WLAN與TD-LTE系統在2．4GHz頻段共存干擾

摘要 作為系統共存產(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設備的帶外輻射值會(huì )對TD-LTE系統造成一定程度干擾，因此，需要對WLAN設備的帶外輻射值進(jìn)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(dòng)通信系統頻率規劃，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系統實(shí)驗用的頻段為2 300～2 400 MHz。同時(shí)，2 400～2 483．5 MHz為ISM頻段。根據頻譜規劃，在2．4 GHz頻段將會(huì )出現TD-LTE與WLAN系統共存的場(chǎng)景。
作為系統共存產(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設備的帶外輻射值會(huì )對TD-LTE系統造成一定程度的干擾，因此，需要對WLAN設備的帶外輻射值進(jìn)行限制。由此可見(jiàn)，研究TD-LTE和WLAN系統的共存問(wèn)題很有實(shí)際意義。運營(yíng)商在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )規劃時(shí)，必須對WLAN設備的帶外干擾值進(jìn)行限制，否則會(huì )影響TD-LTE系統的正常工作。

1 WLAN系統對TD-LTE系統干擾分析
TD-LTE與WLAN系統都是TDD工作方式且不同步。當WLAN和TD-LTE系統都工作于上行或下行時(shí)隙時(shí)，WLAN的AP(Access Point)會(huì )對TD-LTE的UE(User Equipment)產(chǎn)生干擾，或WLAN的STA(Station)對TD-LTE的eNodeB干擾；當兩系統共存于不同時(shí)隙時(shí)，則會(huì )產(chǎn)生AP對UE的干擾或STA對eNodeB的干擾。因此，WLAN與TD-LTE系統的共存干擾主要包括以下8種場(chǎng)景：(1)WLAN系統STA(Station)對TD-LTE系統基站干擾。(2)WLAN系統AP(Access Point)對TD-LTE系統基站干擾。(3)WLAN系統STA對TD-LTE系統終端干擾。(4)WLAN系統AP對TD-LTE系統終端干擾。(5)TD-LTE系統終端對WLAN系統AP干擾。(6)TD-LTE系統基站對WLAN系統AP干擾。(7)TD-LTE系統終端對WLAN系統STA干擾。(8)TD-LTE系統基站對WLAN系統STA干擾。
當WLAN設備作為干擾源時(shí)，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STA的空中接口物理層要求在YDC 079-2009(移動(dòng)用戶(hù)終端無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)指標和測試方法》做了規定。WLAN系統在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(wú)線(xiàn)指標要求
1．2．1 uhy等效全向輻射功率
等效全向輻射功率應滿(mǎn)足：(1)天線(xiàn)增益10 dBi時(shí)：≤100 mW或≤20 dBm；(2)天線(xiàn)增益=10 dBi時(shí)：≤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設備受干擾保護準則
TD-LTE系統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。TD-LTE系統基站的熱噪聲系數為5 dB，移動(dòng)臺的熱噪聲系數為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系統基站的噪聲功率與干擾功率比值為-10dB，移動(dòng)臺噪聲功率與干擾功率的比值取-6dB。
可得到TD-LTE設備對WLAN設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(xiàn)增益，GRX為接收機的天線(xiàn)增益。由此可計算出TD-LTE系統所允許的WLAN設備的最大帶外干擾功率值。

2 仿真平臺設計
2．1 仿真方法
系統仿真分為靜態(tài)仿真和動(dòng)態(tài)仿真，靜態(tài)仿真又稱(chēng)蒙特卡羅仿真。該方法將對基站和移動(dòng)臺的發(fā)射功率、基站的負載等情況進(jìn)行仿真，將整個(gè)系統的運轉區間劃分為若干個(gè)間隔，每?jì)蓚€(gè)間隔之間為一個(gè)快照(Snapshot)取樣時(shí)刻，將所有快照時(shí)刻的取樣結果進(jìn)行記錄，用統計方法加以分析，產(chǎn)生所需結果，所以這種方法又稱(chēng)為靜態(tài)快照方法。
文中采用靜態(tài)仿真，每次仿真時(shí)設定滿(mǎn)足通信要求的區域覆蓋面積，計算出所要求的WLAN系統最大帶外干擾功率值。在CCSA中，此種方法又稱(chēng)為干擾地理分布研究。
2．2 仿真參數設定
TD-LTE系統主要參數如表2所示。

WLAN系統主要參數如表3所示。