淺談TD-SCDMA系統(tǒng)干擾問題

摘要　TD-SCDMA系統(tǒng)雖然采用了多項核心技術，克服了許多其他制式系統(tǒng)無法克服的干擾，例如符號間干擾和多址干擾，但其本身也有一些缺點，如系統(tǒng)內(nèi)部干擾復雜、時隙業(yè)務動態(tài)分配出現(xiàn)交叉時隙干擾等。本文就TD-SCDMA系統(tǒng)內(nèi)、外兩部分干擾進行分析。

1、序言

TD-SCDMA（時分同步碼分多址，Time Division Synchronous Code Division Multiple Access）是我國提出來的通信標準，在物理層核心技術上擁有自主知識產(chǎn)權。目前在多個大型城市建立實驗網(wǎng)，實驗結(jié)果優(yōu)勢突出。但由于自身的特點也存在一定的問題，例如不同制式系統(tǒng)的鄰頻干擾、時隙干擾等問題，有些系統(tǒng)自身可以克服的，如多址干擾，但有些如與PHS系統(tǒng)共存問題，就需要在網(wǎng)絡規(guī)劃、優(yōu)化中根據(jù)實際情況采用不同方法解決。無論哪種制式系統(tǒng)，干擾一定存在，只是干擾類型不同而已，本文就有別于其他系統(tǒng)干擾問題進行分析，以提高該系統(tǒng)運營質(zhì)量。

2、TD-SCDMA系統(tǒng)內(nèi)干擾

TD-SCDMA系統(tǒng)的業(yè)務時隙可根據(jù)業(yè)務的需要動態(tài)分配，這樣就有可能在轉(zhuǎn)換點處出現(xiàn)干擾，同時系統(tǒng)的組網(wǎng)方式也有別于其他系統(tǒng)等等這些因素，會給TD-SCDMA系統(tǒng)內(nèi)的干擾有別于其他系統(tǒng)。具體分析如下：

2.1　交叉時隙干擾

TD-SCDMA系統(tǒng)的業(yè)務時隙是動態(tài)分配的，當這種方式出現(xiàn)在相鄰小區(qū)之間或同小區(qū)頻率間的上下行轉(zhuǎn)換點不一致時就可能產(chǎn)生干擾。如當?shù)谝粋�小區(qū)使用一個時隙傳輸上行鏈路信息，而第二個相鄰小區(qū)使用該時隙傳輸下行鏈路信息，則這兩個小區(qū)之間存在干擾。另外基站之間幀信號不同步時，也會出現(xiàn)這種干擾，如圖1。

圖1　幀同步偏差

對于交叉時隙干擾，目前有多種解決方案，例如在不同切換點的小區(qū)之間設置一個交叉時隙隔離帶，在交叉時隙中不傳輸數(shù)據(jù)2；以交叉時隙的2個基站為圓心，應用導頻信號確定的2個圓形區(qū)域作為交叉時隙用戶所在區(qū)域3；還可以調(diào)整上下行時隙比例等。當然，同步引起的干擾，需要讓系統(tǒng)恢復同步狀態(tài)，這在其他系統(tǒng)同步干擾優(yōu)化中也積累了豐富的經(jīng)驗。

3、頻率規(guī)劃和組網(wǎng)方式不同引起的干擾

在TD-SCDMA系統(tǒng)中，主要是多載波異頻網(wǎng)絡和同頻網(wǎng)絡。其中單頻點多載波技術組網(wǎng)干擾比較大（單頻點即一個頻點一個小區(qū)，每個頻點都有自己的公共信道），由于公共信道不進行波束賦形，不能消除干擾而帶來基站間公共信道干擾。如果使用多頻點多載波技術就可以克服這類干擾了。前者頻譜利用率比較低，在建網(wǎng)初期可能較多采用；后者干擾大，由于TD-SCDMA系統(tǒng)目前還不能實現(xiàn)相鄰小區(qū)的聯(lián)合檢測，對于同頻網(wǎng)絡，當兩個相鄰小區(qū)智能天線波束方向都指向同一個區(qū)域，就可能引起鄰小區(qū)干擾。

解決方法：在碼道規(guī)劃時，盡量不要使用滿碼道，同時也要合理規(guī)劃擾碼和優(yōu)化天線。

4、傳播時延帶來的干擾

在3GPP25.928中就規(guī)定如果最大傳輸距離Rmax

＞ct/2=11.25 km（t=75μs，c為光速），會出現(xiàn)終端上行UpPTS信道干擾附近其它終端下行DwPTS信道。Rmax計算可根據(jù)鏈路平衡原理和相關的傳播模型估到最大覆蓋距離。表1是在不同環(huán)境下的最大覆蓋距離估計值。

表1　最大覆蓋距離估計值（表1來自文獻1）

從表1中可以看到，時延干擾會出現(xiàn)在農(nóng)村，但干擾影響較小，由于該地域業(yè)務少，況且也不是UpPTS和DwPTS在每幀中都進行發(fā)送和接收的。時延干擾可以對直放站等放大設備的優(yōu)化提供一種參考。

TD-SCDMA系統(tǒng)是一個同步系統(tǒng)，當然對同步要求很高，如果失去同步必然帶來干擾，同時像設備引起的互調(diào)干擾、雜散干擾等，需提高設備的性能可減少其影響。

5、TD-SCDMA系統(tǒng)外的干擾

在目前的通信網(wǎng)中，出現(xiàn)多種制式系統(tǒng)共存，且互相影響。其中影響最大的就是PHS系統(tǒng)對TD-SCDMA系統(tǒng)和不同運營商間的TD-SCDMA系統(tǒng)。在分析問題之前，先了解相關術語。

