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标题: 移动通信系统FDD/TDD之间频率干扰研究(下) [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-11 22:38
标题: 移动通信系统FDD/TDD之间频率干扰研究(下)
2.2.3.2.3 小结

　　以上讨论了智能天线情况下，TD-SCDMA基站对WCDMA基站的干扰情况，可见即使在智能天线的情况下，也不能减轻TD-SCDMA基站对WCDMA基站干扰，这主要由于智能天线的使用，大大提高了TD-SCDMA的系统容量。

2.3 结论

　　本节重点讨论了TD-SCDMA系统和WCDMA系统的干扰互存问题，由于TD-SCDMA系统是一种时分系统，在同一个载频下有时处于上行链路发送，有时则处于下行链路通信状态，所以对TD-SCDMA系统和WCDMA的干扰必须分TD-SCDMA处于上行链路还是处于下行链路两种状态进行分析。

　　当TD-SCDMA系统处于上行链路通信状态时，TD-SCDMA UE不会对WCDMA BS产生干扰。

　　当TD-SCDMA系统处于下行链路通信状态时，TD-SCDMA BS对WCDMA BS的干扰对于两个频率相邻的系统来说是无法避免和克服的，只能采取有效的方法使得这种干扰尽量小。

　　当TD-SCDMA系统采用了智能天线技术后，由于TD-SCDMA系统的容量明显提高，使TD-SCDMA基站对WCDMA基站的干扰有所增加，但增加有限。

　　当增加频率间隔时，可以减少系统间的干扰，不同频率间隔时所需的附加衰减见表8、表9（表中假设ACLR每信道衰减5dB，ACS每信道衰减10dB）。

　　CDMA2000 1x系统与TD-SCDMA系统之间的干扰分析

　　具体频率配置如图1所示,当cdma2000 1x系统的载波与TD-SCDMA系统的载波相邻时，其载波中心频率间的间隔至少为:

　　载波间隔 = 1/2*(TD-SCDMA载波1.6 MHz)

　　+ 0.825 MHz+1/2*(cdma2000 1x

　　载波1.25 MHz)=2.25 MHz

　　TD-SCDMA载波与cdma2000 1x载波之间已有0.825 MHz的保护带。当使用频率为1920 MHz时，只会发生CDMA2000移动台干扰TD-SCDMA基站和移动台以及TD-SCDMA基站和移动台干扰WCDMA2000基站。

4.1 CDMA2000移动台对TD-SCDMA系统的干扰

4.1.1 ACIR的确定

4.1.1.1 cdma2000 1x移动台的ACLR

　　由cdma2000 1x移动台频谱发射掩模，可计算出cdma2000 1x移动台的邻道泄漏功率ACLR。

　　所需其余载波间隔处的ACLR值通过线性插值得到。

4.1.1.2 TD-SCDMA移动台的ACS

　　前已计算TD-SCDMA UE的ACS在频率间隔为1.6 MHz和3.2 MHz时其值分别为33 dB和43 dB。所需其余载波间隔处的ACLR值通过线性插值得到。

4.1.1.3 TD-SCDMA 基站ACS的确定

　　前已计算TD-SCDMA UE的ACS在频率间隔为1.6 MHz和3.2 MHz时其值分别为45 dB和60 dB。所需其余载波间隔处的ACLR值通过线性插值得到。

4.1.1.4 CDMA2000移动台对TD-SCDMA系统干扰时的ACIR

　　根据以上计算，我们可以计算出CDMA2000移动台和TD-SCDMA系统在不同频率偏置时的ACIR值，见表1。

4.1.2 全向天线时cdma2000 1x移动台对TD-SCDMA移动台和基站的干扰

　　在仿真cdma2000 1x移动台对TD-SCDMA基站和移动台的干扰时，不考虑TD-SCDMA对cdma2000 1x系统的干扰。仿真环境为Macro环境，小区半径均为577m的全向小区，对于运营商间的距离共仿真了三种情况:运营商间距离为0，288.5m（小区半径/2），577m（小区半径）。cdma2000 1x系统上行链路的用户数为单cdma2000 1x系统能够支持的满意用户数的75%，即在仿真时始终保持cdma2000 1x系统噪声升高6 dB。干扰仿真结果见图2和图3。

