TD-LTE系統(tǒng)干擾分析

1、TDLTE體系滋擾闡發(fā)【摘要】文章對td-lte的體系表里滋擾的機理舉行了體系闡發(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，以及斷絕度的實現(xiàn)要領?！娟P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互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務飛速生長，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)絡擺設時必必要思量的關鍵題目之一。td-lte體系面對的滋擾包羅噪聲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)泉源分為吸收機內(nèi)部噪聲和外部噪聲。吸收機內(nèi)部噪聲包羅導體的熱

2、噪聲和放大器的噪聲放大；外部噪聲是指來自吸收機以外的非挪動通訊發(fā)射機的電磁波信號，可以分為天然噪聲和報酬噪聲。一樣平常在舉行闡發(fā)時重要思量吸收機內(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：開爾文絕對溫度，一樣平常盤算中取常溫290k；b：吸收機有用帶寬；nf：吸收機的噪聲系數(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)實只占用體系帶寬中的一部門。因此，信道的熱噪聲程度也會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體系接納時分雙工的方法，上下行信道事情在雷同的頻點，通過上下行轉(zhuǎn)換點設置上下行信道可占用的時隙。上行與下行之間由于時間轉(zhuǎn)換點不同等、基站之間差異步或無線信號流傳時延等，大概出現(xiàn)“重疊同時存在上行鏈路和下行鏈

4、路的時間點，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)換點不同等假設相鄰小區(qū)第二轉(zhuǎn)換點設置差異，在上下行設置差異的時隙，會出現(xiàn)一個小區(qū)endeb發(fā)射時，另一個小區(qū)endeb正在吸收的環(huán)境，因此將出現(xiàn)比力嚴峻的上下行鏈路間滋擾，如圖1所示：為了制止該類滋擾，方案中應留意：1結(jié)合各地區(qū)的上下行業(yè)務量需求特點，只管在成片的地區(qū)內(nèi)接納同一時隙分派方案；2在接納差異時隙分派方案的地區(qū)接壤處，相鄰兩個接納差異時隙分派方案的小區(qū)中，應有一個閉塞產(chǎn)生重疊的時隙，大概兩個相鄰小區(qū)通過檢測重疊時隙上的滋擾強度，決定是否將用戶繼承分派在該重疊時隙上。2相鄰小區(qū)間失同步在相鄰的小

5、區(qū)之間同步基準不同等時，縱然小區(qū)間接納雷同的轉(zhuǎn)換點設置方案，由于起始時候差異，也會有“重疊時間點出現(xiàn)，如圖2所示：lte的endeb之間一樣平常接納外接參考時鐘源如gps或伽利略衛(wèi)星體系實現(xiàn)同步。當外接參考時鐘源阻礙，以及同步歷程偏向過大時，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)點的時間偏向應小于或即是3s覆蓋間隔小于3k；假設滿意該要求，那么相鄰小區(qū)間的上下行滋擾時間很短，對網(wǎng)絡的性能影響不大。在方案ltetdd體系的基站間同步時，應滿意該要求。3無線流傳時延大于轉(zhuǎn)換點庇護時隙在無線信號流傳歷程中，隨著流傳間

6、隔的增長會形成流傳時延。別的，在接納挪動通訊直放站延伸小區(qū)覆蓋間隔時，也會引入直放站裝備的時延。流傳間隔產(chǎn)生的時延為：=d/2此中，d是流傳間隔，是光速。在一個小區(qū)內(nèi)假設流傳時延過大，也會引起終端的上行鏈路對四周其他終端的下行鏈路吸收形成滋擾。為了在endeb吸收端實現(xiàn)各終端的上行信號同步，終端必需提早必然的時間發(fā)奉上行的uppts和子幀2。如圖3所示，以endeb發(fā)射端的時間作為基準，該時間提早量應該即是終端到endeb的無線傳輸時延，也就即是ndeb發(fā)射的下行信號到達終端的無線傳輸時延。假設以終端吸收到的下行信號時間作為基準，該時間提早量就是兩倍的無線傳輸時延2。相對付吸收到的下行信號基準

7、，由于終端必要以2的時間提早量發(fā)奉上行uppts和子幀2，假設2大于dpts和uppts之間的庇護隔斷gp，就會引起該終端的上行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是庇護時間隔斷。根據(jù)尺度中的特別子幀設置，可盤算得出差異特別子幀設置格式下td-lte基站的最大覆蓋間隔，如表1所示：假設存在挪動通訊直放站等轉(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)中的信號流傳時延，會導致上述時延庇護隔斷對應的最大覆蓋間隔進一步縮校思量到該滋擾信號顛末遠間隔的流傳消耗后，信號功率已經(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性，滋擾也存在于利用相鄰頻率的各方之間。假設差異頻率上的終端數(shù)目和位置漫衍雷同，從3gpp尺度中對吸收機的as和alr指標要求來看一樣平常在30db以上，相對付同頻滋擾，鄰頻滋擾對吸收機的影響小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理角度可分為鄰頻滋擾、雜散輻射、吸收機互調(diào)滋擾和壅閉滋擾。1鄰頻滋擾ai假設差異的體系分派了相鄰的頻率，就會產(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)射時機走漏信號到被滋擾吸收機的事情頻段內(nèi)；同時被滋擾吸收機

