TD—LTE與LTE—FDD技術(shù)對比和共址干擾研究

朱欣遠(yuǎn)　陳海鵬

【摘要】 本文著重對比分析了TD-LTE 和LTE FDD 技術(shù)的不同之處和特點，對TD-LTE和LTE-FDD系統(tǒng)在相鄰頻段下共存時的干擾進(jìn)行了研究，并給出了干擾解決建議。

【關(guān)鍵詞】 LTE 干擾 隔離度

一、概述

LTE標(biāo)準(zhǔn)支持TDD和FDD兩種雙工模式，能得到更高的數(shù)據(jù)速率、更低的時延、更高的頻譜利用率和靈活性以及更高的系統(tǒng)容量。未來幾年LTE將逐漸商用，多家運營商共用天面、站址資源的情況非常普遍，兩個LTE系統(tǒng)鄰頻共存的情況較多，因此分析兩種LTE共址共存時的干擾問題非常有必要，可盡量減小共存帶來的系統(tǒng)吞吐量損失，更有效地利用頻譜資源。

二、LTE 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

LTE采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，接入網(wǎng)僅包含Node B，不再有無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）。LTE 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由核心網(wǎng)、基站和用戶設(shè)備3 部分組成。其中，EPC（Evolved Packet Core）為演進(jìn)分組核心網(wǎng)，eNodeB負(fù)責(zé)接入網(wǎng)部分，也稱E-UTRAN；UE 指用戶終端設(shè)備。

三、LTE FDD 與TD-LTE無線側(cè)基本原理對比

3.1傳輸方式

TD LTE 和LTE FDD 均選擇了基于正交頻分的多址接入方式（OFDMA）作為其上下行多址技術(shù)。TD-LTE 與FDD LTE 規(guī)定了下行采用OFDMA，上行采用SC-FDMA的多址方案，這保證了使用不同頻譜資源用戶間的正交性。表1 給出了基于LTE 傳輸?shù)牟煌瑤挼幕緟?shù)。

3.2雙工方式

1、LTE FDD系統(tǒng)。LTE FDD采用頻分雙工的工作模式，在分離的兩個對稱信道上進(jìn)行接受和發(fā)送，用保護(hù)頻段來分離上下行信道，其單方向資源在時間上是連續(xù)的。FDD一個無線幀長度為10ms，由20個時隙構(gòu)成，相鄰2個時隙組成1個子幀，子幀長度為1ms，對于FDD，在每一個10ms中，有10個子幀可以用于下行傳輸。

2、TD-LTE系統(tǒng)。TDD-LTE采用時分雙工的工作模式，上下行鏈路頻段現(xiàn)同，使用不同時隙來區(qū)分，其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源在兩個反向上進(jìn)行分配，所以基站和終端之間必須有嚴(yán)格的時間同步才能順利工作。TDD幀結(jié)構(gòu)可分為5ms周期和10ms周期兩類，可以靈活的支持不同配比的上下行業(yè)務(wù)。在5ms周期結(jié)構(gòu)中，子幀1和子幀6固定配置為特殊子幀，10ms周期結(jié)構(gòu)中，子幀1固定配置為特殊子幀。

3.3 TD-LTE和LTE FDD方式的對比

TDD 系統(tǒng)與FDD 系統(tǒng)相比，優(yōu)點是可以更靈活地配置具體的上下行資源比例，以更好地支持不同業(yè)務(wù)類型。例如，隨著互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)的開展，下行數(shù)據(jù)傳輸量將遠(yuǎn)大于上行的情況，如果上下行配置同樣多的資源，則很容易導(dǎo)致下行資源受限而上行資源利用率較低的情況。對于TDD 系統(tǒng)可以將支持該業(yè)務(wù)的場景配成下行子幀多于上行子幀的時隙配比關(guān)系，提高資源的利用率。

四、共址干擾分析

4.1干擾種類

1）雜散干擾。雜散干擾是指干擾設(shè)備發(fā)射的帶外信號以噪聲的形式落入被干擾系統(tǒng)接收機(jī)的接收頻帶內(nèi)，形成對有用信號的同頻干擾。

2）互調(diào)干擾?；フ{(diào)（IM）或互調(diào)失真（IMD）是指兩個以上單頻信號通過一個非線性系統(tǒng)/ 設(shè)備/ 器件時，在時域失真，在頻域產(chǎn)生的一系列基本頻率分量的組合。

3）阻塞干擾。阻塞干擾是指被干擾系統(tǒng)接收機(jī)接收頻帶外的強(qiáng)信號，導(dǎo)致接收機(jī)過載，使鏈路中的有源器件飽和進(jìn)入非線性區(qū)，放大增益被抑制，引起的接收機(jī)飽和失真造成的干擾。

4.2分析方法

4.2.1 雜散干擾分析

根據(jù)協(xié)議查出干擾源的雜散指標(biāo)SdBm/BWm，其中BWm為指標(biāo)的測量帶寬。接收機(jī)在其接收通帶內(nèi)能夠承受的最大干擾信號強(qiáng)度門限Imax取決于多大的接收機(jī)靈敏度損失可以被接受。在干擾分析中，基站通常采用0.8dB靈敏度損失評估準(zhǔn)則。

4.3分析結(jié)果

根據(jù)雜散和抗阻塞指標(biāo)要求可以計算出LTE系統(tǒng)共址時的干擾隔離要求，見表2

TD-LTE與LTE FDD的水平隔離距離為0.5米，垂直隔離距離為0.2米。

LTE 系統(tǒng)由于使用20 MHz 頻譜帶寬，因此一般場景下需要同頻組網(wǎng)。TD-LTE 系統(tǒng)由于在不同時隙實現(xiàn)上下行通信傳輸，較LTE FDD 系統(tǒng)具有更復(fù)雜的干擾場景。通常情況，TD-LTE 為了避免這種復(fù)雜的干擾，在相鄰區(qū)域采用相同的時隙配置以降低時隙間嚴(yán)重干擾。

五、結(jié)束語

TD-LTE的D頻段和E頻段與LTE-FDD的1800MHz頻段較遠(yuǎn)，鄰頻干擾幾乎可以忽略，而TD-LTE的F頻段（1880-1900MHz）與LTE-FDD（1755-1785/1850-1880MHz）共存時，當(dāng)TD-LTE頻帶與LTE-FDD下行頻帶相鄰于1880MHz時，目前LTE系統(tǒng)的射頻指標(biāo)基本可以滿足共存要求。而對于其他干擾場景，也可以通過小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)、增加天線隔離度、外接濾波器等方法來減小系統(tǒng)間干擾。