　　从图2和图3可以看出，当cdma 1x移动台对TD-SCDMA基站和移动台的干扰时:

　　1. TD-SCDMA系统上下行容量损失均随着ACIR值的增大而减小。

　　2. 运营商间的距离对系统性能有影响。当运营商间的距离为577m(小区半径)时运营商间的干扰最大，上行容量损失也最大。但当TD-SCDMA系统的上行链路≥30dB，下行链路≥20dB，容量损失随运营商基站距离的变化不明显。

　　3. 在小区半径为577米时，不论如何设置TD-SCDMA和cdma2000 1x基站，也不论两系统的ACIR值的大小，cdma2000 1x移动台均不会干扰TD-SCDMA移动台和基站。因此当TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作时，cdma2000 1x移动台均不会干扰TD-SCDMA移动台和基站。

4.1.3 智能天线时CDMA2000移动台对TD-SCDMA移动台和基站的干扰

　　在仿真CDMA2000移动台对TD-SCDMA基站和移动台的干扰时，不考虑TD-SCDMA对CDMA2000系统的干扰。仿真环境为Macro环境，小区半径均为577m的全向小区，对于运营商间的距离共仿真了三种情况:运营商间距离为0，288.5m（小区半径/2），577m（小区半径）。CDMA2000系统上行链路的用户数为单CDMA2000系统能够支持的满意用户数的75%，即在仿真时始终保持WCDMA系统噪声升高6dB。

4.1.3.1 智能天线时CDMA2000移动台对TD-SCDMA基站的干扰

　　仿真结果表明，当小区半径为577m时，在智能天线技术下，CDMA2000移动台对TD-SCDMA基站的干扰可以忽略，此时TD-SCDMA上行链路是资源受限。

　　但是当小区半径大于等于1500m时，存在CDMA2000移动台对TD-SCDMA基站的干扰。

　　从图4、图5可以看出，在小区半径为1500米时，只要ACIR值≥25dB时就能保证TD-SCDMA上行容量损失为5%;在小区半径为3000米时，当TD-SCDMA基站和cdma2000 1x基站间隔距离为R和R/2时，当ACIR≤40dB时cdma2000 1x移动台对TD-SCDMA基站的容量产生干扰，但共站时只要ACIR≥28dB左右，就不会产生干扰。根据表10可知，cdma2000 1x移动台对TD-SCDMA基站的ACIR为30.5dB,因此在小区半径为1500米以下时，不论TD-SCDMA基站和cdma2000 1x基站间隔距离为多少，cdma2000 1x移动台不会对TD-SCDMA基站的容量产生干扰，系统之间不需要额外的保护带。

4.1.3.2 智能天线时CDMA2000移动台对TD-SCDMA移动台的干扰

　　仿真结果表明，当ACIR>=10dB时，在智能天线技术下，cdma2000移动台对TD-SCDMA移动台的干扰可以忽略，此时TD-SCDMA下行链路仍然是资源受限。

4.1.4 结论
　　
　　从以上的仿真结果，我们可以看出:

　　1. TD-SCDMA系统处于上行链路通信状态时，TD-SCDMA基站和cdma2000 1x基站间隔距离越小越好。随着两系统基站间隔距离增加，TD-SCDMA基站容量损失增大。

　　2. 当TD-SCDMA系统处于上行链路通信状态时，在小区半径为1500米时，只要ACIR值≥25dB时就能保证TD-SCDMA基站容量损失为5%;在小区半径为3000米时，当TD-SCDMA基站和cdma2000 1x基站间隔距离为R和R/2时，当ACIR≤40dB时cdma2000 1x移动台对TD-SCDMA基站的容量产生干扰，但共站时只要ACIR≥28dB左右，就不会产生干扰。

　　3. 当TDD系统处于上行链路通信状态时，随着系统小区半径大小增加，系统容量损失增大，变化的幅度很大，对于TD-SCDMA上行链路来说，在小区半径为3000m时的容量损失与小区半径为577m时的容量损失相差近23%。

