TDDLTE干擾分析原理及檢測

TDDLTE干擾分析原理及檢測2023/3/27當(dāng)前1頁，總共38頁。第1章干擾基礎(chǔ)知識第2章干擾分析基本原理第3章干擾的發(fā)現(xiàn)和解決第4章主要干擾分析結(jié)論P(yáng)age2當(dāng)前2頁，總共38頁。干擾分類干擾是影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，對通話質(zhì)量、掉話、切換、擁塞以及網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量等均有顯著影響。研究干擾的目的：保證各系統(tǒng)間不產(chǎn)生相互干擾，可以正常運(yùn)行。方式一：頻率帶內(nèi)干擾帶內(nèi)干擾指干擾信號本身落入到接收系統(tǒng)帶內(nèi)的干擾，如雜散干擾就是帶內(nèi)干擾，這是一種非常常見的干擾；帶外干擾干擾信號本身在接收頻帶以外，但是由于接收機(jī)的非理想特性，會(huì)接收帶外信號，從而導(dǎo)致產(chǎn)生阻塞或互調(diào)等干擾。消除帶外干擾需要在接收端加濾波器，或調(diào)整天線方位角下傾角等手段。當(dāng)前3頁，總共38頁。干擾分類方式三：來源內(nèi)部干擾內(nèi)部干擾指從基站到天饋天線這一段產(chǎn)生的干擾，如由于發(fā)射機(jī)出現(xiàn)問題而導(dǎo)致發(fā)射信號干擾接收帶外部干擾指接收天線從外部接收到的干擾。方式四：系統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)，如GSM其它系統(tǒng)：如電視頻臺、對講機(jī)、微波爐方式二：網(wǎng)元基站與基站間干擾：雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)干擾基站與終端間干擾：ACLR（AdjacentChannelLeakageRatio）、ACS（AdjacentChannelSelectivity）……當(dāng)前4頁，總共38頁。概念簡介雜散由于發(fā)射濾波器的不理想，發(fā)射機(jī)帶外的泄漏、諧波發(fā)射、寄生發(fā)射、互調(diào)產(chǎn)物、以及變頻產(chǎn)物落入到其它系統(tǒng)帶內(nèi)，引起其它系統(tǒng)底噪抬升，從而引起靈敏度惡化的一種干擾。需要在干擾系統(tǒng)上安裝濾波器抑制雜散干擾。當(dāng)前5頁，總共38頁。概念簡介阻塞由于接收濾波器的不理想，接收濾波器并不會(huì)完全抑制掉帶外信號，所以會(huì)接收到一定強(qiáng)度的帶外信號，如果帶外信號足夠強(qiáng)，則接收濾波器將會(huì)接收到足夠強(qiáng)的帶外信號，從而引起干擾。阻塞干擾與接收機(jī)特性有關(guān)，需要在被干擾系統(tǒng)上安裝濾波器抑制阻塞干擾。當(dāng)前6頁，總共38頁。概念簡介互調(diào)互調(diào)特性也是接收機(jī)的特性之一，指接收機(jī)接收到兩個(gè)或以上具有特定頻率的強(qiáng)信號時(shí)產(chǎn)生組合頻率產(chǎn)物而引起的干擾。f1f2InterferedsignalinterferingsignalIM32f2-f12f1-f2當(dāng)前7頁，總共38頁。概念簡介ACLR（AdjacentchannelLeakageRatio）發(fā)射信號在本信道功率與泄漏到鄰信道功率的比值當(dāng)前8頁，總共38頁。概念簡介ACS（AdjacentChannelSelectivity）接收濾波器在指定信道上的衰減與在鄰道上的衰減的比值。接收濾波器形狀帶內(nèi)平均衰減：AdB接收濾波器對鄰道平均抑制BdBdB表示的ACS：A－B當(dāng)前9頁，總共38頁。概念簡介ACS真正的干擾功率（相當(dāng)于落入帶內(nèi)的干擾強(qiáng)度）接收濾波器（AdB鄰道衰減）工作頻點(diǎn)相鄰載波工作頻點(diǎn)相鄰載波接收的干擾：干擾信號總功率—ACS當(dāng)前10頁，總共38頁。