WCDMA与TD-SCDMA系统共存时的干扰研究

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WCDMA与TD-SCDMA系统共存时的干扰研究

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Cww.net.cn 2004年12月8日 15:36 通信世界网
陈丽燕  田铁红  宋明艳

    一、WCDMA基站和TD-SCDMA基站频率干扰介绍

    1.频率干扰原理分析

    工作于不同频率的系统产生共存干扰是由于两个系统内发射机和接收机特性的不完善造成的。干扰系统的发射机的带外辐射表现为发射机的ACLR与杂散辐射特性，被干扰系统的接收机的选择性表现为接收机的ACS与阻塞特性。这两个因素共同作用的结果可用ACIR来衡量，即，干扰系统的发射信号对邻频共存被干扰系统接收机端的干扰可通过ACIR体现。因此，为有效提高两种系统邻频共存时的系统性能，需要同时改善干扰系统的发射机的发射特性（体现为ACLR）和被干扰系统的接收机的接收特性（体现为ACS）。

    2.干扰类型

    在1920MHz频段，由于TD-SCDMA与WCDMA的上行处于邻频段，因此会存在TD-SCDMA和WCDMA的干扰问题。可能的干扰情况有：WCDMA终端干扰TD-SCDMA基站；WCDMA终端干扰TD-SCDMA终端；TD-SCDMA终端干扰WCDMA基站；TD-SCDMA基站干扰WCDMA基站。或者根据无线信号的上下行关系，将以上四种干扰情形表示为：WCDMAUL—>TD-SCDMAUL；WCDMAUL—>TD-SCDMA DL；TD-SCDMA UL—>WCDMA UL；TD-SCDMA DL—>WCDMA UL。

    3.分析方法

    根据3GPPTR25.942，干扰分析主要有两种方法：确定性计算方法和MonteCarlo仿真方法。

    (1)确定性计算方法

    当TD-SCDMA系统基站在发射信息，同时在相邻的小区中WCDMA系统基站以临近的频率接收时，就会出现基站之间的干扰。避免这种干扰的最好的方法是通过网络规划，使得基站之间有足够的耦合损耗。

    最小耦合损耗（MCL）=干扰功率―邻道衰减―邻道干扰电平

    其中：干扰功率为干扰源的发射功率；

    邻道干扰电平指落入接受频带内的干扰电平功率；

    邻道衰减指的就是邻道干扰比ACIR。

    这种方法只适于理论上估计和分析，得出的结论不太符合实际系统，但该方法简单高效，容易计算。

    (2)MonteCarlo仿真方法

    对基站和移动台的发射功率、基站的负载等情况进行仿真，得出近似真实环境下的干扰情况。该方法目前应用最广泛，也是公认的行之有效的方法，但该方法随着系统的复杂，运算量和系统资源需求会急剧增加。

    确定性计算方法主要是对两个系统基站对基站间干扰的最坏情况进行研究，采用确定性分析得到额外需要的隔离度。因此建议对研究基站与基站间、基站与终端间和终端与终端间干扰采用MonteCarlo仿真方法。

    4.仿真结果

    采用3GPPTR25.942建议的MonteCarlo仿真方法、仿真流程以宏蜂窝小区为仿真模型，两个系统的基站处于不同偏移位置关系时衡量被干扰系统的容量损失和ACIR间的关系，得出仿真结论如下。

    (1)容量与基站间隔

    ①TD-SCDMA处于上行链路通信阶段时

    TD-SCDMA系统上行容量损失受基站间隔距离的影响不大；WCDMA的上行容量损失随着基站之间偏移距离的增大而增大，ACIR25dB时，WCDMA系统容量在各种基站偏移距离情况下的损失均小于5％。

    ②TD-SCDMA处于下行链路通信阶段时

    WCDMA的上行对TD-SCDMA系统下行链路干扰很小，可以忽略不计；WCDMA上行容量损失随着两系统基站之间偏移距离的减小而增大，在各种偏移距离的情况下，若要保证WCDMA系统的上行容量损失小于5%，则要求ACIR>50dB。

