l要求較嚴(yán)酷。確定性盤算要領(lǐng)是基于滋擾體系和被滋擾體系的有關(guān)參數(shù)，盤算出體系間要實(shí)現(xiàn)需要的滋擾按捺所必要的最小容許耦合消耗l。一樣平常l接納以下公式

13、盤算：l=滋擾源輸出功率-衰減-容許的滋擾電平5根據(jù)收發(fā)裝備的as/alr大概雜散信號(hào)功率、互調(diào)按捺要求等指標(biāo)，結(jié)合其事情帶寬和發(fā)射功率，可以盤算出到達(dá)必然滋擾按捺要求的l。1衰減對(duì)差異的滋擾范例取定為差異的參數(shù)：對(duì)鄰道滋擾是air；對(duì)互調(diào)滋擾是互調(diào)按捺比。2容許的滋擾電平對(duì)帶內(nèi)滋擾一樣平?？梢愿鶕?jù)容許的吸收敏捷度惡化程度確定后續(xù)盤算中取惡化量為1db；對(duì)帶外壅閉滋擾一樣平常由吸收裝備lna的1db壓縮點(diǎn)確定。3其他增益和衰減由于收發(fā)裝備的指標(biāo)是按“天線毗連處界說的，因此耦合消耗l包羅天線間相對(duì)增益、天線間空間消耗、外加濾波器的信號(hào)衰減、饋線及討論的衰減等部門，在增長(zhǎng)了外部濾波裝備時(shí)，還包羅濾

14、波裝備的信號(hào)衰減。2仿真模擬要領(lǐng)仿真模擬要領(lǐng)是對(duì)滋擾體系和被滋擾體系的基站、終端的發(fā)射功率、基站的負(fù)載等環(huán)境舉行設(shè)定，通過仿真得出設(shè)定環(huán)境下的體系間滋擾環(huán)境。仿真模擬要領(lǐng)思量了功率操縱、用戶漫衍等對(duì)體系間滋擾環(huán)境的影響，故對(duì)體系間的滋擾闡發(fā)比力全面，尤其是涉及到終端的滋擾場(chǎng)景。4.3體系連續(xù)絕度要求根據(jù)尺度中的吸收機(jī)和發(fā)射機(jī)性能要求，運(yùn)用確定性盤算要領(lǐng)得出lte和其他體系包羅差異運(yùn)營商的lte體系的斷絕度要求，如表2所示：對(duì)應(yīng)上述盤算效果，在現(xiàn)實(shí)體系中應(yīng)用時(shí)需留意以下兩點(diǎn)：1以上確定性盤算效果是根據(jù)單載波發(fā)射機(jī)思量的。假設(shè)滋擾體系現(xiàn)實(shí)設(shè)置了n載波，假設(shè)各載波的最大發(fā)射功率雷同，那么滋擾功率會(huì)成

15、倍增長(zhǎng)，因此斷絕度要求也需相應(yīng)增長(zhǎng)lgndb。2上述的滋擾斷絕度盤算效果都是根據(jù)尺度最低要求舉行的，現(xiàn)實(shí)體系裝備的性能如da基站的雜散按捺程度應(yīng)優(yōu)于尺度的要求，因此現(xiàn)實(shí)組網(wǎng)傍邊，基站的斷絕度要求還應(yīng)結(jié)合詳細(xì)裝備的性能指標(biāo)舉行核算。4.4體系間滋擾辦理方案總體上，體系間滋擾辦理方案重要有兩種：天線空連續(xù)絕和加裝斷絕濾波器。別的，假設(shè)頻譜資源相比擬力寬裕的話，可以機(jī)動(dòng)設(shè)置載波得到庇護(hù)頻帶。1天線空連續(xù)絕天線空連續(xù)絕是使滋擾體系的發(fā)射天線與被滋擾體系的吸收天線保持必然的物理空間間隔角度，使得發(fā)射天線的電波經(jīng)空間衰減后滿意到達(dá)吸收天線端的惡化電平程度。根據(jù)工程施工的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，可以利用鐵塔或天面的差異平