　　4. cdma2000 1x移动台不会对TD-SCDMA移动台造成有害干扰。

　　5. 当TD-SCDMA和cdma2000 1x系统的小区半径均为1500m以下时，cdma2000 1x移动台不会对TD-SCDMA基站造成干扰，但小区半径为3000m，且基站间隔距离为R和R/2时，需要ACIR为40 dB以上。

4.2 TD-SCDMA系统对CDMA2000基站的干扰研究

　　在1920 MHz频段时，只会发生TD-SCDMA基站和移动台干扰WCDMA基站的情况。

4.2.1 ACIR的确定

4.2.1.1 TD-SCDMA移动台的ACLR

　　由TD-SCDMA移动台的频谱发射掩模，可计算出TD-SCDMA移动台对CDMA2000基站干扰时的邻道泄漏功率ACLR:

　　所需其余载波间隔处的ACLR值通过线性插值得到。

4.2.1.2 TD-SCDMA基站的ACLR

　　根据3GPP TS 25.105，基站的发射功率大于34 dBm时，其带外发射将不超过表2所规定的限值。

　　由TD-SCDMA基站的频谱发射掩模，可计算出TD-SCDMA基站对CDMA2000基站干扰时的邻道泄漏功率ACLR:

　　所需其余载波间隔处的ACLR值通过线性插值得到。

4.2.1.3 cdma2000 1x基站ACS的确定

　　前述章节已计算出cdma2000 1x基站在2.5 MHz偏置时的ACS＝-55 dB@1.25 MHz。

4.2.1.4 TD-SCDMA系统对CDMA2000基站干扰时的ACIR

　　根据以上计算，我们可以计算出CDMA2000移动台和TD-SCDMA系统在不同频率偏置时的ACIR值，见表3。

4.2.2 TD-SCDMA移动台对cdma2000 1x基站的影响

4.2.2.1 全向天线时TD-SCDMA移动台对cdma2000 1x基站的影响

　　在仿真TD-SCDMA移动台对cdma2000 1x基站的干扰时，不考虑cdma2000 1x对TD-SCDMA系统的干扰。仿真环境为Macro环境，小区半径均为577m的全向小区，对于运营商间的距离共仿真了三种情况:运营商间距离为0，288.5m（小区半径/2），577m（小区半径）。TD-SCDMA系统移动台（上行链路）的用户数为单TD-SCDMA系统在95%的用户满意度时能够支持用户数的75%。干扰仿真结果见图6。

　　从图6中可以看出:

　　1. cdma2000 1x上行容量损失均随着ACIR值的增大而减小。

　　2. 运营商间的距离对系统性能的影响很大。当运营商间的距离为0即共基站时，cdma2000 1x上行容量损失最小，运营商间的干扰最小;而运营商间的距离为577m(小区半径)时运营商间的干扰最大，上行容量损失也最大。

　　3. 为了保证系统容量损失小于5%，在小区半径为577米时，基站间距小于R/2时，TD-SCDMA移动台对cdma2000 1x基站的ACIR至少应为38.5dB。当基站间距等于R时，ACIR至少应为52dB。

　　4. 当TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作时，cdma2000 1x与TD-SCDMA的载波间隔为2.25 MHz，此时TD-SCDMA移动台与cdma2000 1x基站之间的ACIR值为38.5 dB，可见TD-SCDMA与cdma2000 1x两系统在基站间隔为0、R/2时，TD-SCDMA移动台不会对于cdma2000 1x基站的接收造成干扰,但在基站间隔为R时，ACIR至少应为52 dB。

4.2.2.2 智能天线时TD-SCDMA移动台对cdma2000 1x基站的影响

4.2.2.2.1 系统容量与ACIR，系统间基站间隔距离

　　在仿真TD-SCDMA移动台对cdma2000 1x基站的干扰时，不考虑cdma2000 1x对TD-SCDMA系统的干扰。仿真环境为Macro环境，小区半径均为577m的全向小区，对于运营商间的距离共仿真了三种情况：运营商间距离为0，288.5m（小区半径/2），577m（小区半径）。TD-SCDMA系统移动台（上行链路）的用户数为单TD-SCDMA系统在95%的用户满意度时能够支持用户数的75%。

