TD-SCDMA系统干扰问题

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1、TD-SCDMA 系统虽然采用了多项核心技术,克服了许多其他制式系统无法克服的干扰,例如符号间干扰和多址干扰,但其本身也有一些缺点,如系统内部干扰复杂、时隙业务动态分配出现交叉时隙干扰等。本文就 TD-SCDMA 系统内、外两部分干扰进行分析。1、序言、序言TD-SCDMA(时分同步码分多址,Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)是我国提出来的通信标准,在物理层核心技术上拥有自主知识产权。目前在多个大型城市建立实验网,实验结果优势突出。但由于自身的特点也存在一定的问题,例如不同制式系统的邻频干扰、时隙干扰等问题,有些系统

2、自身可以克服的,如多址干扰,但有些如与 PHS 系统共存问题,就需要在网络规划、优化中根据实际情况采用不同方法解决。无论哪种制式系统,干扰一定存在,只是干扰类型不同而已,本文就有别于其他系统干扰问题进行分析,以提高该系统运营质量。2、TD-SCDMA 系统内干扰系统内干扰TD-SCDMA 系统的业务时隙可根据业务的需要动态分配,这样就有可能在转换点处出现干扰,同时系统的组网方式也有别于其他系统等等这些因素,会给 TD-SCDMA 系统内的干扰有别于其他系统。具体分析如下:2.1 交叉时隙干扰TD-SCDMA 系统的业务时隙是动态分配的,当这种方式出现在相邻小区之间或同小区频率间的上下行转换点不

3、一致时就可能产生干扰。如当第一个小区使用一个时隙传输上行链路信息,而第二个相邻小区使用该时隙传输下行链路信息,则这两个小区之间存在干扰。另外基站之间帧信号不同步时,也会出现这种干扰,如图 1。图 1 帧同步偏差对于交叉时隙干扰,目前有多种解决方案,例如在不同切换点的小区之间设置一个交叉时隙隔离带,在交叉时隙中不传输数据2;以交叉时隙的 2 个基站为圆心,应用导频信号确定的 2 个圆形区域作为交叉时隙用户所在区域 3;还可以调整上下行时隙比例等。当然,同步引起的干扰,需要让系统恢复同步状态,这在其他系统同步干扰优化中也积累了丰富的经验。3、频率规划和组网方式不同引起的干扰、频率规划和组网方式不同

4、引起的干扰在 TD-SCDMA 系统中,主要是多载波异频网络和同频网络。其中单频点多载波技术组网干扰比较大(单频点即一个频点一个小区,每个频点都有自己的公共信道),由于公共信道不进行波束赋形,不能消除干扰而带来基站间公共信道干扰。如果使用多频点多载波技术就可以克服这类干扰了。前者频谱利用率比较低,在建网初期可能较多采用;后者干扰大,由于 TD-SCDMA 系统目前还不能实现相邻小区的联合检测,对于同频网络,当两个相邻小区智能天线波束方向都指向同一个区域,就可能引起邻小区干扰。解决方法:在码道规划时,尽量不要使用满码道,同时也要合理规划扰码和优化天线。4、传播时延带来的干扰、传播时延带来的干扰在

5、 3GPP25.928 中就规定如果最大传输距离 Rmaxct/2=11.25 km(t=75s,c 为光速),会出现终端上行 UpPTS 信道干扰附近其它终端下行 DwPTS 信道。Rmax 计算可根据链路平衡原理和相关的传播模型估到最大覆盖距离。表 1 是在不同环境下的最大覆盖距离估计值。从表 1 中可以看到,时延干扰会出现在农村,但干扰影响较小,由于该地域业务少,况且也不是 UpPTS 和 DwPTS 在每帧中都进行发送和接收的。时延干扰可以对直放站等放大设备的优化提供一种参考。TD-SCDMA 系统是一个同步系统,当然对同步要求很高,如果失去同步必然带来干扰,同时像设备引起的互调干扰、

6、杂散干扰等,需提高设备的性能可减少其影响。5、TD-SCDMA 系统外的干扰在目前的通信网中,出现多种制式系统共存,且互相影响。其中影响最大的就是 PHS 系统对 TD-SCDMA 系统和不同运营商间的 TD-SCDMA 系统。在分析问题之前,先了解相关术语。MCL:最小允许耦合损耗;ACS:邻道选择性;ACLR:邻道泄漏功率=发射功率/落到相邻频道功率;ACIR:邻频道干扰功率比;Pinband:带内干扰信号功率;Pn:底部噪声;ROT:被干扰系统按灵敏度的恶化量;CL:干扰功率经过耦合损耗;KTW:热噪声功率;NF:为接收机噪声系数;Ptx:Node B 发射功率;公式一:MCL=干扰源输