16、臺(tái)、差異位置舉行天線的空連續(xù)絕，詳細(xì)可以接納程度斷絕、垂直斷絕和混淆斷絕這三種方法。程度斷絕度和間隔干系式如下：6垂直斷絕度和間隔干系式如下：7此中：ih：滋擾體系發(fā)射天線與被滋擾體系吸收天線的程度斷絕度db；iv：滋擾體系發(fā)射天線與被滋擾體系吸收天線的垂直斷絕度db；gtx：滋擾體系發(fā)射天線朝向被滋擾體系吸收天線的發(fā)射增益dbi；grx：被滋擾體系吸收天線朝向滋擾體系發(fā)射天線的吸收增益dbi；dh：天線程度隔斷；dv：天線垂直隔斷；：無線電波長(zhǎng)，如為雜散滋擾，應(yīng)取被滋擾體系吸收頻段波長(zhǎng)；如為壅閉滋擾，應(yīng)取滋擾體系發(fā)射頻段波長(zhǎng)。其量綱保持與dh、dv雷同。假設(shè)gtx+grx=0dbi，根據(jù)上述

17、公式可盤算出體系間空連續(xù)絕度要求，如表3所示：根據(jù)表3的盤算效果，ev-d和lte的垂直間隔要求7以上，實(shí)現(xiàn)起來很困難?，F(xiàn)實(shí)上，根據(jù)天線斷絕度實(shí)測(cè)研究，當(dāng)天線間距比力遠(yuǎn)時(shí)，所實(shí)現(xiàn)的斷絕度要小于履歷公式盤算效果，縱然垂直間隔到達(dá)7，也很難到達(dá)100db的斷絕度。平凡天線共址時(shí)只能實(shí)現(xiàn)50db70db的斷絕度，可見ev-d基站天線很難和td-lte基站天線共址建立，需結(jié)合天面天然大概報(bào)酬設(shè)置的攔截增長(zhǎng)天線之間的斷絕度。gs體系和td-lte體系共站時(shí)，也要包管充足的垂直斷絕，以制止彼此之間的滋擾。2加裝斷絕濾波器濾波器分為兩種：帶阻濾波器和帶通濾波器。詳細(xì)網(wǎng)絡(luò)方案需留意：1對(duì)同頻加性滋擾需在發(fā)端加

18、裝帶阻濾波器，以低落吸收頻段內(nèi)的功率；對(duì)壅閉滋擾那么需在收端加裝帶通濾波器，以低落吸收頻段外的功率。2盡大概利用天線架設(shè)位置的停滯物，可以別的接納增長(zhǎng)斷絕板的要領(lǐng)。3進(jìn)步發(fā)射濾波器性能，如針對(duì)每一個(gè)頻點(diǎn)接納窄帶濾波器來舉行濾波，可以淘汰天線斷絕要求。4接納線性功放，低落功放后信號(hào)的雜散。根據(jù)鄰頻滋擾闡發(fā)的效果可知，ltefdd和tdd體系之間無法鄰頻共存。因此將來在做頻率方案時(shí)，假設(shè)條件容許，應(yīng)只管留有富足的庇護(hù)頻帶，制止差異運(yùn)營商的ltefdd和tdd體系鄰頻共存。假設(shè)lte體系下行發(fā)射頻段和現(xiàn)有2g/3g體系的上行吸收頻段相鄰，大概lte體系上行吸收頻段和現(xiàn)有2g/3g體系的下行發(fā)射頻段相鄰，也應(yīng)只管留有富足的庇護(hù)頻帶，制止鄰頻滋擾過大影響體系性能。5總結(jié)根據(jù)確定性闡發(fā)，除ev-d體系外，一樣平常通過空連續(xù)絕可滿意td-lte體系和其他體系的滋擾斷絕要求。別的必要留意的是，本文的盤算效