概念簡介ACIRACS和ACLR一般都是共同起作用，用ACIR表示以數(shù)值表示時(shí)，由于鄰道泄漏導(dǎo)致的干擾為：干擾功率/ACLR，由于鄰道選擇性導(dǎo)致的干擾為：干擾功率/ACS，所以總的干擾為：干擾功率/ACLR+干擾功率/ACS.所以ACIR（AdjacentChannelInterferenceRatio）與ACS及ACLR間存在以下式子：當(dāng)前11頁，總共38頁。概念簡介保護(hù)帶保護(hù)帶/Offset/RBW干擾底噪分析系統(tǒng)接收帶寬：BW（MHZ）接收機(jī)噪聲系數(shù)：NF（dB）底噪（Noise）＝-174+10*log（BW*10^6)+NF注：物理公式：熱噪聲＝KTF×BW，其中K：波耳茲曼常數(shù)1.38×10^(-23)焦耳/開，T：開氏溫度，室溫290K，F(xiàn)：接收機(jī)噪聲系數(shù)，BW帶寬。得到底噪為－174dBm/Hz，也就是10*LOG（KT）＋10LOG（NF*BW）＝－174dBm/Hz＋10LOG（NF*BW）

當(dāng)前12頁，總共38頁。第1章干擾基礎(chǔ)知識第2章干擾分析基本原理第3章干擾的發(fā)現(xiàn)和解決第4章主要干擾分析結(jié)論P(yáng)age13當(dāng)前13頁，總共38頁。干擾分析基本原理干擾影響干擾是影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，其中最直接的影響是靈敏度的降低，從而導(dǎo)致的覆蓋半徑的下降。靈敏度下降與覆蓋半徑下降間的關(guān)系（按照經(jīng)典的傳播模型Okumura-Hata計(jì)算，基站天線高度30米）。靈敏度惡化（dB)覆蓋半徑下降覆蓋面積下降0.43%5%16.37%12.33%212.33%23.14%317.91%32.61%528.03%48.21%1048.21%73.17%共站時(shí)靈敏度惡化1dB不共站時(shí)靈敏度惡化3dB當(dāng)前14頁，總共38頁。干擾分析基本原理干擾評估標(biāo)準(zhǔn)不同干擾電平情況下造成系統(tǒng)接收底噪抬高的具體電平：

＝－（dB）底噪抬升R(dB)03.0-12.5-22.1-31.8-41.5-51.2-61.0-70.8-80.6-90.5-100.4靈敏度=SINR+底噪當(dāng)前15頁，總共38頁。干擾分析基本原理1.基站間干擾基站間干擾分析基站間干擾，具有最基本的特性是一個(gè)系統(tǒng)的下行頻率與另外一個(gè)系統(tǒng)的上行頻率非常接近，保護(hù)帶很??；干擾類型：雜散阻塞互調(diào)當(dāng)前16頁，總共38頁。干擾分析基本原理1.基站間干擾通信系統(tǒng)的一般實(shí)現(xiàn)如下圖：發(fā)射濾波器發(fā)射放大器接收濾波器接收單元接收機(jī)發(fā)射單元ABCD干擾系統(tǒng)被干擾系統(tǒng)發(fā)射天線接收天線對于基站與基站間的干擾，由于基站間的相對位置是固定的，天線的方位角，下傾角等都是確定的，顯然這是一種點(diǎn)對點(diǎn)的干擾，對于這種干擾，我們可以使用確定性的分析方法進(jìn)行分析，即從干擾源的功率出發(fā)，減去中間的一切損耗，可以計(jì)算出被干擾基站的接收到的干擾當(dāng)前17頁，總共38頁。干擾分析基本原理1.基站間干擾基站間干擾分析計(jì)算雜散：[被干擾系統(tǒng)允許接收雜散功率]＝[干擾系統(tǒng)雜散功率]－[天線隔離度]即：[天線隔離度]＝[干擾系統(tǒng)雜散功率]－[被干擾系統(tǒng)允許接收雜散功率]阻塞：[被干擾系統(tǒng)允許接收阻塞功率]＝[干擾系統(tǒng)發(fā)射功率]－[天線隔離度]即：[天線隔離度]＝[干擾系統(tǒng)發(fā)射功率]－[被干擾系統(tǒng)允許接收阻塞功率]互調(diào)：[被干擾系統(tǒng)允許接收互調(diào)功率]＝[干擾系統(tǒng)發(fā)射功率]－[天線隔離度]即：[天線隔離度]＝[干擾系統(tǒng)發(fā)射功率]－[被干擾系統(tǒng)允許接收互調(diào)功率]當(dāng)前18頁，總共38頁。