    (2)容量与ACIR

    ①TD-SCDMA处于上行链路通信阶段时

    TD-SCDMA上行受到WCDMA移动台的干扰不大（ACIR>30dB）；WCDMA的上行链路容量损失受到来自TD-SCDMA移动台的干扰较小，要求ACIR>30dB则可以保证容量损失<5%。

    ②TD-SCDMA处于下行链路通信阶段时

    TD-SCDMA下行链路容量受到来自WCDMA移动台的干扰不大(ACIR>40dB)；ACIR增大，TD-SCDMABS对WCDMABS的干扰减小，相应的WCDMA上行容量损失减小。

    （3）容量与小区半径

    ①TD-SCDMA处于上行链路通信阶段时

    随着小区半径的增大，TD-SCDMA系统上行容量损失增大，但当ACIR20dB时，容量损失<5%；WCDMA的上行容量损失随着小区半径的增大而增大，当ACIR32dB时，WCDMA基站在各种小区半径情况下的容量损失均小于5％。

    ②TD-SCDMA处于下行链路通信阶段时

    TD-SCDMA下行链路容量受到来自WCDMA移动台的干扰很小，可以忽略不计；WCDMA上行容量损失随着小区半径的增大而增大，若要保证WCDMA系统的上行容量损失小于5％，则要求ACIR>65dB。

    （4）干扰结论

    ①影响TD-SCDMA和WCDMA系统共存的最大因素为TD-SCDMABS对WCDMA BS的干扰，这种干扰不能消除，只能尽量减小。

    ②当TD-SCDMA系统处于上行链路时，只要保证BS和UE间的ACIR不小于40dB，则系统容量损失可以控制。根据3GPP规范中的规定第一邻道ACIR要大于40dB，第二邻道ACIR要大于45dB，因此目前的射频指标能够满足要求。

    ③当TD-SCDMA系统处于下行链路时，保证UE和UE间的ACIR不小于40dB，则系统容量损失可以控制。

    二、WCDMA基站和TD-SCDMA基站共存的可行性分析

    为实现WCDMA与TD-SCDMA基站共存，需要针对上述TD-SCDMA与WCDMA基站共存时的干扰情况，提出减小干扰的方法。建议采用以下几种解决方案。

    1.增加天线间的耦合损失

    增加天线间的耦合损失是最经济有效的方法，比如通过适当的布置，天线间的最小耦合损失（MCL）可以从30dB提高到50~60dB而不牺牲基站位置设置的灵活性。

    2.采用共存滤波器

    采用共存滤波器是另外一种有效的方法，采用适当价格的滤波器能够提供很好的干扰抑制。滤波器经过设计，既可以用在TD-SCDMA发射/接收天线端，也可以用于WCDMA系统中来提高WCDMA系统的ACS参数。

    3．频率保护带

    使用频率保护带是另外一种降低干扰的方法，不过由于TD-SCDMA和WCDMA具有不同的信号带宽，频率保护带对于降低WCDMA带外干扰（由于有限的ACS）不是很有效。例如，5MHz的保护频带仅降低WCDMA的带外干扰5dB。事实上，尽管保护带不能降低TD-SCDMA对WCDMA的干扰，但它却降低了TD-SCDMA满足这一指标的实现要求。

    4．采用功放的线性化技术

    线性化技术已广泛用于IS－95之类的系统，它能提高TD-SCDMA的ACLR值，从而降低对WCDMA系统的干扰。

    三、结论

    通过仿真结果我们可以看出，WCDMA系统与TD-SCDMA系统在1920MHz频段处存在邻频干扰，其中TD-SCDMA的下行信号造成WCDMA上行容量损失最为严重，而其他情况的干扰造成的容量损失都较小，可以忽略不计。为减少干扰，系统需要仔细规划，并通过采取以上建议的解决方案，可实现两种系统的共存。