TD—LTE与LTE—FDD技术对比和共址干扰研究

朱欣远　陈海鹏

【摘要】 本文着重对比分析了TD-LTE 和LTE FDD 技术的不同之处和特点，对TD-LTE和LTE-FDD系统在相邻频段下共存时的干扰进行了研究，并给出了干扰解决建议。

【关键词】 LTE 干扰 隔离度

一、概述

LTE标准支持TDD和FDD两种双工模式，能得到更高的数据速率、更低的时延、更高的频谱利用率和灵活性以及更高的系统容量。未来几年LTE将逐渐商用，多家运营商共用天面、站址资源的情况非常普遍，两个LTE系统邻频共存的情况较多，因此分析两种LTE共址共存时的干扰问题非常有必要，可尽量减小共存带来的系统吞吐量损失，更有效地利用频谱资源。

二、LTE 系统网络架构

LTE采用扁平化的网络结构，接入网仅包含Node B，不再有无线网络控制器（RNC）。LTE 网络架构，由核心网、基站和用户设备3 部分组成。其中，EPC（Evolved Packet Core）为演进分组核心网，eNodeB负责接入网部分，也称E-UTRAN；UE 指用户终端设备。

三、LTE FDD 与TD-LTE无线侧基本原理对比

3.1传输方式

TD LTE 和LTE FDD 均选择了基于正交频分的多址接入方式（OFDMA）作为其上下行多址技术。TD-LTE 与FDD LTE 规定了下行采用OFDMA，上行采用SC-FDMA的多址方案，这保证了使用不同频谱资源用户间的正交性。表1 给出了基于LTE 传输的不同带宽的基本参数。

3.2双工方式

1、LTE FDD系统。LTE FDD采用频分双工的工作模式，在分离的两个对称信道上进行接受和发送，用保护频段来分离上下行信道，其单方向资源在时间上是连续的。FDD一个无线帧长度为10ms，由20个时隙构成，相邻2个时隙组成1个子帧，子帧长度为1ms，对于FDD，在每一个10ms中，有10个子帧可以用于下行传输。

2、TD-LTE系统。TDD-LTE采用时分双工的工作模式，上下行链路频段现同，使用不同时隙来区分，其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个反向上进行分配，所以基站和终端之间必须有严格的时间同步才能顺利工作。TDD帧结构可分为5ms周期和10ms周期两类，可以灵活的支持不同配比的上下行业务。在5ms周期结构中，子帧1和子帧6固定配置为特殊子帧，10ms周期结构中，子帧1固定配置为特殊子帧。

3.3 TD-LTE和LTE FDD方式的对比

TDD 系统与FDD 系统相比，优点是可以更灵活地配置具体的上下行资源比例，以更好地支持不同业务类型。例如，随着互联网等业务的开展，下行数据传输量将远大于上行的情况，如果上下行配置同样多的资源，则很容易导致下行资源受限而上行资源利用率较低的情况。对于TDD 系统可以将支持该业务的场景配成下行子帧多于上行子帧的时隙配比关系，提高资源的利用率。

四、共址干扰分析

4.1干扰种类

1）杂散干扰。杂散干扰是指干扰设备发射的带外信号以噪声的形式落入被干扰系统接收机的接收频带内，形成对有用信号的同频干扰。

2）互调干扰。互调（IM）或互调失真（IMD）是指两个以上单频信号通过一个非线性系统/ 设备/ 器件时，在时域失真，在频域产生的一系列基本频率分量的组合。

3）阻塞干扰。阻塞干扰是指被干扰系统接收机接收频带外的强信号，导致接收机过载，使链路中的有源器件饱和进入非线性区，放大增益被抑制，引起的接收机饱和失真造成的干扰。

4.2分析方法

4.2.1 杂散干扰分析

根据协议查出干扰源的杂散指标SdBm/BWm，其中BWm为指标的测量带宽。接收机在其接收通带内能够承受的最大干扰信号强度门限Imax取决于多大的接收机灵敏度损失可以被接受。在干扰分析中，基站通常采用0.8dB灵敏度损失评估准则。

4.3分析结果

根据杂散和抗阻塞指标要求可以计算出LTE系统共址时的干扰隔离要求，见表2

TD-LTE与LTE FDD的水平隔离距离为0.5米，垂直隔离距离为0.2米。

LTE 系统由于使用20 MHz 频谱带宽，因此一般场景下需要同频组网。TD-LTE 系統由于在不同时隙实现上下行通信传输，较LTE FDD 系统具有更复杂的干扰场景。通常情况，TD-LTE 为了避免这种复杂的干扰，在相邻区域采用相同的时隙配置以降低时隙间严重干扰。

五、结束语

TD-LTE的D频段和E频段与LTE-FDD的1800MHz频段较远，邻频干扰几乎可以忽略，而TD-LTE的F频段（1880-1900MHz）与LTE-FDD（1755-1785/1850-1880MHz）共存时，当TD-LTE频带与LTE-FDD下行频带相邻于1880MHz时，目前LTE系统的射频指标基本可以满足共存要求。而对于其他干扰场景，也可以通过小区间干扰协调技术、增加天线隔离度、外接滤波器等方法来减小系统间干扰。