干擾分析基本原理2.終端間干擾固定終端間的干擾分析方法與基站間干擾分析方法類似；移動(dòng)終端間的干擾需要仿真來評估；終端和終端間的干擾是不可避免的，只是終端間的干擾比基站間的干擾影響小，并且這種干擾事件是不確定的。而且只影響一小部分用戶，且對于移動(dòng)用戶，影響是臨時(shí)的；實(shí)際終端間如果有遮擋，干擾影響更小。當(dāng)前19頁，總共38頁。干擾分析基本原理3.基站終端間干擾基站、終端間干擾分析基站終端間干擾，具有最基本的特性是一個(gè)系統(tǒng)的上行頻率（下行頻率）與另外一個(gè)系統(tǒng)的上行頻率（下行頻率）非常接近，保護(hù)帶很小。指標(biāo)：ACS、ACLR當(dāng)前20頁，總共38頁。干擾分析基本原理3.基站終端間干擾場景假設(shè)：共站、不共站A系統(tǒng)B系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)A網(wǎng)絡(luò)B對于基站與終端間的干擾（同頻段鄰頻干擾），由于終端的位置的不固定性，業(yè)務(wù)類型的多樣化，終端類型的多樣性及與調(diào)度等密切相關(guān)，無法通過理論分析的方法得到準(zhǔn)確的結(jié)果。在基站與終端間干擾分析中，理論分析僅作為一個(gè)輔助的分析方法（點(diǎn)的分析），如分析是否存在死區(qū)，能夠保證的邊緣用戶速率，共站時(shí)覆蓋的變化等，仿真分析則是面的分析，模擬終端的不同行為，從而得到與實(shí)際情況下相符合的結(jié)果。當(dāng)前21頁，總共38頁。干擾分析基本原理3.基站終端間干擾覆蓋分析：理論分析干擾對覆蓋的影響（單點(diǎn)分析）影響ACIR鄰頻干擾大小接收機(jī)底噪抬升量覆蓋收縮量容量分析：仿真分析干擾對系統(tǒng)容量的影響保護(hù)帶分析方法分析ACIR與覆蓋收縮的關(guān)系，通過理論計(jì)算的方式得出；分析ACIR與容量變化的關(guān)系，通過仿真分析的方式得出；得到ACIR與覆蓋收縮、容量變化的關(guān)系，求得什么樣的ACIR值是可以接受的。給出保護(hù)帶與ACIR的關(guān)系；通過ACIR與覆蓋收縮、容量變化的關(guān)系以及ACIR與保護(hù)帶的關(guān)系，將保護(hù)帶與覆蓋收縮、容量變化聯(lián)系起來，求得需要多少保護(hù)帶；結(jié)論：覆蓋收縮、容量變化多少時(shí)需要多少保護(hù)帶。當(dāng)前22頁，總共38頁。干擾分析基本原理1.基站間干擾控制手段如何解決干擾問題？LTE-TDD與TDD系統(tǒng)的共存需盡量控制同步和時(shí)隙兼容增加保護(hù)帶干擾控制策略增加天線隔離度調(diào)整產(chǎn)品規(guī)格方案優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注增加保護(hù)帶直接降低干擾頻譜利用率降低如果有額外頻率資源，優(yōu)先考慮增加保護(hù)帶增加天線間隔離度直接降低干擾受空間限制，較大的天線間隔無法做到如果安裝空間允許，安裝時(shí)考慮天線間隔盡量大，同時(shí)最好不要共站安裝濾波器可以比較徹底解決干擾問題增加額外人工與濾波器成本，同時(shí)帶來一定額外插損。具有一定保護(hù)帶情況下，安裝濾波器可以徹底解決干擾，但增加成本及帶來一定損耗。調(diào)整產(chǎn)品規(guī)格可以比較徹底解決干擾問題重新開發(fā)增加成本，產(chǎn)品規(guī)格數(shù)目增多，維護(hù)成本增加存在市場需求較大時(shí)，可以考慮調(diào)整產(chǎn)品規(guī)格以避免干擾，但會(huì)帶來額外的開發(fā)成本及維護(hù)成本。共站或近站建設(shè)增加保護(hù)帶安裝濾波器2.基站終端間干擾控制手段當(dāng)前23頁，總共38頁。