WLAN與TD-LTE系統(tǒng)在2.4GHz頻段共存干擾
摘要 作為系統(tǒng)共存產(chǎn)生的帶外干擾,由接收機和發(fā)射機特性的不完善造成。工作于ISM頻段的WLAN設(shè)備的帶外輻射值會對TD-LTE系統(tǒng)造成一定程度干擾,因此,需要對WLAN設(shè)備的帶外輻射值進行限制。
關(guān)鍵詞 TD-LTE WLAN;路徑損耗;帶外功率限值
2002年10月23日,原信息產(chǎn)業(yè)部公布了我國第三代公眾移動通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃,其中2 300~2 400 MHz是TDD方式的補充工作頻段。目前3GPP定義TDD的頻段有:1 850~1 920 MHz;2 010~2 025 MHz;2.3~2.4 GHz;2 570~2 620MHz。
目前,我國TD-LTE系統(tǒng)實驗用的頻段為2 300~2 400 MHz。同時,2 400~2 483.5 MHz為ISM頻段。根據(jù)頻譜規(guī)劃,在2.4 GHz頻段將會出現(xiàn)TD-LTE與WLAN系統(tǒng)共存的場景。
作為系統(tǒng)共存產(chǎn)生的帶外干擾,由接收機和發(fā)射機特性的不完善造成。工作于ISM頻段的WLAN設(shè)備的帶外輻射值會對TD-LTE系統(tǒng)造成一定程度的干擾,因此,需要對WLAN設(shè)備的帶外輻射值進行限制。由此可見,研究TD-LTE和WLAN系統(tǒng)的共存問題很有實際意義。運營商在進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時,必須對WLAN設(shè)備的帶外干擾值進行限制,否則會影響TD-LTE系統(tǒng)的正常工作。
1 WLAN系統(tǒng)對TD-LTE系統(tǒng)干擾分析
TD-LTE與WLAN系統(tǒng)都是TDD工作方式且不同步。當(dāng)WLAN和TD-LTE系統(tǒng)都工作于上行或下行時隙時,WLAN的AP(Access Point)會對TD-LTE的UE(User Equipment)產(chǎn)生干擾,或WLAN的STA(Station)對TD-LTE的eNodeB干擾;當(dāng)兩系統(tǒng)共存于不同時隙時,則會產(chǎn)生AP對UE的干擾或STA對eNodeB的干擾。因此,WLAN與TD-LTE系統(tǒng)的共存干擾主要包括以下8種場景:(1)WLAN系統(tǒng)STA(Station)對TD-LTE系統(tǒng)基站干擾。(2)WLAN系統(tǒng)AP(Access Point)對TD-LTE系統(tǒng)基站干擾。(3)WLAN系統(tǒng)STA對TD-LTE系統(tǒng)終端干擾。(4)WLAN系統(tǒng)AP對TD-LTE系統(tǒng)終端干擾。(5)TD-LTE系統(tǒng)終端對WLAN系統(tǒng)AP干擾。(6)TD-LTE系統(tǒng)基站對WLAN系統(tǒng)AP干擾。(7)TD-LTE系統(tǒng)終端對WLAN系統(tǒng)STA干擾。(8)TD-LTE系統(tǒng)基站對WLAN系統(tǒng)STA干擾。
當(dāng)WLAN設(shè)備作為干擾源時,產(chǎn)生的輻射主要分為帶外輻射(Out-Of-Band,OOB)和雜散輻射。WLAN系統(tǒng)STA的空中接口物理層要求在YDC 079-2009(移動用戶終端無線局域網(wǎng)技術(shù)指標(biāo)和測試方法》做了規(guī)定。WLAN系統(tǒng)在2.4GHz頻段的工作范圍為2 400~2 483.5MHz。
1.1 工作信道
WLAN系統(tǒng)在2.4 GHz頻段的工作信道編號和信道中心頻率如表1所示。
1.2 無線指標(biāo)要求
1.2.1 uhy等效全向輻射功率
等效全向輻射功率應(yīng)滿足:(1)天線增益10 dBi時:≤100 mW或≤20 dBm;(2)天線增益=10 dBi時:≤500 mW或≤27 dBm。
帶外輻射功率≤-80 dBm/Hz(EIRP);雜散輻射功率≤-30 dBm/1 MHz。
1.2.2 TD-LTE設(shè)備受干擾保護準則
TD-LTE系統(tǒng)接收機所受到的干擾電平可表示為
IT≤N+I/N (1)
其中,N表示接收機熱噪聲電平,計算公式
N=-174 dBm/Hz+10 log(B)+NF (2)
B為接收機信道帶寬;NF為噪聲系數(shù)。TD-LTE系統(tǒng)基站的熱噪聲系數(shù)為5 dB,移動臺的熱噪聲系數(shù)為9 dB。I/N為接收機輸入端噪聲功率與干擾功率的比值。TD-LIE系統(tǒng)基站的噪聲功率與干擾功率比值為-10dB,移動臺噪聲功率與干擾功率的比值取-6dB。
可得到TD-LTE設(shè)備對WLAN設(shè)備帶外干擾功率值的要求為
IOOB=N+I/N+Pathloss-GTX-GRX (3)
Pathloss為干擾機到接收機的路徑損耗,GTX為干擾機的天線增益,GRX為接收機的天線增益。由此可計算出TD-LTE系統(tǒng)所允許的WLAN設(shè)備的最大帶外干擾功率值。
2 仿真平臺設(shè)計
2.1 仿真方法
系統(tǒng)仿真分為靜態(tài)仿真和動態(tài)仿真,靜態(tài)仿真又稱蒙特卡羅仿真。該方法將對基站和移動臺的發(fā)射功率、基站的負載等情況進行仿真,將整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)區(qū)間劃分為若干個間隔,每兩個間隔之間為一個快照(Snapshot)取樣時刻,將所有快照時刻的取樣結(jié)果進行記錄,用統(tǒng)計方法加以分析,產(chǎn)生所需結(jié)果,所以這種方法又稱為靜態(tài)快照方法。
文中采用靜態(tài)仿真,每次仿真時設(shè)定滿足通信要求的區(qū)域覆蓋面積,計算出所要求的WLAN系統(tǒng)最大帶外干擾功率值。在CCSA中,此種方法又稱為干擾地理分布研究。
2.2 仿真參數(shù)設(shè)定
TD-LTE系統(tǒng)主要參數(shù)如表2所示。
WLAN系統(tǒng)主要參數(shù)如表3所示。
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