地铁LTE频率分配及相应干扰分析

李致兴

摘 要：随着城市地铁工程的大力发展，地铁LTE频率分配以及干扰分析的工作已经尤为重要。本文按照城市对1.8G专网频率的划分，以机场1785MHz～1790MHz共5MHz带宽、地铁地上部分是1795MHz～1805MHz共10MHz带宽、地下1790MHz～1805MHz共15MHz带宽为基础，针对同为地上、机场与地铁之间的邻频共存隔离以及在1805MHz附近和公网DCS之间的干扰问题进行了详细分析，通过设定参数，分别计算来确定是否存在相互干扰。

关键词：地铁；频率；干扰

中图分类号：U285.21 文献标志码：A

0 引言

地铁已经是引领中国走新型城市化道路满足城镇发展需求的重要交通工具，近些年来中国各地正在大规模规划建设地铁、轻轨等基础设施，预计2020年前我国城轨交通新增营业里程将达到6560km，将投入3万多亿元。因此，开展地铁LTE频率分配及干扰的相关研究是十分必要的，本文重点针对地上、机场与地铁之间的邻频共存隔离以及在1805m附近和公网DCS之间的干扰问题进行了详细分析，通过数据分析确定了相关干扰的关系。

1 机场与地铁的邻频隔离分析

1.1 子帧配比一致情况

这里我们首先假定机场与地铁是同TD-LTE子帧配比，如二者均为SA1。这样就没有交叉子帧之间的影响。最主要的干扰应为机场的室外天线发射对列车TAU的邻频干扰。就这种情况做分析计算，计算前置约束條件包括：按照机场的站高度为30m，高架桥列车接收终端的高度约为8m；机场附近地上部分的地铁专网小区按照1.2km的RRU间隔进行部署，此时TAU/车载台的边缘场强约为-80dBm，车内手台的边缘强度约为-95dBm；这里按照目标干扰强度比边缘电平强度低3dB计算；由于机场和地铁使用的是邻频（有5MHz相互见隔离），因此邻信道泄露按照ACLR=48dB计算。

（1）机场室外站对地铁地上的TAU/车载台之间的干扰分析的相关参数包括：机场LTE 子载波发射功率为21.2dBm；发射天线增益为12dBi；TAU车载台天线增益为5dBi；馈线与合路损耗为5dB；邻频ACLR为48dB；目标干扰值为-83dBm。经过计算，结果为：干扰隔离度为68 dB；空间隔离度为70m。

（2）机场室外站对地铁地上的车内手台干扰分析的相关参数包括：机场LTE 子载波发射功率为21.2dBm；发射天线增益为12dBi；车厢穿透损耗及人体损耗为12dB；邻频ACLR为48dB；目标干扰值（dBm）为-98dBm。经过计算，结果为：干扰隔离度为71 dB；空间隔离度为80 m。

综合上述分析，机场宏站距离地铁高架桥约100m以上时，则可保证机场对地铁终端正常工作造成影响。

1.2 子帧配比不一致

当子帧配比不一致时，比如地铁采用SA1，机场采用SA0，则在5ms周期内，地铁的最后一个下行子帧会干扰机场的SA0。

（1）高架泄露电缆对机场的干扰分析的相关参数包括：地铁LTE RS发射功率为12.2dBm；泄露电缆远距离辐射耦出损耗为3dB；网络侧ACLR为48dB；泄露电缆合路损耗为2dB；邻频漏缆耦出RS的功率值为-40.8dBm；高架桥屏蔽损耗为15dB；被干扰网络天线增益为12dBi（按照定向天线的平均增益计算）；目标干扰值为-118dBm（按照底噪抬升6dB、10dB计算）。经过计算，结果为：干扰隔离度为74 dB；空间隔离度为10m～100m。

