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共存问题:频段与邻近频段系统的挑战

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:然而,在邻近频域块中部署FDD和TDD技术,会造成系统之间的干扰,如图11-5所示。同时,世界不同地区可能会实行不同的管理规范,以利于FDD/TDD在邻近频带进行部署。因此,对于eNodeB工作频段发射频率范围之外的10MHz频率范围,其额外FDD/TDD保护发射极限留给地方或区域性要求来规定。块内EIRP极限提供了一种保护措施,以防止阻塞邻近系统BS接收路径。

共存问题:频段与邻近频段系统的挑战

参考文献[2]包含了用于保护其他无线系统中UE和/或eNodeB的附加杂散发射要求,这些无线系统与eNodeBRF发射机位于同一地理区域,并工作在其他频段。工作在其他频段的系统可能是GSM850/900/1800/1900、个人手持电话系统(Personal Hand-phone System,PHS)、工作在美国(United States,US)700MHz频段的公共安全系统、WCDMAFDD/TDD系统或LTEFDD/TDD系统。大多数要求拥有法规背景,因而在各自区域(欧洲、日本、北美)具有强制性。为了对3GPP无线系统进行保护,通常采用的杂散发射极限值约为67dB,该极限值又称为最小耦合损耗(Minimum Coupling Loss,MCL),它发生在攻击者天线系统和受害者天线系统之间,包含天线增益和电缆损耗。

同时,为了便于实现其他3GPP系统基站共址(即假定MCL仅为30dB),参考文献[2]定义了可选杂散发射要求的附加集。

但是,如图11-2所示,杂散发射不适用于eNodeB工作频段发射频率范围之外的10MHz频率范围。这也就是发射频率范围与受害者频段相邻的情况,因而上述共存要求不适用于FDD/TDD过渡频率,如1920MHz、2570MHz和2620MHz。然而,在邻近频域块中部署FDD和TDD技术,会造成系统之间的干扰,如图11-5所示。在FDD和TDD基站之间以及终端之间,都有可能存在着干扰。

从eNodeB实现角度来看,要定义严格的发射机和接收机的滤波器要求,以最大限度地减小所需的保护频带(Guard Band,GB),但这并不是一件容易的事情,因为该保护频带位于FDD/TDD过渡频率附近。同时,世界不同地区可能会实行不同的管理规范,以利于FDD/TDD在邻近频带进行部署。所以,对于3GPP来说,针对可用保护频带做一个通用假设,然后定义通用FDD/TDD保护要求是不可行的,这需要符合全球各种管理规范。因此,对于eNodeB工作频段发射频率范围之外的10MHz频率范围,其额外FDD/TDD保护发射极限留给地方或区域性要求来规定。

作为地方要求的一个实例,本节后面部分将讨论参考文献[9]中定义的、在欧洲2.6GHz带宽分配(3GPP频段7)中的FDD和TDD使用规则。参考文献[9]中比较重要的发射要求列举如下:

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图11-5 FDD和TDD之间的干扰场景(以频带7为例)

1)定义与特定无线系统BS标准无关的块内和块外全向有效辐射功率(Ef-fective Isotropic Radiation Power,EIRP)发射模板,即极限值可看作是技术中立的。块内EIRP极限提供了一种保护措施,以防止阻塞邻近系统BS接收路径。块外模板又称为块边缘模板(Block Edge Mask,BEM),它是指邻近注册块的上行链路/下行链路接收频率范围内的无用发射极限值。

2)当基站间距大于100m时,BEM应当为FDD/TDD共存提供便利,而不需要邻近频谱块中的运营商之间进行详细协调和配合安排。在这种情况下,假定MCL>53dB,干扰与BS热噪声之比I/N为-6dB,噪声系数为5dB。天线间隔离度测试结果表明,通过分别使用独立的、垂直和/或水平移位的FDD和TDD天线,在同一屋顶上,MCL值很容易达到50dB。

3)一些BEM可以由WCDMA基站频谱发射模板(Spectrum Emission Mask,SEM)推导出来,方法是通过假定天线增益和电缆损耗(17dBi),将WCDMA SEM(即满足BS天线连接器处的传导发射要求)转换为一个EIRP模板。

4)EIRP极限是针对辐射(而不是传导)无用发射提出的要求,它们通常应用于注册块内或注册块外。因此,同样不存在可测试的BS设备要求,但要求中涵盖了整个RF站点安装等内容,它包含天线和电缆损耗。同时,BEM要求不一定从RF信道(载波)边缘开始,而是从注册块的边缘开始,这与信道边缘不同,主要取决于实际部署场景。最后,所有辐射块外发射的总和(如来自于某个站点处的多个RF载波或多个BS的辐射块外发射的总和)必须满足BEM的要求,这不仅适用于那些属于单个RF信道的辐射块外发射,而且适用于UTRA SEM。

后面将详细讨论在带宽为70MHz的FDD上行链路、带宽为50MHz的TDD下行链路和带宽为70MHz的FDD下行链路中,假定在频段7中进行频率分配时的各种要求。

图11-6给出了块内EIRP最大允许极限。在特定部署场景下(如在人口密度低的地区,高天线增益和/或BS输出功率都比较理想),地方规范对61dBm/5MHz EIRP标称极限可放宽至68dBm/5MHz。

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图11-6 包含受限块的EIRP最大允许极限(www.xing528.com)

TDD分配中的低5MHz部分是受限块,其基站最大允许EIRP为25dBm/5MHz,在这种场景下,天线被放置在室内或者天线高度低于规范指定的特定高度。在受限的5MHz TDD块中,较低的发射功率用于放宽FDDBS灵敏度和2570MHz以下的阻塞要求。

图11-7给出了无限制(高功率)20MHzTDD块分配的相关块外EIRP发射模板(BEM),TDD块分配开始于比FDD上行链路带宽分配高5MHz的频率处。需要注意如下问题:

1)整个FDD上行链路带宽分配是受一个-45dBm/MHz EIRP极限值保护的,为了保护BS发射机→BS接收机接口应用场景中的上行链路,这将作为一项基本要求。如果给定MCL>53dB,则这样对FDDBS上行链路的影响最小。

2)在TDD块边缘之上的5MHz处,可能存在的非同步TDD操作也受到-45dBm/MHz EIRP极限值的保护。

3)由于FDD上行链路带宽上的相关接口机制将是TDD BS→FDDUE,因而使用一个+4dBm的宽松极限值就足够用了。标准还规定该极限值是占用部分带宽的FDDBS的块外EIRP极限(见图11-7)。

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图11-7 20MHz TDD块分配的块外EIRP发射模板(BEM),TDD块分配位于FDD上行链路带宽分配之上

4)图11-7未显示出的是TDD受限块可能在2570~2575MHz范围内的使用情况,它在2570MHz过渡频率之下的第一个5MHz上有着非常严格的BEM要求,以对FDD上行链路进行保护。

5)图11-7还未显示出的内容是TDD块边缘两侧第一个MHz中BEM坡面的详细情况,从本质上讲,它将采用与UTRA SEM相同的形状。

图11-8给出了TDD带宽分配之上的10MHz FDD块分配的块外EIRP发射模板(BEM)。需要注意如下问题:

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图11-8 TDD带宽分配之上的10MHz FDD块的块外EIRP发射模板(BEM)

1)由于BEMEIRP极限要求比较宽松(为+4dBm),因而FDD下行链路块之下的第一个5MHzTDD块可能会受到较大干扰。这对FDDBS发射滤波器非常有利,预计FDD块中不会存在受限功率块。

2)其余的TDD频段和FDD上行链路频段分配是受-45dBm/MHzEIRP基本要求保护的。

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