9、也會吸收到事情頻段以外其他發(fā)射機的事情信號。決定該滋擾的關鍵特性指標是發(fā)射機的alr和吸收機的as。2雜散輻射spuriuseissins由于發(fā)射機中的功放、混頻、濾波等部門事情特性非抱負，會在事情帶寬以外很寬的范疇內(nèi)產(chǎn)生輻射信號重量不包羅帶外輻射劃定的頻段，包羅電子熱活動產(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)射機走漏信號指的是被滋擾吸收機所處頻段間隔滋擾發(fā)射機事情頻段較近，尚未到達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，濾波器非抱負性將重要表示為雜散滋擾。3吸收機互調(diào)滋擾吸收機互調(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的射頻器件非線性，在兩個以上滋擾信號重量的強度比力高時所產(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，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，與靠近吸收頻段的窄帶滋擾信號相混淆，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、滋擾信號功率太強，而將吸收機的低噪聲放大器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推向飽和而攔阻通訊的。對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。總的滋擾功率為：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?？v然在最極度的環(huán)

12、境下，三種滋擾強度相稱，總的滋擾功率增長4.5db，仍切合一樣平常環(huán)境下滋擾指標留有的余量要求。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要求，以簡化闡發(fā)。4.2體系間滋擾闡發(fā)要領滋擾闡發(fā)的要領許多，3gpptr36.942中提到有兩種：確定性盤算要領和仿真模擬要領。1確定性盤算要領也稱最小容許耦合消耗liniuuplinglss盤算要領。確定性盤算要領的長處是簡樸易行，可以較輕易地得到理論預計效果，所盤算的效果對應于最惡劣的環(huán)境，對應的l要求較嚴酷。確定性盤算要領是基于滋擾體系和被滋擾體系的有關參數(shù)，盤算出體系間要實現(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大概雜散信號功率、互調(diào)按捺要求等指標，結(jié)合其事情帶寬和發(fā)射功率，可以盤算出到達必然滋擾按捺要求的l。1衰減對差異的滋擾范例取定為差異的參數(shù)：對鄰道滋擾是air；對互調(diào)滋擾是互調(diào)按捺比。2容許的滋擾電平對帶內(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；對帶外壅閉滋擾一樣平常由吸收裝備lna的1db壓縮點確定。3其他增益和衰減由于收發(fā)裝備的指標是按“天線毗連處界說的，因此耦合消耗l包羅天線間相對增益、天線間空間消耗、外加濾波器的信號衰減、饋線及討論的衰減等部門，在增長了外部濾波裝備時，還包羅濾

14、波裝備的信號衰減。2仿真模擬要領仿真模擬要領是對滋擾體系和被滋擾體系的基站、終端的發(fā)射功率、基站的負載等環(huán)境舉行設定，通過仿真得出設定環(huán)境下的體系間滋擾環(huán)境。仿真模擬要領思量了功率操縱、用戶漫衍等對體系間滋擾環(huán)境的影響，故對體系間的滋擾闡發(fā)比力全面，尤其是涉及到終端的滋擾場景。4.3體系連續(xù)絕度要求根據(jù)尺度中的吸收機和發(fā)射機性能要求，運用確定性盤算要領得出lte和其他體系包羅差異運營商的lte體系的斷絕度要求，如表2所示：對應上述盤算效果，在現(xiàn)實體系中應用時需留意以下兩點：1以上確定性盤算效果是根據(jù)單載波發(fā)射機思量的。假設滋擾體系現(xiàn)實設置了n載波，假設各載波的最大發(fā)射功率雷同，那么滋擾功率會成

15、倍增長，因此斷絕度要求也需相應增長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)實體系裝備的性能如da基站的雜散按捺程度應優(yōu)于尺度的要求，因此現(xiàn)實組網(wǎng)傍邊，基站的斷絕度要求還應結(jié)合詳細裝備的性能指標舉行核算。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，假設頻譜資源相比擬力寬裕的話，可以機動設置載波得到庇護頻帶。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吸收天線端的惡化電平程度。根據(jù)工程施工的現(xiàn)實環(huán)境，可以利用鐵塔或天面的差異平

16、臺、差異位置舉行天線的空連續(xù)絕，詳細可以接納程度斷絕、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，如為雜散滋擾，應取被滋擾體系吸收頻段波長；如為壅閉滋擾，應取滋擾體系發(fā)射頻段波長。其量綱保持與dh、dv雷同。假設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，實現(xiàn)起來很困難。現(xiàn)實上，根據(jù)天線斷絕度實測研究，當天線間距比力遠時，所實現(xiàn)的斷絕度要小于履歷公式盤算效果，縱然垂直間隔到達7，也很難到達100db的斷絕度。平凡天線共址時只能實現(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)合天面天然大概報酬設置的攔截增長天線之間的斷絕度。gs體系和td-lte體系共站時，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。詳細網(wǎng)絡方案需留意：1對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位置的停滯物，可以別的接納增長斷絕板的要領。3進步發(fā)射濾波器性能，如針對每一個頻點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，假設條件容許，應只管留有富足的庇護頻帶，制止差異運營商的ltefdd和tdd體系鄰頻共存。假設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，也應只管留有富足的庇護頻帶，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