室内TD-LTE与WLAN系统的干扰分析

吕晨光，郭建光

（中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司，石家庄 050021）

室内TD-LTE与WLAN系统的干扰分析

吕晨光，郭建光

（中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司，石家庄 050021）

实验网TD-LTE与WLAN采用的频段较为相近，两者又均为室分系统的重要组成部分，如何高效、低成本的规避干扰逐渐成为一个热点问题。本论文从概念原理上介绍了几种常见干扰及干扰规避方法，并通过测试结果从理论到实践总结出了工程实践中规避TD-LTE与WLAN干扰的方法，并结合实践提出了实际工程建设中的共存建设要点，希望能够为实际工程建设提供参考。

TD-LTE；WLAN；干扰；杂散发射

室内分布系统作为整体无线网络的重要组成部分，合理建设室内分布系统有利于吸收话务量，提升用户整体感知。TD-LTE作为新一代无线通信技术，有着宽带宽、高速率、低时延等优点。以上优点决定了室内分布系统引入TD-LTE的重要性和必要性。对于室内分布系统引入TD-LTE，即面临多技术制式公用分布系统的挑战。经过中国移动通信集团两个阶段的TD-LTE规模试验，TD-LTE与WLAN(802.11g)存在部分干扰情况。本文以现网TD-LTE室分测试为背景，分析了WLAN(802.11g)与TD-LTE在现网中的互干扰情况，并提出了对于TD-LTE与WLAN的干扰规避措施。

1 干扰基本原理

在进行室内分布系统间的干扰分析时，主要考虑互调干扰、阻塞干扰和杂散干扰等3种情况。

互调干扰是指几个不同频率的信号通过非线性电路时，产生与有用信号频率相同或相近的频率组合，而对通信系统构成一种干扰。TD-LTE使用2 350～2 370 MHz频率，WLAN使用1、6、11三个频点，中心频率分别为2 412 MHz，2 437 MHz，2 462 MHz。WLAN的1、11两个频点的三阶互调产物为：fC=2f1-f11=2 362 MHz。其三阶互调位于TD-LTE所使用频段，需要依靠合路器进行抑制，目前较好的合路器三阶互调抑制指标在-120～-140 dBc左右，能够有效抑制互调干扰。

阻塞干扰的隔离度计算以规范规定的阻塞干扰信号指标为准，将干扰系统在天线口的发射功率与规范规定的阻塞干扰信号指标相减，即得到避免阻塞干扰所需要的隔离度。假设WLAN的发射功率为27 dBm，接收机阻塞特性小于-15 dBm，则阻塞干扰隔离度为42 dB。发射设备的发射功率降低时，所需要的隔离度相应降低。

杂散干扰是一个系统的发射频段外的杂散发射落入到另外一个系统接收频段内造成的干扰。如果干扰基站在被干扰基站接收频段内的杂散辐射很强，并且干扰基站的发送滤波器没有提供足够的带外衰减将会导致接收机噪声门限的增加，直接影响了接收灵敏度。

一般来说，三种干扰中最严重的是杂散干扰，只要杂散干扰能够避免，阻塞干扰和互调干扰一般也可以避免。通过协议计算TD-LTE与WLAN的相互杂散隔离度要求为88 dB。

2 TD-LTE与WLAN现网性能

2.1 共室分条件下TD-LTE与WLAN互干扰

TD-LTE与WLAN通过合路器合路，合路后的信号通过室内天馈系统进行发射。TD-LTE系统带宽20 MHz，WLAN802.11g设备，分别考察WLAN下行对TD-LTE上、下行的影响，以及TD-LTE下行对WLAN上、下行的影响。TD-LTE频点固定为2 360 MHz，WLAN频点采用频道1（中心频点2 412 MHz)分析干扰情况。

WLAN进行上传与下载业务，TD-LTE进行下载业务，观察共室分条件下，TD-LTE对于WLAN的上下行影响分别如图1(a)、(b)所示，图中箭头所指时刻为TD-LTE业务发起时刻。

从图1中看出共室分情况下，WLAN的上传与下载速率受LTE的影响并不大。采用同样的测试场景，测试TD-LTE的上传与下载速率受WLAN的影响不大。综合分析可以发现共室分条件下TD-LTE与WLAN的互干扰影响并不大。

图1 共室分条件下WLAN受TD-LTE干扰示意图

2.2 TD-LTE室分系统与放桩型WLAN互干扰

TD-LTE系统带宽20 MHz，WLAN802.11g设备，分别考察WLAN下行对LTE上、下行的影响，以及LTE下行对WLAN上、下行的影响。TD-LTE频点固定为2 360 MHz，WLAN频点分别采用频道1（中心频点2 412 MHz)分析干扰情况。测试系统连接示意图如图2所示。

图2 TD-LTE与WLAN独立室分连接示意图

TD-LTE与WLAN独立室分，考察两系统天线间距分别为1m、3m，不同天线间距下，两系统的相互干扰情况。

2.2.1 WLAN与TD-LTE天线间距1m

TD-LTE做下行业务，WLAN的下载与上传速率受TD-LTE的干扰影响如图3(a)、(b)所示。图中箭头所指时刻为TD-LTE下行业务开启时刻，从图中可以明显看出TD-LTE的下行业务对于天线间距1m，独立室分WLAN有较严重的影响。