　　比较图7和图8可以看出:

　　1. cdma2000 1x上行容量损失虽然均随着ACIR值的增大而减小，但智能天线时的容量损失要小得多。

　　2. 运营商间的距离对系统性能的影响很大。全向天线和智能天线时的容量损失趋势是一致的，但干扰要小得多。

　　3. 为了保证系统容量损失小于5%，全向天线时基站间距小于R/2时，TD-SCDMA移动台对cdma2000 1x基站的ACIR至少应为38.5dB，而智能天线时的ACIR仅为25 dB。当基站间距等于R时，全向天线时的ACIR至少应为52dB，而智能天线时的ACIR仅为25dB。

　　4. 当TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作时，cdma2000 1x与TD-SCDMA的载波间隔为2.25 MHz，此时TD-SCDMA移动台与cdma2000 1x基站之间的ACIR值为38.5dB，而载智能天线时系统间的ACIR仅需25dB。因此在小区半径为577米时，TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作时，TD-SCDMA移动台不会对CDMA2000基站产生干扰。

4.2.2.2.2 系统容量与ACIR，小区半径

　　上面的结果显示了在小区半径为577米，两系统基站间隔距离分别为0，R/2和R时，cdma2000 1x的上行容量在受到TD-SCDMA移动台干扰时随ACIR的变化情况。下面的仿真结果显示了在小区半径为3000米时cdma2000 1x的上行容量在受到TD-SCDMA干扰时随ACIR的变化关系。

　　从图中可以看出，在智能天线情况下其干扰结果不同于全向天线的情况，当小区半径等于3000米时cdma2000 1x上行容量损失比小区半径小于1000米时的容量损失要小;为了保证系统容量损失小于5%，智能天线时的ACIR仅需25 dB，而不需要考虑两系统的基站布置情况。

4.2.2.2.3 小结

　　以上分析了TD-SCDMA在智能天线时，TD-SCDMA移动台对cdma2000 1x基站的影响，其结果与全向天线时的差别很大。当TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作时，全向天线时当基站间隔为0、R/2时，TD-SCDMA移动台不会对于cdma2000 1x基站的接收造成干扰,但在基站间隔为R时，ACIR至少应为52dB；当使用智能天线时，不论两系统的小区大小和基站间隔多大，TD-SCDMA移动台均不会对cdma2000 1x基站的接收造成干扰。

4.2.2.3 结论

　　从以上仿真可知，在TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作时，在智能天线情况下，TD-SCDMA移动台不会对cdma2000 1x基站的接收造成干扰。

4.2.3 TD-SCDMA基站对cdma2000 1x基站的影响

4.2.3.1 全向天线时TD-SCDMA基站对cdma2000 1x基站的影响

　　在仿真TD-SCDMA基站对cdma2000 1x基站的干扰时，不考虑WCDMA对TD-SCDMA系统的干扰。仿真环境为Macro环境，小区半径均为577m的全向小区，对于运营商间的距离共仿真了三种情况:运营商间距离为0，288.5m（小区半径/2），577m（小区半径）。TD-SCDMA系统基站（下行链路）的用户数为单TD-SCDMA系统在95%的用户满意度时能够支持的用户数。干扰仿真结果见图9。

　　从图9中可以看出:

　　1. TD-SCDMA基站干扰cdma2000 1x基站时，两系统基站间隔距离对cdma2000 1x上行容量损失影响很大。当基站间隔距离为R和R/2时的容量损失几乎一致，但基站间隔距离为0时的容量损失相差却很大。

　　2. 为了保证系统容量损失小于5%，在小区半径为577m，当两系统共基站时所需的ACIR应为80dB左右。基站间隔距离为R/2或R时，TD-SCDMA基站与cdma2000 1x基站（cdma2000 1x上行链路）的ACIR至少应为67dB左右。