干擾分析基本原理常見系統(tǒng)干擾分析典型結(jié)論GuardbandRequirementforCo-existingSystemsCo-existingSystems指標(biāo)GuardbandRequirement[MHz]LTEothersystem1.4MHzLTE3MHzLTE5MHzLTE10MHzLTE15MHzLTE20MHzLTELTE900/1800MHz+GSM900/1800MHz協(xié)議協(xié)議0.20.20.20.20.20.2產(chǎn)品協(xié)議0.20.20000LTEFDD+LTETDD(AdjacentChannel/Co-existing)協(xié)議協(xié)議555555LTEFDD+LTETDD(AdjacentChannel/Co-siting)協(xié)議協(xié)議101010101010LTEBandX+LTEBandX協(xié)議協(xié)議000000當(dāng)前24頁，總共38頁。第1章干擾基礎(chǔ)知識第2章干擾分析基本原理第3章干擾的發(fā)現(xiàn)和解決第4章主要干擾分析結(jié)論P(yáng)age25當(dāng)前25頁，總共38頁。干擾的發(fā)現(xiàn)和解決電磁背景干擾測試注意事項(xiàng)：提前準(zhǔn)備工具：數(shù)字地圖orMapinfo地圖頻譜儀orScanner帶通濾波器低噪放定向天線or全向天線GPS指南針測試車輛便攜機(jī)50歐姆匹配負(fù)載電源線及插排各種轉(zhuǎn)換接頭及連接線測試路線及點(diǎn)選擇：路測的測試路線選擇城市的主要道路；定點(diǎn)測試通常選擇到待建站點(diǎn)的天面上，要求選擇的站點(diǎn)位于城市主要覆蓋區(qū)域，測試的天線周圍比較開闊，一般高于周圍建筑物3~5米。定點(diǎn)測試根據(jù)城市的大小，通常選擇1～5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試。如果定點(diǎn)測試無法選擇待建站點(diǎn)，那么選擇的測試點(diǎn)要求高度大于30m，測試的天線周圍比較開闊，一般高于周圍建筑物3~5米。當(dāng)前26頁，總共38頁。干擾的發(fā)現(xiàn)和解決電磁背景干擾測試頻譜儀底噪獲?。涸陬l譜儀或者Scanner外接50歐姆的匹配負(fù)載，獲取頻譜儀或者scanner的測量最大值作為頻譜儀或者scanner的底噪如果沒有50歐姆的匹配負(fù)載，可在確認(rèn)無干擾的地方，直接斷開天線與帶通濾波器的連接，保持開路，獲取頻譜儀或者scanner的測量最大值作為頻譜儀或者scanner的底噪；如果已知頻譜儀或者scanner的噪聲系數(shù)（NF），則可以直接計(jì)算頻譜儀或者scanner的底噪=-174dBm/Hz+10log(RBW)+NFSpectrumanalyzerorScannerDummyload頻譜儀或者scanner底噪測試示意圖當(dāng)前27頁，總共38頁。干擾的發(fā)現(xiàn)和解決電磁背景干擾測試電磁背景干擾UL/DL測試連接示意圖如下UL/DLBandpassfilterLow-noiseamplifierOmniantennaSpectrumanalyzerorScanner下行干擾測試采用路測方法，更接近于用戶的實(shí)際情況。上行測試建議采用路測或者采用定點(diǎn)測試。如果沒有帶通濾波器，可能會(huì)因?yàn)轭l譜分析儀或掃描儀本身的動(dòng)態(tài)范圍小，而測試頻段的鄰頻有大信號，從而導(dǎo)致底噪抬升，造成對小信號測試不準(zhǔn)。如果沒有低噪放，可能對同頻段內(nèi)會(huì)造成UL靈敏度惡化超出要求，但是信號大小又超出頻譜分析儀或掃描儀本身的動(dòng)態(tài)范圍的信號測不準(zhǔn)，導(dǎo)致對該頻段范圍的干擾無法完全測試清楚進(jìn)而導(dǎo)致該部分干擾無法定位。當(dāng)前28頁，總共38頁。干擾的發(fā)現(xiàn)和解決電磁背景干擾測試路測和定點(diǎn)測試的優(yōu)缺點(diǎn)路測：優(yōu)點(diǎn)：測試簡單，數(shù)據(jù)處理方便，路測的覆蓋面廣。