TD—LTE與LTE—FDD技術對比和共址干擾研究

朱欣遠　陳海鵬

【摘要】 本文著重對比分析了TD-LTE 和LTE FDD 技術的不同之處和特點，對TD-LTE和LTE-FDD系統在相鄰頻段下共存時的干擾進行了研究，并給出了干擾解決建議。

【關鍵詞】 LTE 干擾 隔離度

一、概述

LTE標準支持TDD和FDD兩種雙工模式，能得到更高的數據速率、更低的時延、更高的頻譜利用率和靈活性以及更高的系統容量。未來幾年LTE將逐漸商用，多家運營商共用天面、站址資源的情況非常普遍，兩個LTE系統鄰頻共存的情況較多，因此分析兩種LTE共址共存時的干擾問題非常有必要，可盡量減小共存帶來的系統吞吐量損失，更有效地利用頻譜資源。

二、LTE 系統網絡架構

LTE采用扁平化的網絡結構，接入網僅包含Node B，不再有無線網絡控制器（RNC）。LTE 網絡架構，由核心網、基站和用戶設備3 部分組成。其中，EPC（Evolved Packet Core）為演進分組核心網，eNodeB負責接入網部分，也稱E-UTRAN；UE 指用戶終端設備。

三、LTE FDD 與TD-LTE無線側基本原理對比

3.1傳輸方式

TD LTE 和LTE FDD 均選擇了基于正交頻分的多址接入方式（OFDMA）作為其上下行多址技術。TD-LTE 與FDD LTE 規定了下行采用OFDMA，上行采用SC-FDMA的多址方案，這保證了使用不同頻譜資源用戶間的正交性。表1 給出了基于LTE 傳輸的不同帶寬的基本參數。

3.2雙工方式

1、LTE FDD系統。LTE FDD采用頻分雙工的工作模式，在分離的兩個對稱信道上進行接受和發送，用保護頻段來分離上下行信道，其單方向資源在時間上是連續的。FDD一個無線幀長度為10ms，由20個時隙構成，相鄰2個時隙組成1個子幀，子幀長度為1ms，對于FDD，在每一個10ms中，有10個子幀可以用于下行傳輸。

2、TD-LTE系統。TDD-LTE采用時分雙工的工作模式，上下行鏈路頻段現同，使用不同時隙來區分，其單方向的資源在時間上是不連續的，時間資源在兩個反向上進行分配，所以基站和終端之間必須有嚴格的時間同步才能順利工作。TDD幀結構可分為5ms周期和10ms周期兩類，可以靈活的支持不同配比的上下行業務。在5ms周期結構中，子幀1和子幀6固定配置為特殊子幀，10ms周期結構中，子幀1固定配置為特殊子幀。

3.3 TD-LTE和LTE FDD方式的對比

TDD 系統與FDD 系統相比，優點是可以更靈活地配置具體的上下行資源比例，以更好地支持不同業務類型。例如，隨著互聯網等業務的開展，下行數據傳輸量將遠大于上行的情況，如果上下行配置同樣多的資源，則很容易導致下行資源受限而上行資源利用率較低的情況。對于TDD 系統可以將支持該業務的場景配成下行子幀多于上行子幀的時隙配比關系，提高資源的利用率。

四、共址干擾分析

4.1干擾種類

1）雜散干擾。雜散干擾是指干擾設備發射的帶外信號以噪聲的形式落入被干擾系統接收機的接收頻帶內，形成對有用信號的同頻干擾。

2）互調干擾。互調（IM）或互調失真（IMD）是指兩個以上單頻信號通過一個非線性系統/ 設備/ 器件時，在時域失真，在頻域產生的一系列基本頻率分量的組合。

3）阻塞干擾。阻塞干擾是指被干擾系統接收機接收頻帶外的強信號，導致接收機過載，使鏈路中的有源器件飽和進入非線性區，放大增益被抑制，引起的接收機飽和失真造成的干擾。

4.2分析方法

4.2.1 雜散干擾分析

根據協議查出干擾源的雜散指標SdBm/BWm，其中BWm為指標的測量帶寬。接收機在其接收通帶內能夠承受的最大干擾信號強度門限Imax取決于多大的接收機靈敏度損失可以被接受。在干擾分析中，基站通常采用0.8dB靈敏度損失評估準則。

4.3分析結果

根據雜散和抗阻塞指標要求可以計算出LTE系統共址時的干擾隔離要求，見表2

TD-LTE與LTE FDD的水平隔離距離為0.5米，垂直隔離距離為0.2米。

LTE 系統由于使用20 MHz 頻譜帶寬，因此一般場景下需要同頻組網。TD-LTE 系統由于在不同時隙實現上下行通信傳輸，較LTE FDD 系統具有更復雜的干擾場景。通常情況，TD-LTE 為了避免這種復雜的干擾，在相鄰區域采用相同的時隙配置以降低時隙間嚴重干擾。

五、結束語

TD-LTE的D頻段和E頻段與LTE-FDD的1800MHz頻段較遠，鄰頻干擾幾乎可以忽略，而TD-LTE的F頻段（1880-1900MHz）與LTE-FDD（1755-1785/1850-1880MHz）共存時，當TD-LTE頻帶與LTE-FDD下行頻帶相鄰于1880MHz時，目前LTE系統的射頻指標基本可以滿足共存要求。而對于其他干擾場景，也可以通過小區間干擾協調技術、增加天線隔離度、外接濾波器等方法來減小系統間干擾。