　　3. 当TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作时，cdma2000 1x与TD-SCDMA的载波间隔为2.25 MHz，此时TD-SCDMA基站与cdma2000 1x基站之间的ACIR值为45.3dB，可见TD-SCDMA与WCDMA两系统在基站间隔为0、R/2和R时，TD-SCDMA基站会对于WCDMA基站的接收造成干扰。为了避免干扰，需要额外隔离或适当增加保护带宽。

4.2.3.2 智能天线时TD-SCDMA基站对cdma2000 1x基站的影响

4.2.3.2.1 系统容量与ACIR，系统间基站间隔距离

　　在仿真TD-SCDMA基站对cdma2000 1x基站的干扰时，不考虑cdma2000 1x对TD-SCDMA系统的干扰。仿真环境为Macro环境，小区半径均为577m的全向小区，对于运营商间的距离共仿真了三种情况: 运营商间距离为0，288.5m（小区半径/2），577m（小区半径）。TD-SCDMA系统基站（下行链路）的用户数为单TD-SCDMA系统在95%的用户满意度时能够支持的用户数。干扰仿真结果见图10。

　　从图10中可以看出:

　　1. 智能天线时cdma2000 1x系统上行容量损失与全向天线时的趋势相同，均随着ACIR值的增大而减小。

　　2. 运营商间的距离对系统性能的影响很大。和全向天线不同，智能天线时ACIR≥65 dB时，cdma2000 1x系统上行容量损失随运营商间的距离变化不大。

　　3. 为了保证cdma2000 1x上行容量损失小于5%，在小区半径为577m时，不论两系统基站的位置如何，ACIR至少应为65 dB以上。

　　4. 当TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作时，WCDMA与TD-SCDMA的载波间隔为2.25 MHz，TD-SCDMA基站与cdma2000 1x基站之间的ACIR值为45.3 dB，而在小区半径为577 m时，共存时的ACIR至少应为65 dB，尚需20 dB的额外衰减。

4.2.3.2.2 系统容量与ACIR，小区半径

　　上面的结果显示了在小区半径为577m，两系统基站间隔距离分别为0，R/2和R时，cdma2000 1x的容量在受到TD-SCDMA基站干扰时随ACIR的变化情况。下面的仿真结果显示了在小区半径为3000m时cdma2000 1x的容量在受到TD-SCDMA基站干扰时随ACIR的变化情况。

　　从图11中可以看出，当运营商间的距离为10m（实际为40m）即共基站时，小区半径越大，cdma2000 1x的容量损失越大;为了保证cdma2000 1x上行容量损失小于5%，共站时的ACIR至少应为75dB。

4.2.3.2.3 小结

　　以上讨论了智能天线情况下，TD-SCDMA基站对cdma2000 1x基站的干扰情况，可见在智能天线的情况下，可以减轻TD-SCDMA基站对cdma2000 1x基站的干扰，但比较有限，这主要由于智能天线的使用，大大提高了TD-SCDMA的系统容量。

4.3 结论

　　本节重点讨论了TD-SCDMA系统和cdma2000 1x系统的干扰互存问题，由于TD-SCDMA系统是一种时分系统，在同一个载频下有时处于上行链路发送，有时则处于下行链路通信状态，所以对TD-SCDMA系统和cdma2000 1x的干扰必须分TD-SCDMA处于上行链路还是处于下行链路两种状态进行分析。

　　在智能天线情况下，当TD-SCDMA系统处于上行链路通信状态时，TD-SCDMA UE不会对WCDMA BS产生干扰。

　　当TD-SCDMA系统处于下行链路通信状态时，TD-SCDMA BS对WCDMA BS的干扰对于两个频率相邻的系统来说是无法避免和克服的，只能采取有效的方法使这种干扰尽量小。

　　当TD-SCDMA系统采用了智能天线技术后，由于TD-SCDMA系统的容量明显提高，也改善了TD-SCDMA基站对cdma2000 1x基站的干扰，但改善有限。

　　为了保证TD-SCDMA系统和cdma2000 1x系统在相邻频段共存，在共基站（包括共存）时要求TD-SCDMA基站的ACLR为68 dBc，即-34 dBm/1.25 MHz，cdma2000 1x基站的ACS为68 dB或外加13 dB的滤波器。