MCL：最小允許耦合損耗；

ACS：鄰道選擇性；

ACLR：鄰道泄漏功率=發(fā)射功率/落到相鄰頻道功率；

ACIR：鄰頻道干擾功率比；

Pinband：帶內(nèi)干擾信號功率；

Pn：底部噪聲；

ROT：被干擾系統(tǒng)按靈敏度的惡化量；

CL：干擾功率經(jīng)過耦合損耗；

KTW：熱噪聲功率；

NF：為接收機噪聲系數(shù)；

Ptx：Node B發(fā)射功率；

公式一：MCL=干擾源輸出功率-衰減-允許的干擾電平=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系統(tǒng)共存帶來的干擾4、5

目前PHS的工作頻率為1 900～1 915 MHz，TD-SCDMA的工作頻率為2 010～2 025 MHz。從實際情況來看，鄰頻干擾影響很小，主要來至于兩系統(tǒng)基站間的雜散、互調(diào)、阻塞等干擾。本文以雜散干擾為例分析，雜散干擾是由于干擾源濾波特性不能滿足技術要求，使干擾源的帶外信號以噪聲的形式出現(xiàn)在相鄰頻段內(nèi)，抬高被干擾基站的噪聲基底，導致接收機靈敏度降低，上行鏈路性能變差。在計算兩系統(tǒng)基站間的隔離度之前，先熟悉以下幾個指標。

公式二：P1=P2+10log（Wa/Wb），其中P1是雜散電平（帶寬轉(zhuǎn)換后），P2是干擾系統(tǒng)在被干擾系統(tǒng)工作頻段上的雜散干擾電平，Wa為干擾電平的可測帶寬，Wb為被干擾系統(tǒng)的信道帶寬。

公式三：I1=I2-E-10log（Wa/Wb），其中I1為被干擾基站天線連接處接收到的干擾電平，I2為干擾基站天線連接處輸出的雜散輻射電平，E為天線隔離度。

在STD-28v 5.1版標準中規(guī)定PHS基站的雜散在1 884.5～1919.6 MHz以內(nèi)，平均帶內(nèi)功率小于794 nW/MHz（-31 dBm／MHz）.表2是TD-SCDMA和PHS系統(tǒng)接收設備允許的雜散干擾電平。

表2　TD-SCDMA和PHS系統(tǒng)接收設備允許的雜散干擾電平

由公式一、二、三及表2，可以算得表3數(shù)據(jù)。

表3　兩系統(tǒng)基站間對隔離度的要求和MCL情況

該問題的研究對于PHS和TD-SCDMA系統(tǒng)在室內(nèi)分布系統(tǒng)中共存的規(guī)劃、優(yōu)化具有很高的參考價值。若需要共統(tǒng)一套分布系統(tǒng)，則需要考慮設備性能、增加隔離度、安裝濾波器等措施來減少雜散、互調(diào)和阻塞干擾等。

5.2　兩套TD-SCDMA系統(tǒng)間的干擾

TD-SCDMA系統(tǒng)之間的干擾，主要有兩個方面，一是同一運營商的TD-SCDMA系統(tǒng)內(nèi)的干擾，主要發(fā)生在Node B和UE之間；二是不同運營商的TD-SCDMA系統(tǒng)間的干擾，主要發(fā)生在Node B與UE，UE和UE，Node B與Node B之間的干擾。對于兩套TD-SCDMA系統(tǒng)，3GPP TR25.9456中對ACS、ACLR、ACIR有規(guī)定，如表4。

表4　ACS、ACLR、ACIR之間的關系

根據(jù)表4，如果NF=9 dB，Ptx=34 dB，ROT=3 dB，由公式一可以算得Node B對UE的MCL=105.8 dB（同步系統(tǒng)）。這意味存在耦合損耗小于105.8 dB的區(qū)域，UE收到的有用信號是不能克服來自鄰道的干擾信號的。其它情況依據(jù)表2同樣也可以推算出來。

解決方法：加大頻率保護間隔、減少系統(tǒng)交錯時隙、根據(jù)扇區(qū)的覆蓋余量和無線信號損耗等要求合理規(guī)劃兩系統(tǒng)Node B間的距離、兩個系統(tǒng)相鄰兩個站間的定向天線最好方向一致等。

至于TD-SCDMA系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的干擾，只要設置好頻率間隔，發(fā)生的幾率較小。當然，TD-SCDM也受到網(wǎng)外的直放站、放大器等其他射頻設備帶來的干擾，這需要運營商在網(wǎng)絡優(yōu)化中不斷檢查、排查，可以減少他們的影響。

6、結(jié)束語

目前在TD-SCDMA系統(tǒng)設備不成熟、技術人員比較少、缺少經(jīng)驗的情況下，對TD-SCDMA網(wǎng)絡進行規(guī)劃、優(yōu)化和維護，既可參閱其他系統(tǒng)的優(yōu)化方式，但又不能全盤參考。而干擾分析是網(wǎng)絡優(yōu)化中不可少的，對TD-SCDMA系統(tǒng)的干擾分析也是如此。像同步干擾問題、設備互調(diào)干擾問題以及外部射頻放大器等干擾，可以參考其他系統(tǒng)的優(yōu)化方式，但對于像系統(tǒng)共存問題、時隙問題等就需要了解相關知識才可以解決。無論是那種干擾，只要我們了解其干擾原理，在網(wǎng)絡優(yōu)化中才可以有的放矢，從而提高網(wǎng)絡運營質(zhì)量。

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