一、无线通信中的干扰问题
在无线通信系统中,干扰的定义:一切进入信道或者通信系统中的非有用信号,均称为干扰。非有用信号包括了通信系统内的信号,例如码间串扰,多用户干扰等;也包括了通信系统之外的信号,如环境噪声等。
按照不同的维度划分,干扰可分为:
1、 按照干扰频率和被干扰频率关系划分
带内干扰:干扰信号落在接收系统频带内的干扰。
带外干扰:干扰信号没有落在接收系统带内,但是由于接收机的非理想特性,会接收到带外信道,从而产生互调或者阻塞等干扰。
2、 按照干扰来源划分
内部干扰:从基站到反馈天线这一段产生干扰。
外部干扰:接收天线从外部接收到的干扰信号。
3、 按照干扰系统划分
系统内干扰:由本系统内部信号之间产生的相互干扰。
系统间干扰:由其他系统产生的信号对该系统造成的干扰。不同频率系统间的干扰,是由于发射机和接收机的非理想特性造成的。
4、 按照干扰的性质划分
杂散干扰:发射机的谐波或者杂散辐射在接收有用信号的接收机频带内造成的干扰。
互调干扰:多频率共用系统,两个或是多个载频信号通过非线性传输,会相互调制而产生与有用信号频率相同或者相近的组合频率信号(互调产物),从而对该系统造成干扰,包括了发射机互调干扰和接收机互调干扰。
阻塞干扰:接收强度较弱的有用信号时,受到接收频率两边相邻、高频回路带内一个强干扰信号的干扰。
邻道干扰:指的是同系统相邻信道上产生的相互干扰。
二、LTE终端共存杂散辐射干扰
为了提高频谱利用率以及系统的容量,对通信系统而言,以上各种干扰一定要限制在一定范围内,不影响系统正常工作是允许存在的。本文重点分析在射频检测中常见的测试项目:LTE终端发射机共存杂散辐射干扰。
UE共存发射杂散:指的是在协议定义下的共存的频带系统内产生的一些有特殊要求的发射机传导杂散。UE的杂散可能会落在其他共存系统的接收频带内,造成其他共存系统的干扰。为了保证UE发射的信号不要引起共存系统不可接受的干扰,标准3GPP TS 36.521-1引入了6.6.3.2共存信道杂散的测试项。
在通信标准中,随着技术的演进以及新技术的提出,标准的Rel版本也在相应更新,本文以LTE Band1为例,详细分析不同Release版本在Band1的共存杂散测试要求及其差异性。
1、 测试配置分析
测试配置包括了环境条件、测试频率以及测试频段的信道带宽等参数。所有的测试配置必须与相应的测试参数针对每个信道带宽进行测试,表1列出LTE FDD Band1的配置参数,该频段支持的带宽有:5MHz、10MHz、15MHz、20MHz,但测共存杂散,只测5MHz和20MHz的带宽。
表1 测试配置表
测试配置注意事项:
RB分配为1,必须在RB#0和RB#max都进行测试。例如对于20MHz信道带宽的情况,RB总数为100,当RB分配为1时,RB#0和RB#99所有的共存频段都要遍历测试。对于5MHz信道带宽的情况,RB总数为25,当RB分配为1时,RB#0和RB#24所有的共存频段都要遍历测试。
RB分配为full RB时,所有的共存频段都要遍历测试,还加上频段范围为1839.9—1879.9MHz也需要测full RB的情况。
band1(UL: 1920MHz—1980MHz)在Rel 9、Rel 10、Rel11和Rel12版本中, 对于以下信道带宽:在15MHz带宽下载波中心频率在范围为1927.5MHz - 1929.5 MHz和20MHz带宽下载波中心频率在范围为1930MHz - 1938 MHz,RB分配。在实际测试当中,RB分配为54,起始位置为RB#0。
Band1 低信道 20MHz带宽,测试共存频率范围为1880MHz—1895MHz、1895—1915MHz、1915—1920MHz,需要测试RB分配为54的情况。
对于5MHz信道带宽,RB分配为20的情况,仅对于中心频率Fc处于902.5 MHz ≤ Fc < 907.5 MHz之间而言的,因此LTE Band1不测RB分配为20的情况。