同样的测试场景，WLAN做下行业务，TD-LTE的下载与上传速率受WLAN的干扰影响如图4(a)、(b)所示。图中箭头所指时刻为WLAN下行业务开启时刻，从图中可以明显看出WLAN的下行业务对于天线间距1 m的独立室分TD-LTE影响不大。

根据以上分析，在独立室分条件下，TD-LTE天线与WLAN天线间距1 m，WLAN与TD-LTE存在干扰情况，TD-LTE对WLAN的上传于下载均有部分影响，WLAN对TD-LTE的上传与下载业务影响不大。

图3 独立室分天线间距1 m WLAN受TD-LTE干扰示意图

图4 独立室分TD-LTE受WLAN干扰示意图

2.2.2 WLAN与TD-LTE天线间距3m

TD-LTE做下行业务，WLAN的下载与上传速率受TD-LTE的干扰影响如图5(a)、(b)所示。图中箭头所指时刻为TD-LTE下行业务开启时刻，从图中可以明显看出TD-LTE的下行业务对于天线间距3 m，独立室分WLAN的影响明显降低，干扰低于天线间距为1 m的独立室分系统。在同样的测试场景，WLAN做下行业务，TD-LTE的下载与上传速率受WLAN的干扰影响不大。

3 干扰规避措施

以上章节分析了TD-LTE与WLAN的干扰类型，通过实际测试分析了TD-LTE与WLAN合路与独立放桩两种建设模式下的实际互干扰情况。通过理论分析在合路模式下，TD-LTE与WLAN的隔离度需要在88dB下，才能保证TD-LTE与WLAN的互干扰影响最低，通过实际测试也印证了该隔离度需求。在独立放桩模式下，两系统的天线距离在1m时干扰较为严重，3 m时干扰影响不明显。从而总结TD-LTE与WLAN的常用的干扰规避方式有以下几种：

(1) 调整发射功率。将干扰源的发射功率降低，会直接降低对其他系统的干扰，但本系统内的覆盖变小。

(2) 发射机端增加滤波器。发射机端增加滤波器可以有效的抑制噪声、杂散以及发射互调产物，降低干扰。但是增加滤波器会增加额外的插损和故障点，同时增加了成本。

(3) 接收机端增加滤波器。对于接收阻塞、交调干扰，可以在被干扰系统端增加滤波器，抑制带外强信号的功率，降低干扰。但会增加接收机的噪声系数，降低灵敏度。

(4) 增加空间隔离。通过增大两个系统间天线的距离达到空间隔离度的增加，从而有效的降低干扰信号的影响。

总结以上干扰抑制方法，增加滤波器或者增加空间隔离度为两个常用方法。根据实际测试结论，亦印证了以上理论。

图5 独立室分天线间距3m WLAN受TD-LTE干扰示意图

TD-LTE与WLAN的互干扰中，抗杂散干扰所要求隔离度最大(88 dB)，因此在工程设计中，将这一隔离度作为最终的隔离度要求。在室内分布系统的建设中，如果TD-LTE与WLAN共同覆盖，应优先考虑WLAN与TD-LTE共室分系统组网，利用合路器来对两系统进行隔离或采用WLAN末端合路方式，通过分布系统间的损耗进行干扰规避。

如果采用独立建设方式，则可通过在TD-LTE发射机端和WLAN AP端增加滤波器(带外抑制度应根据具体情况核算)，同时保证较大水平隔离距离(建议在3 m以上)的方式加以解决。

4 TD-LTE与WLAN室分实际建设要点

TD-LTE系统采用MIMO建设方案，建议双天线保持一定的间距，以降低天线相关性，随着天线间距的变大，相关性有变小的趋势。TD-LTE室分MIMO双路系统以及WLAN建设需要注意以下问题：

(1) 在采用TD-LTE MIMO双路分布系统方案时，为了保证MIMO性能，两个单极化天线间距应保证不低于4λ(E频段约为0.5 m)，在有条件的场景尽量采用10λ以上间距(E频段约为1.25 m)。在有需求的场景可以使用双极化天线进行覆盖。

(2) 要保证MIMO双路分布系统双路损耗差不高于5 dB。尽量提升较低一路的功率以保证两路的功率平衡。

(3) LTE与WLAN合路采用88 dB以上合路器，考虑到部分厂家AP性能不达标，合路器指标可加严到90 dB。

(4) 放装型AP与LTE基站间隔3 m以上，

(5) 放装型AP虽然有功率优势，但导致干扰更加复杂，WLAN 功率满足时尽量采用合路方式，以降低LTE终端对WLAN基站的影响。

[1] 沈嘉，索士强，全海洋. 3GPP长期演进(LTE)技术原理与系统设计[M]. 北京：人民邮电出版社，2008.

[2] 堵久辉，缪庆育，徐斌等译. 3G演进：HSPA与LTE(第2版)[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[3] 罗凡. 室内环境下TD-LTE与WLAN的干扰研究及规避措施分析[J].广东通信技术，2011(2).

TD-LTE and WLAN inter-system interference analysis

LV Chen-guang, GUO Jian-guang
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Hebei Branch, Shijiazhuang 050021, China)

WLAN and TD-LTE (indoor) work on the adjacent frequency. It would have a certain amount of interference. This paper analyzed the TD-LTE and WLAN mutual interference. It introduced several interferences such as spurious emissions interference. It also concludes the practice of engineering methods to avoid interference, based on test, to give the TD-LTE and WLAN building some advice.

TD-LTE; WLAN; interference; spurious emissions

TN929.5

A

1008-5599（2014）01-0030-04

2013-10-23