　　当增加频率间隔时，也可以减少系统间的干扰，不同频率间隔时所需的附加衰减见表4（表中假设ACLR每信道衰减5 dB，ACS每信道衰减10 dB）。

结论和建议

　　以上仿真分析了WCDMA与TD-SCDMA之间、cdma2000 1x与TD-SCDMA之间的干扰问题。由于TD-SCDMA系统采用的TDD模式，上下行链路在一子帧中都存在，而WCDMA或cdma2000 1x系统采用的是FDD模式，如果两种系统邻频使用，则存在TD-SCDMA基站对WCDMA或cdma2000 1x基站的接收的干扰。

　　当TD-SCDMA系统处于上行链路通信状态时，此时的干扰主要是TDD UE对FDD BS的干扰以及FDD UE对TDD BS的干扰，而当TDD系统处于下行链路通信状态时，此时的干扰主要时TDD BS对FDD BS的干扰，以及FDD UE对TDD BS的干扰。

　　本仿真报告主要分成两大部分，第一部分重点研究TD-SCDMA和WCDMA之间的干扰共存问题，第二部分重点研究TD-SCDMA和CDMA2000 1x干扰共存问题。

　　通过TD-SCDMA和WCDMA之间的共存研究表明:

　　1. 当TD-SCDMA与WCDMA邻道工作且都使用全向天线时，WCDMA 移动台均不会对TD-SCDMA移动台和基站的接收造成干扰;TD-SCDMA移动台也不会对WCDMA基站的接收造成干扰;但当小区半径为577m、TD-SCDMA与WCDMA共基站时，TD-SCDMA基站与WCDMA基站（WCDMA上行链路）的ACIR至少应为78dB，需附加衰减33dB；当小区半径为3000m时ACIR至少应为90dB。当两系统基站间隔为R和R/2时，TD-SCDMA基站与WCDMA基站（WCDMA上行链路）的ACIR至少应为70dB左右。

　　2. 当TD-SCDMA与WCDMA邻道工作且使用智能天线时，WCDMA移动台对TD-SCDMA基站和移动台的干扰可以忽略（R<1500m），TD-SCDMA移动台也不会对WCDMA基站的接收造成干扰，但TD-SCDMA基站对WCDMA基站的干扰比全向天线时的干扰大，当小区半径为577m时共站时的ACIR至少应为89 dB，尚需44 dB的额外衰减;基站间隔距离为R和R/2时，ACIR至少应为74 dB，尚需29 dB的额外衰减。

　　通过TD-SCDMA和cdma2000 1x之间的共存研究表明:

　　1. 当TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作且都使用全向天线时，cdma2000 1x 移动台在小区半径1500m以下时不会对TD-SCDMA基站的接收造成干扰，但小区半径为3000m，且基站间隔距离为R和R/2时，需要ACIR为40dB以上;cdma2000 1x 移动台不会对TD-SCDMA移动台的接收造成干扰;TD-SCDMA移动台在基站间隔为0、R/2时不会对与cdma2000 1x基站的接收造成干扰,但在基站间隔为R时，ACIR至少应为52dB;TD-SCDMA基站在基站间隔为0、R/2和R时对与cdma2000 1x基站的接收造成干扰。为了避免干扰，需要额外隔离或适当增加保护带宽。

　　2. 当TD-SCDMA与cdma2000 1x邻道工作且使用智能天线时，cdma2000 1x移动台对TD-SCDMA基站和移动台的接收均无干扰，TD-SCDMA移动台也不会对cdma2000 1x基站的接收造成干扰，但是TD-SCDMA基站与cdma2000 1x基站在共站时的ACIR至少应为65dB，尚需20dB的额外衰减。

　　通过以上分析我们可知TDD和FDD系统共存的最大因素为TDD BS对FDD BS的干扰，它是两系统能够共存的最大瓶颈，可以通过增大两系统BS间的MCL、增大两系统BS和BS间的ACIR、合理设置基站间隔距离和小区半径大小等措施来减少或消除干扰;在此基础上再考虑加装滤波器或外加频率保护带等综合措施来消除干扰。

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