（2）场段区交叉子帧的干扰分析的相关参数包括：地铁LTE RS发射功率为12.2dBm（10MHz系统带宽业务发射功率46-10×lg（600）=18.2，控制覆盖缩减6dB功率）；发射天线增益为2dBi（通过下倾在330°～350°对上空发射信息）；发射ACLR为48dB；邻频EIRP为-33.8dBm；被干扰系统天线增益为12dBi（按照各个角度平均增益考虑）；目标干扰值为-123dBm、-113dBm、-108dBm（分别对应底噪抬升6dB，15dB和20dB来计算）；空间隔离按照COST-231Hata郊区模型，干扰站和被干扰站分别按照10m和30m计算，经过计算，结果为：干扰隔离度为101dB、91dB、86dB；空间隔离度为0.8km、0.4km、0.3km。

因此，如果机场和地铁二者之间子帧配比不同，则需要考虑场段和机场室外天线的空间隔离度，以及高架桥和机场宏站天线的隔离度，或者协同二者的子帧配比。

2 地铁1805MHz与DCS1800之间的干扰分析

2.1 DCS对地铁线路上终端的干扰分析（无隔离频段）

如果LTE使用1800MHz～1805MHz这部分，需要特别注意DCS的干扰。无保护带，考虑DCS射频杂散干扰，DCS信号有所扩展，且在靠近1805MHz的子载波可能会有干扰，这与运营商的DCS1800在1805MHz的滤波收敛相关。DCS1800对高架行车线的影响分析如下：

按照终端TAU方式进行计算的相关参数包括：DCS发射功率为36dBm/MHz；ACLR为45dB；发射端天线增益为12dBi（平均增益）；1800MHz发射功率为3dBm/MHz；TD- LTE终端天线增益为5dBi；TD- LTE终端馈线损耗为5dB；终端人体损耗为0dB；车厢/车窗穿透损耗为0dB；接收干扰最大值为-85dBm/15K。经过计算，结果为：干扰隔离度为70dB；空间隔离度为约110m。按照终端TAU方式进行计算的结果为：干扰隔离度为70dB；空间隔离度为约110m。

根据实际工程经验，现有项目的DCS的杂散控制较好，干扰影响有限，在频率分配上可以考虑把单独承载CBTC业务的LTE网络分配在1800MHz～1805MHz频段，通过天线部署在车底，通过车体遮挡降低DCS 1800的无线信号强度，干扰可控。具体实施时可根据具体项目情况设定。

2.2 DCS对地铁线路上终端的干扰分析（2M频率隔离）

如果某些地区DCS 1800杂散收敛不好，可以考虑2MHz的频率隔离来解决干扰问题。DCS1800对高架行车线的影响分析（LTE专网在1795MHz～1800MHz）如下：

按照终端TAU方式进行计算的相关参数包括：DCS杂散发射功率为-47dBm/MHz；发射端天线增益为12dBi；1800MHz发射功率为-31dBm/MHz；TD-LTE终端天线增益为5dBi；TD-LTE终端馈线损耗为5dB；终端人体损耗为0dB；车厢/车窗穿透损耗为0dB；接收干扰最大值为-85dBm/15K。经过计算，结果为：干扰隔离度为33dB；空间隔离度为约10m。按照终端TAU方式进行计算的结果为：干扰隔离度为33dB；空间隔离度为约10m。

另外，当LTE专网在1800MHz～1803MHz时，干扰隔离度为66dB；空间隔离度为约80m。因此，如果地上高架使用1795MHz～1803MHz，间隔2MHz作为和DCS1800的保护带，则隔离要求基本在可控制范围内，高架桥附近几十米范围内无DCS1800站即可。如果无保护带，则在靠近1805MHz的子载波可能会有干扰，这与运营商的DCS1800在1805MHz的滤波收敛相关。

结语

地铁LTE频率分配是一个复杂的系统，真正掌握了对频率的干扰因素，采取相应措施避免干扰，才能不断提高地铁设计和管理水平。另外，国外近些年地铁建设很少，可借鉴的新技术和成熟经验不多，我国也是随着城市轨道交通大发展于近两三年才开始研究，应尽快地完善相关标准的建设，确保地铁事业又快又好的发展。

参考文献

[1]徐华林，王贵，任与鸿.移动通信频率检查程序介绍[J].移动通信，1994（1）：16-23.

[2]徐华林.移动通信频率检查和调整程序[J].中国无线电管理，1996（5）：13-17.