1.9GHz频段附近TD―LTE对WCDMA的干扰研究

【摘 要】通过对联通主要供货商的2.1GHz WCDMA RRU设备进行阻塞指标测试和干扰测试，验证了1.9GHz TD-LTE确实对2.1GHz WCDMA设备存在非常严重的干扰，WCDMA设备的吞吐量损失超过95%。最后，结合联通WCDMA网络情况给出避免干扰的解决方案。

【关键词】基站间干扰 上行吞吐量损失 阻塞干扰

[Abstract] Blocking metrics and interference tests of 2.1GHz WCDMA RRU provided by China Unicom’s main vendors verified that 1.9GHz TD-LTE had severe interference with 2.1GHz WCDMA RRU. Throughput loss of WCDMA equipment exceeds 95%. A solution to mitigating interference was presented in the paper according to China Unicom’s network conditions.

[Key words]inter-BS interference uplink throughput loss blocking interference

1 引言

随着2013年底TD-LTE牌照的发放，4G网络正式进入中国。4G系统频段的规划也有了新的变化，尤其是1.9GHz频段在小灵通退出之后，很可能用于部署TD-LTE网络。在这种情况下FDD系统与TDD系统相邻，且其保护带只有5MHz。工信部为了保证2.1GHz频段FDD IMT和1.9GHz频段TDD IMT系统间的兼容共存，在2012年12月制定了新的杂散和阻塞指标来保护在1 920―1 980MHz新入网的设备不受干扰。在基站间耦合损耗（MCL）不小于50dB的前提下，将阻塞指标提高到-5dBm。但是，对于已入网的WCDMA设备还是按照2012年之前行标定义的阻塞指标进行入网，但大多都达不到工信部的新要求。因此，必然会带来2.1GHz WCDMA在网设备被1.9GHz TD-LTE阻塞的情况。本文将重点分析联通已入网设备受到TD-LTE干扰的程度，并寻求可行的解决方案。

2 理论分析

根据图1所示的频段关系，如果未来1 900―

1 915MHz频段使用TD-LTE系统，将存在TD-LTE基站发射干扰WCDMA基站接收的场景。其中可以将干扰划分为杂散干扰和阻塞干扰这2种类型。

工信部要求在耦合损耗不小于50dB的前提下，1 920―1 980MHz频段杂散功率应小于-65dBm/MHz，因此不会产生杂散干扰。TD-LTE属于新入网设备，必须满足工信部的杂散要求才能入网，因此干扰的类型主要是阻塞干扰。

按照3GPP和CCSA标准的要求，WCDMA基站设备在1 900―1 920MHz频段的阻塞功率为-40dBm。一般TD-LTE的发射功率为46dBm，经过50dB的损耗到达WCDMA基站的功率为-4dBm，远远大于其能够抵抗的-40dBm的功率，因此会产生TD-LTE对WCDMA的阻塞干扰。由于供应商制造的设备阻塞性能都要高于3GPP和CCSA的标准要求，因此接下来将对现网中的WCDMA设备进行现场测试，由此来评估实际中干扰的严重程度。

3 测试方法

3.1 射频测试方法

采用3GPP 25.141中的阻塞测试方法和测试参数。

测试方法：设置有用信号为5MHz E-UTRA信号，发射功率为-115dBm，并保持不变。改变干扰信号，找到误码率小于0.1%时的干扰信号功率值。

测试拓扑图如图2所示。

3.2 实验室测试方法

利用实验室干净的环境和真实的网络和终端设备，通过小区吞吐量变化来分析1.9GHz TD-LTE基站对WCDMA基站的干扰情况。

评估总则：如果吞吐量损失小于5%，则认为系统未受到干扰。

测试方法：基站与基站以及基站与终端之间都采用射频线相连，以避免外界对其的干扰。调整干扰频点位置和MCL，分析各种相对频点位置和MCL对干扰系统的影响。

测试拓扑图如图3所示：

4 测试结果

4.1 射频测试结果

利用射频测试方法，对联通主要的2个设备供货商的WCDMA设备进行了射频测试。

测试条件如下：干扰信号类型为5MHz E-UTRA干扰信号，中心载频位置从1 882.5MHz到1 912.5MHz，步长为5MHz。有用信号功率为-115dBm。

测试结果如表1所示：

测试结果表明2个厂家的设备都无法满足工信部最新的-5dBm的阻塞要求，而且相差很远。隔离度的计算方法如式（4）所示：

隔离度=发射功率C阻塞功率 （4）

由计算可知，基站间耦合损耗至少不小于65dB，才能保证WCDMA系统不受干扰。而65dB的耦合损耗则需要垂直隔离距离1.26m，水平隔离距离21.2m，在共站的场景下难以实现水平隔离距离。在不加保护带的情况下，只能采用垂直隔离的方式来保护WCDMA设备或者增加外置滤波器来抗阻塞。

4.2 实验室干扰测试结果

利用实验室干扰测试的方法，对联通主要的2个设备供货商的WCDMA设备进行了实验室干扰测试。

测试条件如下：干扰信号类型为20MHz TD-LTE信号，TD-LTE基站发射功率为46dBm。TD-LTE模拟加载70%，MCL从50dB开始，以2dB为步长。测试WCDMA单终端分别在近、中、远3点的上行吞吐量与发射功率的变化。

（1）厂家A实验室干扰测试结果

测试采用单终端，分别在近点、中点、远点分别进行了吞吐量的测试。从测试结果来看，在MCL小于60dB时，近点、中点、远点的终端上行吞吐量都有不同程度的损失；在MCL小于54dB时，近点、中点、远点的吞吐量损失都非常严重，达到99%；在MCL相同的情况下，近点、中点、远点的吞吐量损失相近，这是由于在远点的终端会通过增加发射功率来弥补在路损上的差距。

从厂家A的测试结果来看，在MCL为50dB、保护带为5MHz时，WCDMA扰后的吞吐量下降到80kbps左右，损失超过95%，受干扰程度非常严重。如果要保证WCDMA不受干扰，则要提高隔离度，至少增加到60dB。

（2）厂家B实验室干扰测试结果

厂家B TD-LTE干扰WCDMA的吞吐量损失对比表如表3所示：

测试采用单终端，分别在近点、中点、远点进行了吞吐量的测试。从测试结果来看，在MCL小于66dB时，近点、中点、远点的终端上行吞吐量都有不同程度的损失；在MCL小于58dB时，近点、中点、远点的吞吐量损失都非常严重，达到99%；在MCL相同的情况下，近点、中点、远点的吞吐量损失相近，这是由于在远点的终端会通过增加发射功率来弥补在路损上的差距。

厂家B的测试结果显示其干扰更严重一些。在MCL为50dB、保护带为5MHz时，WCDMA扰后的吞吐量下降到80kbps左右，损失超过95%。如果要保证WCDMA不受到干扰，则要提高隔离度，至少增加到66dB。

5 干扰结论及解决方案

综上所述可知，在不增加保护带的情况下如果在

1 900―1 915MHz频段使用TD-LTE系统，WCDMA基站受到TD-LTE的干扰会非常严重，上行吞吐量损失达到95%以上。如果要保证WCDMA基站不受到TD-LTE的干扰，则必须预留20MHz的保护带，即1 900MHz―1 920MHz用作保护带，不部署TD-LTE系统。

如果要在不增加保护带的前提下实现对WCDMA的保护，则需要65dB的隔离度。可以采用垂直隔离的方式，隔离距离要达到1.26m，或者采用在WCDMA基站上增加外置滤波器的方式，滤波器在1 900―1 915MHz的抑制度应达到40dB以上。

参考文献：

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