WLAN 与TD―LTE 系统间干扰分析
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【摘要】 当今频段资源已成为移动通信各大运营商相当稀缺的资源， 各制式的通信系统之间的频率间隔变得很小， 相邻频段的通信系统相互间容易形成杂散干扰和阻塞干扰。共同工作于2.4GHz频段的TD-LT E与wlan系统，如果没有对相互间产生的杂散干扰和阻塞干扰进行控制，对彼此的通信质量有较大的影响，本文通过分析WLAN带外干扰对td-lte的影响，研究如何控制WLAN干扰值以保证TD-LTE系统的正常运行。
1 引言
由于通信系统的接收机和发射机的滤波性能的非理想性，工作于ISM频段的WLAN设备的带外泄漏信号会对TD-LTE系统造成一定程度的干扰，从而影响TD-LTE系统的正常运行及通信质量，需要采取措施对WLAN对TD-LTE的干扰进行控制或规避。
2 WLAN与TD-LTE系统间干扰分析
系统间干扰可以分为四种：邻频干扰、杂散辐射、互调干扰和阻塞干扰。邻频干扰是发射机的邻道泄漏和接收机邻道选择性性能的局限造成的，在实际应用中，不同系统分配邻频的情况少见。杂散辐射是由于发射机器件的非线性，会在其工作频带以外范围产生辐射信号分量，这些干扰信号落在扰系统接收机的工作带内时，抬高了接收机的噪底，减低了接收灵敏度。互调干扰主要是由接收机的非线性引起的，后果也是抬高噪底，降低接收灵敏度。阻塞干扰由于干扰信号过强，超出了接收机的线性范围，最终导致接收机饱和而无法工作。当WLAN设备是干扰源时，产生的辐射主要有阻塞干扰和杂散辐射，因此，本文主要分析阻塞干扰和杂散辐射。TD-LTE和WLAN都是TDD工作方式且不同步，干扰场景可以分为四种：（1）TD-LTE与WLAN系统基站间的互干扰；（2）TD-LTE基站和WLAN终端间的互干扰；（3）TD-LTE终端和WLAN基站间的互干扰；（4）TD-LTE终端和WLAN终端间的互干扰。在对两种系统进行频率规划时，通常用最小耦合损耗（Minimum Coupling Loss，简称MCL）来表示系统间的隔离度。MCL是指发收基站之间的路径损耗，包括馈线损耗和天线增益。
2.1 WLAN的杂散干扰
考虑LTE基站灵敏度恶化0.4dB，则干扰信号需低于底噪10dB。热噪声：-174+10*lg1000000=-114dBm/1MHz，基站噪声系数：3dB，底噪：-114+3=-111dBm/1MHz，则LTE基站可接受的干扰电平为-111-10=-121dBm/1MHz。WLAN基站协议（802.11b）定义的功率谱密度模板如图1所示，其对带外30M的抑制为40dB，则可计算其带外30M的发射杂散水平为：27-10*log22-40=-26dBm/1MHz。 需要的杂散隔离度为：-26-（-121）=95dB
2.2 LTE基站的抗阻塞能力
根据LTE SE 提供的数据，LTE 基站能够容忍的带外20M 阻塞信号强度：-40dBm，则需要的阻塞隔离度为：27-（-40）=67dB。
2.3 两系统天线之间的隔离度
根据现场勘测，两个系统可能的最恶劣场景如图2所示，按照电磁波自由空间传播计算隔离度为：
3 仿真平台设计
目前，无线通信系统间干扰共存问题研究主要应用确定性分析方法和蒙特卡罗静态仿真方法。确定性分析方法简单高效，通过计算得出两个系统共存所需的隔离度，但由于在研究共存问题时一般选取干扰最为严重的链路，故该种方法所得出的结果与实际情况相差较大。而蒙特卡罗静态仿真方法则是通过复杂而精确地迭代仿真出系统间干扰共存时的相关统计数据。蒙特卡罗静态仿真方法是系统共存问题中应用最广泛并且是行之有效的经典研究方法，故本文采用该种方法研究WLAN与TD-LTE共存干扰问题。
3.1 仿真参数
TD-LTE系统支持多种带宽，根据TS36.104和3GPP TS36.101得到TD-LTE的主要仿真参数，如表1所示。WLAN具有安装便捷、故障定位容易和易于调整等优点，普遍应用于大楼之间、医疗、企业、展会会场等场合。针对WLAN的不同应用环境，系统具有不同参数，表2给出了室内和室外两种情况下的仿真参数。
3.2 仿真场景
TD-LTE与WLAN共存干扰研究场景分为室内和室外两种情况。参考UMTS30.03中提到的室内测试环境，WLAN室内仿真环境如图1所示，室内楼层共三层，每层3m，房间的规格为10m×10m，走廊的规格是100m×5m。TD-LTE的扰接收机在中间层随机选取。室外情况采用Manhattan结构，接入点的天线高10m，采用全向天线，基站天线高1.5m，仿真的区域面积是7平方公里，街区的规格是200mX200m。
4 结论与建议
通过上面4种场景的仿真结果，可知TD-LTE与WLAN邻频共存时，WLAN的带外辐射会对TD-LTE造成很大干扰，严重影响系统的吞吐量。加大两种系统的频率间隔，也就减小了WALN设备落入TD-LTE接收机的杂散辐射值，进而可以实现两种系统能共存组网的目的。通常，WLAN设备在ISM频段工作，频率相对灵活，所以在规划网络时可以将TD-LTE的工作频段定为小于2370MHz。综上所述，WLA N设备的带外功率限值建议取为- 6 0d B m（9MHz），同时，也应该加严TD-LTE基站和终端在2.4G的阻塞和杂散指标。
参考文献
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