1 前言

對于時分雙工模式（TDD）系統(tǒng)，要求基站保持嚴格的時間同步。不同基站之間的時間同步包括幀頭同步和上下行轉換同步。傳統(tǒng)的同頻干擾可以通過優(yōu)化頻點配置、干擾白噪化、功率控制、干擾協(xié)調、波束賦型等方式來對抗。同時，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，還存在遠端基站的下行信號干擾目標小區(qū)上行信號的情形。

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

2 成因分析

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

2.1 主要因素

在 “低空大氣波導”效應下，電磁波好像在波導中傳播一樣，傳播損耗很�。ń�似于自由空間傳播），可以繞過地平面，實現(xiàn)超視距傳輸。當遠處基站達到一定的基站高度級別時，在存在“低空大氣波導”現(xiàn)象的情況下，遠處基站的大功率下行信號可以產生遠距離傳輸到達近處基站。由于遠距離傳輸時間超過TDD系統(tǒng)的上下行保護間隔，遠處基站的下行信號在近處基站的接收時隙被近處基站收到，從而干擾了近處基站的上行接收，產生TDD系統(tǒng)的遠距離同頻干擾。

大氣波導是一種特殊天氣下形成的大氣對電磁波折射效應，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。當天線高度足夠高時，遠端基站下行信號在“抵抗大氣波導”效應下可能會發(fā)生超遠傳輸，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，才有可能經過遠距離傳輸后，干擾近端上行。由于終端發(fā)射功率較低，經過遠距離傳輸后，不會對近端基站上行信號產生干擾。經過遠距離傳輸后，遠處基站發(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)干擾實例及解決方案參考

商用的SCDMA系統(tǒng)和TD-SCDMA系統(tǒng)針對遠距離同頻干擾采取了相應的對抗措施，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)幀結構如圖2所示。商用的SCDMA系統(tǒng)上下行GP可以保護約117公里以內的遠距離干擾，然而事實證明，在實際網絡中，超過這個距離的遠距離傳輸在某種氣候及地形條件下很容易產生，大部分干擾為200公里左右的遠距離傳輸造成。

大靈通網絡采用了如下方案對抗干擾：

（1）頻點規(guī)劃：采用頻點整體規(guī)劃的方法，在幾百公里的大網范圍內，將可能產生干擾的頻點分組，以避免相互干擾。升級后，本地可用頻點減少，近距離同頻干擾增加，網絡質量反而下降；而由于波導效應作用距離遠大于頻點調整范圍可控的距離，甚至發(fā)現(xiàn)過300公里以外的干擾，對抗遠距離同頻干擾作用不大。此外，頻點規(guī)劃還導致網優(yōu)變得復雜，在頻點較少的網絡內，沒有應用的可操作性。

（2）網絡優(yōu)化：通過調整站高、天線方向、傾角等因素來降低干擾。效果有限，復雜度較高。TD-LTE可以借鑒。

（3）協(xié)議優(yōu)化：包括優(yōu)化接入及檢測機制，下行傳輸格式，同步調整機制等。TD-LTE系統(tǒng)可以借鑒，但是考慮到TD-LTE已有幀結構的設計已經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：在上行受干擾時隙增加智能天線多點零陷技術處理，以消除干擾信號。零陷算法作用明顯，但要求干擾強度低、干擾源單一、干擾穩(wěn)定。大規(guī)模商用網絡站點眾多，信號復雜，近端目標基站往往同時受到眾多遠端基站的高強度干擾，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)設備需要開發(fā)特有的干擾抵消算法。

.............更多精彩請關注下方

大氣波導效應對LTE網絡的影響.pdf