7、出功率-衰减-允许的干扰电平=Ptx-ACIR-CL,其中 ACIR=-10log(10-ACLR/10+10-ACS/10),Pinband=Ptx-ACIR-CL,Pn=KTW+NF。5.1 PHS 和 TD-SCDMA 系统共存带来的干扰 4、5目前 PHS 的工作频率为 1 9001 915 MHz,TD-SCDMA 的工作频率为 2 0102 025 MHz。从实际情况来看,邻频干扰影响很小,主要来至于两系统基站间的杂散、互调、阻塞等干扰。本文以杂散干扰为例分析,杂散干扰是由于干扰源滤波特性不能满足技术要求,使干扰源的带外信号以噪声的形式出现在相邻频段内,抬高被干扰基站的噪声基底,导

8、致接收机灵敏度降低,上行链路性能变差。在计算两系统基站间的隔离度之前,先熟悉以下几个指标。公式二:P1=P2+10log(Wa/Wb),其中 P1 是杂散电平(带宽转换后),P2 是干扰系统在被干扰系统工作频段上的杂散干扰电平,Wa 为干扰电平的可测带宽,Wb 为被干扰系统的信道带宽。公式三:I1=I2-E-10log(Wa/Wb),其中 I1 为被干扰基站天线连接处接收到的干扰电平,I2 为干扰基站天线连接处输出的杂散辐射电平,E 为天线隔离度。在 STD-28v 5.1 版标准中规定 PHS 基站的杂散在 1 884.51919.6 MHz 以内,平均带内功率小于 794 nW/MHz(-

9、31 dBmMHz).表 2 是 TD-SCDMA 和 PHS 系统接收设备允许的杂散干扰电平。表 2 TD-SCDMA 和 PHS 系统接收设备允许的杂散干扰电平由公式一、二、三及表 2,可以算得表 3 数据。表 3 两系统基站间对隔离度的要求和 MCL 情况该问题的研究对于 PHS 和 TD-SCDMA 系统在室内分布系统中共存的规划、优化具有很高的参考价值。若需要共统一套分布系统,则需要考虑设备性能、增加隔离度、安装滤波器等措施来减少杂散、互调和阻塞干扰等。 5.2 两套 TD-SCDMA 系统间的干扰TD-SCDMA 系统之间的干扰,主要有两个方面,一是同一运营商的 TD-SCDMA

10、系统内的干扰,主要发生在 Node B 和 UE 之间;二是不同运营商的 TD-SCDMA 系统间的干扰,主要发生在 Node B 与 UE,UE 和 UE,Node B 与 Node B 之间的干扰。对于两套 TD-SCDMA 系统,3GPP TR25.9456 中对 ACS、ACLR、ACIR 有规定,如表 4。表 4 ACS、ACLR、ACIR 之间的关系根据表 4,如果 NF=9 dB,Ptx=34 dB,ROT=3 dB,由公式一可以算得 Node B 对 UE 的 MCL=105.8 dB(同步系统)。这意味存在耦合损耗小于 105.8 dB 的区域,UE 收到的有用信号是不能克服

11、来自邻道的干扰信号的。其它情况依据表 2 同样也可以推算出来。解决方法:加大频率保护间隔、减少系统交错时隙、根据扇区的覆盖余量和无线信号损耗等要求合理规划两系统 Node B 间的距离、两个系统相邻两个站间的定向天线最好方向一致等。至于 TD-SCDMA 系统与其他系统之间的干扰,只要设置好频率间隔,发生的几率较小。当然,TD-SCDM 也受到网外的直放站、放大器等其他射频设备带来的干扰,这需要运营商在网络优化中不断检查、排查,可以减少他们的影响。6、结束语、结束语目前在 TD-SCDMA 系统设备不成熟、技术人员比较少、缺少经验的情况下,对 TD-SCDMA 网络进行规划、优化和维护,既可参阅其他系统的优化方式,但又不能全盘参考。而干扰分析是网络优化中不可少的,对 TD-SCDMA 系统的干扰分析也是如此。像同步干扰问题、设备互调干扰问题以及外部射频放大器等干扰,可以参考其他系统的优化方式,但对于像系统共存问题、时隙问题等就需要了解相关知识才可以解决。无论是那种干扰,只要我们了解其干扰原理,在网络优化中才可以有的放矢,从而提高网络运营质量。

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