TD-LTE与WLAN系统的干扰分析

TD-LTE与WLAN系统的干扰分析

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摘要:TD-LTE与WLAN系统都是通讯网络技术的重要组成部分,但由于两者采用的频段较为相近,同场景下共建时必须处理好其干扰问题。本文分析了TD-LTE与WLAN在室分场景下的干扰情况,通过确定性分析方法得到隔离度要求,并依据计算结果提出TD-LTE与WLAN在合路与独立部署时的干扰规避要求,仅供参考。

关键词:室分场景;TD-LTE;WLAN;干扰

引言

目前,室内覆盖系统已经广泛应用于移动通信网络中,尤其是在3G逐渐普及以后,室内分布系统的优势更加明显。与3G相比,LTE具备高用户容量和高数据的速率等优势,将成为市场主流,故TD-LTE室内分布系统的建设尤为重要。与此同时,WLAN以其灵活性、移动性、低成本等优点也在室内覆盖得到了了广泛的应用。但是由于TD-LTE与WLAN的工作频段较接近,必然存在相互干扰。因此,研究与分析TD-LTE与WLAN系统间的干扰,提出相应的规避措施,对于解决室内覆盖问题具有非常实际的意义。

1.TD-LTE与WLAN建设方式分析

TD-LTE与WLAN在室分环境下共址建设时,一般有合路和独立部署两种方式[1]。

1.1合路部署

WLAN与室内分布系统合路一般采用末端合路的方式,由于合路器及馈线的损耗远大于双绞线,为保证网络覆盖质量,WLAN合路部署时一般采用500mw大功率信号源。合路部署示意图如图1所示:

图1合路部署示意图

1.2独立部署

TD-LTE与WLAN独立部署即在同一覆盖场景分别独立建设覆盖系统,WLAN一般采用放装型AP,发射功率一般为100mw。独立部署示意图如图2所示:

图2独立部署示意图

2.TD-LTE与WLAN干扰分析

TD-LTE与WLAN共存时,包括系统间干扰、终端间干扰及基站与终端间干扰,但由于终端发射功率较低且移动性较大,而基站与终端之间一般距离较远且地面障碍物较多,这两种干扰相比系统间干扰小很多,工程中主要考虑系统间干扰,其中邻频干扰、互调干扰、杂散干扰、阻塞干扰是系统间的主要干扰类型[2]。

2.1邻频干扰

相邻频道发射机功率泄漏的信号落入接收机通带内所致。WLAN系统工作频段为2400-2483MHz,中国移动TD-LTE室内覆盖采用E频段组网,使用频段为2320~2370MHz,两系统间频率保护间隔达30M,邻频干扰发生的概率很小。

2.2互调干扰

互调干扰主要是由接收机的非线性引起的,指两个以上单频信号通过一个非线性系统或设备时,当互调产物落在被干扰系统通道内,出现因频率相同而无法滤除所造成的干扰。三阶互调干扰是最强也是影响最大的互调干扰,一般情况互调产物电平应不超过杂散干扰要求,工程中一般考虑满足杂散干扰即可避免互调干扰影响。经对WLAN与TD-LTE二阶、三阶及五阶互调进行计算,结果表明两系统间不产生互调干扰。

2.3杂散干扰

杂散干扰是由于干扰系统发射机的非理想性导致发射的带外信号落入被干扰系统接收机频带内形成的干扰。如果系统间隔离不足,则落入被干扰系统接收带宽内的辐射信号分量很强,导致接收机底噪抬升、灵敏度降低。

2.4阻塞干扰

阻塞干扰并不落在被干扰系统接收带内,但是由于干扰信号过强,超出了接收机的线性范围,导致接收机饱和而无法正常解调信号。为防止接收机过载,接收信号的功率一定要低于接收机的1dB压缩点,因此,需提高接收机的带外抑制能力。

为保证系统性能,须规避系统间干扰影响,工程上一般要求遵守以下几条准则:

(1)被干扰系统从干扰系统接收到的杂散辐射信号强度应比它的接收机底噪低7dB;

(2)在被干扰系统生成的三阶互调干扰电平应比接收机底噪低7dB;

(3)被干扰系统从干扰系统接收到的总载波功率比接收机的1db压缩点低5dB;

如果满足以上准则,被干扰系统接收机灵敏度将只降低0.8dB左右,这对绝大多数系统都是可接受的,通常情况下,若满足第一条准则,也基本满足后两条准则,因此,研究系统间干扰时,一般只需考虑杂散和阻塞干扰,邻频及互调干扰往往归入杂散干扰范畴。

3.TD-LTE与WLAN隔离度计算

通信系统干扰分析常采用仿真方法和确定性分析法[3]。确定性分析法又叫最小允许耦合损耗计算法,指基于链路预算原则,在满足接收机灵敏度条件下,通过计算出干扰对系统的影响降低到一定程度时所需要的隔离度。系统间的隔离度要求是指在各系统均能满足各自的技术指标前提下,能可靠工作而不相互干扰所需要采取的防护度。本文将采用确定性分析法,分析WLAN存在的室内覆盖场景下TD-LTE与WLAN系统间的杂散和阻塞干扰,得到两系统间的隔离度要求。

3.1干扰隔离度计算方法

(1)杂散干扰隔离度计算方法通信系统规避杂散干扰所需满足的隔离度为:

3.3TD-LTE与WLAN干扰规避

TD-LTE与WLAN共存时,主要有合路和独立部署两种建设方式,两种建设方式下的隔离度要求如下:

(1)TD-LTE与WLAN合路部署时,可通过异频合路器和馈线插损实现隔离度要求,合路器隔离度应不低于89dB。

(2)TD-LTE与WLAN独立部署时,若要满足隔离度要求,LTE室分天线与WLAN放装型AP间水平隔离距离应不小于280米或垂直距离不小于4米。该隔离距离在应用中难以满足,工程建设中可在LTE发射机端和WLANAP端增加滤波器进行干扰规避。

由于室内分布系统中使用的功分器、耦合器、馈线等会引入一定的损耗,工程中的实际隔离度要求将低于上述计算结果,实际应用中应结合具体场景设计方案进行计算修正。

4.总结

综上所述,TD-LTE与WLAN系统共室内分布已成为了一种必然趋势,二者共存所面临的干扰也成为焦点问题,做好TD-LTE与WLAN的共建共存的干扰分析,可以有效提高网络建设质量,改善用户感知体验。在室分场景下,TD-LTE与WLAN共存建议优先采用合路方式,通过异频合路器和馈线插损实现干扰隔离;如果采用独立部署,由于受到一定的限制,实际工程中可结合具体设计要求对干扰进行分析,可通过采用空间隔离或外置滤波等方式实现干扰规避。

参考文献:

[1]李晓川.TD-LTE室分与WLAN系统干扰分析[J].城市建设理论研究:电子版,2015(18).

[2]印顺,王一娜.TD-LTE室分与WLAN系统干扰研究[J].中国新通信,2016,18(10):29-29.

[3]张宏宇,刘乃豪.TD-LTE室分与WLAN系统干扰的理论研究[J].中国新通信,2017,19(12).

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