長期演進-頻分雙工與其他通信系統的隔離度

中郵建技術有限公司 肖嘉熙

中國電信股份有限公司南京分公司 許興榮

長期演進-頻分雙工與其他通信系統的隔離度

中郵建技術有限公司 肖嘉熙

中國電信股份有限公司南京分公司 許興榮

對LTE-FDD（長期演進-頻分雙工）與其他通信系統隔離度問題進行了探討。實現LTE-FDD和其他類型的通信系統共用基礎設施是當前發展的趨勢，而對于建設產生影響的主要因素就是天線的隔離度，從而減少信息收發天線之間的干擾，提升信息傳輸的質量。

長期演進；頻分雙工；通信系統；隔離度

當前主要是通過對頻率的選擇，空間的隔離以及增加濾波器來降低LTE-FDD（長期演進-頻分雙工）系統內外的干擾的。

1 通信系統之間常見的干擾問題

1.1 雜散干擾

一般來說，我們認為當干擾基站受到系統內部的干擾熱噪聲低于7 dB時，就可以忽略掉這一干擾。如此一來，所對應的雜散所必須的隔離度LMCL就如式（1）所示。

式中干擾基站的雜散輻射電平則使用Pspu來表示；干擾電平的測量寬帶為Winterfering；被干擾的系統信道寬帶用Waffected來表示；而被干擾系統的接受帶內熱噪聲則使用Pn來表示；Nf為接收機的噪聲系數，一般來說，基站的接收機噪聲系數不會超過5 dB。

1.2 阻塞干擾

在接收信號時，由于受到頻帶周圍以及高頻回路帶內的強干擾信號的作用，使得接收機的線性范圍超出了工作的線性范圍，進而導致接收機因為飽和而無法工作的情況，我們稱為阻塞干擾。只有在確保接收機所輸入的強干擾信號的功率不會超過系統的指標要求的阻塞電平的前提下，才能夠對阻塞干擾隔離度進行計算。我們設定接收機的阻塞電平指標為Pb，干擾發射機所能輸出的功率為Po，那么系統之間隔離度就是

1.3 互調干擾

在各個系統進行信息輸出的過程中會產生互相干擾的情況，而其主要的表現為互調干擾，f1、f2、f3分別為3個不同的發射頻率，則所有的可能頻率組合形式為：2f1－f2、2f1－f3、2f2－f1、2f2－f3、2f3－f1、2f3－f2、f1＋f2－f3、f1－f2＋f3、f2＋f3－f1。假如互調的產物落在了某一個系統的上行接收頻段之內，該系統所在的基站對于信號的接收靈敏度就會受到一定程度的影響，但是該種互調方式對系統所能夠產生的干擾相比較于雜散干擾和阻塞干擾來說影響小得多。基于此，我們下面對雜散干擾和阻塞干擾對于現代的民用通信系統以及LTE-FDD系統所能夠產生的影響進行分析和研究。

2 多系統共存研究

2.1 空間隔離

對干擾系統的發射天線和被干擾系統的接受天線進行物理空間上的隔離，使得電波在空間傳播之后經過衰減從而滿足接收天線對干擾抑制的基本要求，根據系統的差異，我們可以采用水平隔離和垂直隔離來減弱系統之間的相互干擾作用，對于有足夠條件的基站，應當盡可能地加大天線之間的空間距離，留有更多地抗干擾余量。當天線空間之間的隔離度不能夠達到基本要求的時候，應當使用外部隔離帶通過濾波器來減弱信息收發天線之間的信號干擾作用。

我們所使用的天線空間隔離的公式如下：

在兩個天線之間的距離近似地滿足遠場的基本條件，則

對于采用水平空間隔離的公式則

對于采用垂直空間的隔離度公式則

式中，dh為于發射天線和接收天線之間的水平距離，D為發射天線和接收天線的最大尺寸，λ為被干擾系統中心頻率對應的波長，Lh為水平空間隔離，發射天線和接收天線的增益分別為Gt和Gr，SLt是用來表示發射天線在兩天線中心連線的角度方向上的副瓣電平，SLr是接收大線在兩大線中心連線的角度方向上的副瓣電平(相對于主瓣方向為負值)，Lv為垂直空間的隔離度，dv為發射天線和接收天線之間的垂直距離。圖1為水平空間隔離示意圖。

2.2 器件隔離

在LTE eNB（演進型基站）和其他的基站系統共用一個天線反饋系統的時候，可以合理地使用多頻合路器、濾波器等多種器件對整個系統的干擾水平加以控制。如今的工藝水平能夠充分滿足2.1節中所制定的多種系統同時存在的基本要求。

3 隔離度計算

3.1 CDMA800與GSM900站距計算

現在已經知道CDMA800的基站發射機帶外雜散發射在885～915 MHz為－67 dBm/100 kHz，我們假設GSM900所能夠承受的干擾點比背景噪聲低4 dB，那么，就可以得到：

背景噪聲為－116 dBm，干擾電平為－120 dBm。阻塞干擾的隔離度為

雜散干擾的隔離度為

其中Winterering為CDMA800干擾強度給定值，Waffected為GSM900隔離要求給定值。

基于以上的分析，我們對CDMA800和GSM900共站共建的隔離度要求是56 dB，經過計算得到水平隔離距離Dh和垂直隔離距離Dv為：

式中，Ih為CDMA800對GSM900雜散干擾的隔離度；Gtx為發射系統，Grx表示接收系統，是指代一個值；SL(f)Tx是發射天線該角度上的給定值，SL(θ)Rx是接收天線該角度上的給定值；Iv是計算水平隔離距離時所引用的雜散干擾的隔離度。

3.2 站距計算

我國LTE-FDD的發射頻段將會在1 850～1 870 MHz之間，當前的中國移動3G網絡的主要頻段為2 015～2 025 MHz，但是隨著TD-SCDMA技術的不斷發展以及小靈通通信退出通信市場，中國移動將會使用F頻段1 880～1 920 MHz兩個通信系統來實現通信順暢性的保護，而這兩個通信系統所產生的影響將會和CDMA800對GSM900所產生的影響作用十分相像。

被干擾基站接收噪聲底限是

其中B為干擾基站的天線連接處輸出的雜散輻射，當接受天線對于信息識別的靈敏度損失1 dB時，干擾基站雜散輻射在被干擾基站的接收機處引入的噪聲功率上限為

4 結束語

基于以上分析，只需要進行適當的空間布局就可以實現LTE-FDD通信方式和其他的通信系統共存的想法，并且建議在以下幾個方面做出改進：第一，LTE-FDD應當和其他的通信系統進行垂直布局；第二，使用多頻合路器來滿足合路室分系統對于隔離度的要求；第三，盡量選擇定向天線；第四，對于不能夠滿足間距要求和共址建站的應當考慮在基站的輸出端安裝濾波器來減少干擾。 ◆