2、 不同Rel版本测试要求的差异性分析
为了确保UE不会对某些针对杂散辐射有特殊要求的频带上给共存系统造成不可接受的干扰,需要具体规定LTE频段、保护带以及测量杂散值。对于在每个频率区间边沿进行的测试,其测试的最低频率应该设置为频率区间下沿加上MBW/2,测试点的最高频率应设置为频率区间上沿减去MBW/2。MBW是为保护带定义的测量带宽。例如测共存频段band3,频率范围为:1805MHz—1880MHz,对应测量带宽MBW=1MHz,所以实际测试的频率范围为:1805.5MHz—1879.5MHz。
另外不同Rel版本对应的测试要求有所差异,以下详细分析LTE Band1对应Rel9、Rel10、Rel11和Rel12的测试要求,相应的要求见表2、表3、表4、表5。
表2 Rel9 共存杂散限值 (LTE FDD Band1)
表3 Rel10 共存杂散限值 (LTE FDD Band1)
表4 Rel11 共存杂散限值 (LTE FDD Band1)
表5 Rel12 共存杂散限值 (LTE FDD Band1)
表6 信道带宽边缘ΔfOOB (MHz)
Note1:测试这些共存频段以及频率区间,这些要求也适用于频率范围小于表6规定距离信道边缘的频率间隔ΔfOOB (MHz)的情况。
Note2:这一要求适用于频率范围在1920MHz—1980MHz中任何的信道带宽,但有以下限制:在15MHz带宽下载波中心频率在范围为1927.5MHz - 1929.5 MHz和20MHz带宽下载波中心频率在范围为1930MHz - 1938MHz,这一要求仅适用于RB分配。
LTE不同Rel版本的终端Band1频段共存杂散的测试要求分析:
1) LTE Rel9和Rel10 终端注意事项和差异性分析:
a) 测试共存E-UTRA频段,只测下行传输的频率范围,不测上行传输的频率范围。例如band1共存E-UTRA频段有FDD band1, 3, 7, 8, 11, 18, 19, 20, 21, 22,都只测下行。
b) 测试的共存频段要求不同。Rel10共存频段增加了:band18,band19,band22,band42,band43(其中的FDL_low and FDL_high是E-UTRA频段下行的上下限)。Rel10共存频段减少了:860MHz—895MHz这一段的频率范围。
c) 最大RB分配的限制条件用于一致性测试,可能应用于方便受害频段在某些区域的共存。适用的杂散辐射要求为-15.5 dBm/5MHz,这是FDD/TDD共存的一个最松的技术条件,将来可能需要修改。
2) LTE Rel10和Rel11 终端注意事项和差异性分析:
a) 频段测试要求不同。Rel11测试共存频段增加了:band26,band27,band28,band41,band44(其中的FDL_low and FDL_high是E-UTRA频段下行的上下限)。
3) LTE Rel11和Rel12 终端注意事项和差异性分析:
a) 频段测试要求不同。Rel12测试共存频段增加了:band5,band31,band32(其中的FDL_low and FDL_high是E-UTRA频段下行的上下限)。
由于各个国家和地区对通信频谱分配、通信网络布置以及对终端性能要求等方面存在差异性,他们都会依据本地区具体情况制定相应的认证标准。例如LTE终端要完成欧盟CE认证,采用ETSI EN 301 908-13标准;要完成国内的CTA认证,则采用YD/T 2578.2、YD/T 2576.2标准等,因此在不同认证标准中规定的共存杂散测试的参数设置和限制条件也是有所差异的。以上仅分析3GPP 36.521-1标准中LTE终端共存杂散的测试要求。
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作者简介
黄秋钦
研究生学历,毕业于电子科技大学,就职于中国信息通信研究院南方分院,主要研究方向为移动终端射频技术及其标准化