缺點(diǎn)：需要路測設(shè)備支持上行頻譜測試，而支持上行頻譜測試的Scanner比較少由于建筑物阻擋，測到干擾信號可能會(huì)比較弱，而實(shí)際基站卻可能發(fā)現(xiàn)有干擾。路測只能確認(rèn)路測時(shí)刻有無干擾，對非持續(xù)干擾很難發(fā)現(xiàn)。定點(diǎn)測試：選取一定數(shù)量的站點(diǎn)在建筑物的天面上進(jìn)行定點(diǎn)測試。優(yōu)點(diǎn)：天面上阻擋少，接收到干擾信號電平高，更容易發(fā)現(xiàn)干擾。缺點(diǎn)：需要獲取每個(gè)站點(diǎn)的物業(yè)準(zhǔn)入，測試時(shí)間長。當(dāng)前29頁，總共38頁。干擾的發(fā)現(xiàn)和解決電磁背景干擾評判獲得頻譜儀或者Scanner外接匹配負(fù)載后的上行或下行底噪P1;獲得頻譜儀或者Scanner外接天線后的上行或下行功率是P2；如果（P1=P2），則表示不存在外界干擾；如果（P1<P2），則表示存在外界干擾當(dāng)前30頁，總共38頁。干擾的發(fā)現(xiàn)和解決電磁背景干擾定位電磁背景干擾UL/DL干擾定位連接示意圖如下UL/DLBandpassfilterSpectrumanalyzerYagiantennaLow–noiseamplifier三點(diǎn)定位示意圖當(dāng)前31頁，總共38頁。干擾的現(xiàn)網(wǎng)分析手段M2000干擾檢測監(jiān)控M2000網(wǎng)管，系統(tǒng)信令跟蹤功能菜單中有干擾檢測監(jiān)控和回放功能，指定小區(qū)可以連續(xù)觀察載波接收功率。干擾檢測功能的輸出包括系統(tǒng)帶寬上每個(gè)RB的接收信號強(qiáng)度，全帶寬RSSI，每個(gè)天線口接收信號強(qiáng)度等內(nèi)容。正常組網(wǎng)條件下，每RB接收信號強(qiáng)度在-110dBm左右，RSSI在-90dBm左右，每天線口的接收功率在-90dBm左右。上圖是在網(wǎng)絡(luò)不同步情況下，每RB接收信號強(qiáng)度達(dá)到了-80dBm，RSSI達(dá)到了-60dBm。關(guān)閉失步基站即可恢復(fù)正常水平。由此，可以判斷故障原因是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)失步。當(dāng)前32頁，總共38頁。第1章干擾基礎(chǔ)知識第2章干擾分析基本原理第3章干擾的發(fā)現(xiàn)和解決第4章主要干擾分析結(jié)論P(yáng)age33當(dāng)前33頁，總共38頁。被干擾系統(tǒng)干擾系統(tǒng)干擾情況解決方案TDLPHS基站間雜散隔離度需要89dB，水平間距需400米以上，或垂直間距5米以上TDLDCS基站間阻塞隔離度共需要66dB，樓頂安裝水平間距大于2米，鐵塔安裝垂直大于1米EVDOTDL基站間阻塞隔離度需54dB，水平間距7米以上或垂直間距0.7米以上如果頻率間隔較小則干擾會(huì)很嚴(yán)重TDLWCDMA基站間阻塞隔離度需30dB，通過濾波器和空間隔離容易滿足WCDMATDL基站間阻塞隔離度需61dB，水平間距16米或垂直間距1.1米以上F頻段TDL與異系統(tǒng)干擾分析TDS/TDL1880MHz1920PHS190018051935EVDO20102025TDSDCSTDS/TDLWLANTDLEVDO232023702400247325702620Page34當(dāng)前34頁，總共38頁。D頻段TDL與異系統(tǒng)干擾分析

D頻段TDL與TDS干擾分析

TDL和TDS都是時(shí)分雙工系統(tǒng)，非相鄰頻段同步情況下系統(tǒng)間干擾可以忽略，此處主要考慮兩系統(tǒng)共站址非同步情況下，BS和BS之間的干擾。LTETDDTD-SCDMA雜散干擾30dB阻塞干擾41dBTD-SCDMALTETDD雜散干擾29dB阻塞干擾30dB由于兩個(gè)系統(tǒng)頻段相隔較遠(yuǎn)（不考慮鄰頻干擾，只考慮雜散和阻塞干擾），干擾隔離度要求如左表所示，最大為41dB，實(shí)際建設(shè)時(shí)可以共站，也不存在時(shí)隙交叉干擾