1 前言

對于時(shí)分雙工模式（TDD）系統(tǒng)，要求基站保持嚴(yán)格的時(shí)間同步。不同基站之間的時(shí)間同步包括幀頭同步和上下行轉(zhuǎn)換同步。傳統(tǒng)的同頻干擾可以通過優(yōu)化頻點(diǎn)配置、干擾白噪化、功率控制、干擾協(xié)調(diào)、波束賦型等方式來對抗。同時(shí)，由于TDD系統(tǒng)的上行和下行傳輸共享同樣的頻率，TDD系統(tǒng)中除存在傳統(tǒng)的小區(qū)間的干擾外，還存在遠(yuǎn)端基站的下行信號干擾目標(biāo)小區(qū)上行信號的情形。

TDD系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離同頻干擾發(fā)生在相距很遠(yuǎn)的基站間。隨著傳播距離的增加，遠(yuǎn)端發(fā)射源的信號經(jīng)過傳播延遲到達(dá)近端同頻的目標(biāo)基站后，可能會(huì)進(jìn)入目標(biāo)基站的其他傳輸時(shí)隙，從而影響近端目標(biāo)系統(tǒng)的正常工作，如圖1所示。由于基站的發(fā)射功率遠(yuǎn)大于終端的發(fā)射功率，因此遠(yuǎn)距離同頻干擾主要表現(xiàn)為遠(yuǎn)端小區(qū)下行信號干擾近端目標(biāo)基站的上行接收。

2 成因分析

產(chǎn)生遠(yuǎn)距離同頻干擾，必然是發(fā)生了超過保護(hù)間隔以上的超遠(yuǎn)距離傳輸。商用的TDD系統(tǒng)，如SCDMA（大靈通）和TD-SCDMA均已證實(shí)遠(yuǎn)距離同頻干擾的存在性。遠(yuǎn)距離同頻干擾的發(fā)生與信號傳輸環(huán)境和基站高度等有關(guān)。

2.1 主要因素

在 “低空大氣波導(dǎo)”效應(yīng)下，電磁波好像在波導(dǎo)中傳播一樣，傳播損耗很小（近似于自由空間傳播），可以繞過地平面，實(shí)現(xiàn)超視距傳輸。當(dāng)遠(yuǎn)處基站達(dá)到一定的基站高度級別時(shí)，在存在“低空大氣波導(dǎo)”現(xiàn)象的情況下，遠(yuǎn)處基站的大功率下行信號可以產(chǎn)生遠(yuǎn)距離傳輸?shù)竭_(dá)近處基站。由于遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)間超過TDD系統(tǒng)的上下行保護(hù)間隔，遠(yuǎn)處基站的下行信號在近處基站的接收時(shí)隙被近處基站收到，從而干擾了近處基站的上行接收，產(chǎn)生TDD系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離同頻干擾。

大氣波導(dǎo)是一種特殊天氣下形成的大氣對電磁波折射效應(yīng)，各地分布不同：南海地區(qū)春秋冬季出現(xiàn)較多；東部沿海夏秋季出現(xiàn)較多；西北地區(qū)春秋冬季出現(xiàn)較多。我國東南部波導(dǎo)出現(xiàn)傍晚多于早上，西北地區(qū)則是早上多于晚上。

2.2 輔助因素

基站的發(fā)射天線與接收天線高度要求高于周圍的建筑物，否則信號很容易被建筑物阻擋。當(dāng)天線高度足夠高時(shí)，遠(yuǎn)端基站下行信號在“抵抗大氣波導(dǎo)”效應(yīng)下可能會(huì)發(fā)生超遠(yuǎn)傳輸，干擾近端的上行信號。

由于基站發(fā)射功率高，終端發(fā)射功率低，因此只有基站發(fā)射的下行信號，才有可能經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸后，干擾近端上行。由于終端發(fā)射功率較低，經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸后，不會(huì)對近端基站上行信號產(chǎn)生干擾。經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸后，遠(yuǎn)處基站發(fā)射功率對近端基站的下行干擾也可以忽略。

3 TDD商用系統(tǒng)干擾實(shí)例及解決方案參考

商用的SCDMA系統(tǒng)和TD-SCDMA系統(tǒng)針對遠(yuǎn)距離同頻干擾采取了相應(yīng)的對抗措施，對TD-LTE系統(tǒng)對抗干擾具有參考意義。

3.1 SCDMA系統(tǒng)（大靈通）

SCDMA系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)如圖2所示。商用的SCDMA系統(tǒng)上下行GP可以保護(hù)約117公里以內(nèi)的遠(yuǎn)距離干擾，然而事實(shí)證明，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，超過這個(gè)距離的遠(yuǎn)距離傳輸在某種氣候及地形條件下很容易產(chǎn)生，大部分干擾為200公里左右的遠(yuǎn)距離傳輸造成。

大靈通網(wǎng)絡(luò)采用了如下方案對抗干擾：

（1）頻點(diǎn)規(guī)劃：采用頻點(diǎn)整體規(guī)劃的方法，在幾百公里的大網(wǎng)范圍內(nèi)，將可能產(chǎn)生干擾的頻點(diǎn)分組，以避免相互干擾。升級后，本地可用頻點(diǎn)減少，近距離同頻干擾增加，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量反而下降；而由于波導(dǎo)效應(yīng)作用距離遠(yuǎn)大于頻點(diǎn)調(diào)整范圍可控的距離，甚至發(fā)現(xiàn)過300公里以外的干擾，對抗遠(yuǎn)距離同頻干擾作用不大。此外，頻點(diǎn)規(guī)劃還導(dǎo)致網(wǎng)優(yōu)變得復(fù)雜，在頻點(diǎn)較少的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，沒有應(yīng)用的可操作性。

（2）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：通過調(diào)整站高、天線方向、傾角等因素來降低干擾。效果有限，復(fù)雜度較高。TD-LTE可以借鑒。

（3）協(xié)議優(yōu)化：包括優(yōu)化接入及檢測機(jī)制，下行傳輸格式，同步調(diào)整機(jī)制等。TD-LTE系統(tǒng)可以借鑒，但是考慮到TD-LTE已有幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已經(jīng)有很多特性可以用作對抗此類干擾，協(xié)議優(yōu)化對TD-LTE系統(tǒng)作用有限。

（4）零陷算法：在上行受干擾時(shí)隙增加智能天線多點(diǎn)零陷技術(shù)處理，以消除干擾信號。零陷算法作用明顯，但要求干擾強(qiáng)度低、干擾源單一、干擾穩(wěn)定。大規(guī)模商用網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)眾多，信號復(fù)雜，近端目標(biāo)基站往往同時(shí)受到眾多遠(yuǎn)端基站的高強(qiáng)度干擾，干擾信號不穩(wěn)定，不符合此類算法的上述條件。因此TD-LTE系統(tǒng)設(shè)備需要開發(fā)特有的干擾抵消算法。

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