第9章 5G室内分布系统多系统设计

第9章5G室内分布系统多系统设计9.1室内分布系统的干扰原理

在多系统合用室内分布系统时，从无线信号干扰产生的机理来看，干扰可分为噪声影响、邻频干扰、杂散辐射、接收机互调、阻塞干扰。

在分析合路系统干扰时，应首先明确各系统间的频率关系、上下行保护频段有多宽和是否存在同邻频干扰、互调或谐波关系，然后分析是否存在强干扰阻塞，最后对于码分多址系统应了解噪声的增加情况。另外，对于TDD、FDD系统来说，需要考虑上下行系统的影响，充分分析其共存的可能性。第9章9.1室内分布系统的干扰原理1.噪声干扰

噪声按照来源可以分为接收机内部噪声和外部噪声。接收机内部噪声包括导体的热噪声和放大器的噪声放大。外部噪声是指来自接收机以外的非移动通信发射机的电磁波信号，可以分为自然噪声和人为噪声。

①热噪声是白噪声，在整个频段均匀分布，随工作温度的变化而变化。此外，接收机在一定的工作带宽内工作，使得只有在有效带宽内的热噪声被接收进来，因此接收机内的热噪声大小随其工作带宽变化而变化。由于接收机内都有非绝对零度的导体存在，所以热噪声是不能避免的噪声。热噪声是由一定温度下导体内的电子随机热运动产生的电势所引发的。②放大器的噪声放大是由于接收机中的放大器受其器件的电流波动或表面杂质、半导体晶体不纯净等因素的影响，从而导致噪声放大，使得经过放大器的信号信噪比(S/N)恶化。第9章9.1室内分布系统的干扰原理1.噪声干扰(2)

③自然噪声主要包括有天电噪声、宇宙噪声、大气噪声、太阳射电噪声以及各种自然现象产生的声音。④人为噪声包含各种工业和非工业电磁辐射引入的噪声。例如，汽车点火系统的火花产生的噪声；电力机车或无轨电车等电轨接触处火花产生的噪声；微波炉、高频焊接机、高频热合机等高频设备产生的噪声；电动机、发电机和断续接触电力器械产生的噪声；高压输配电线及输电配电所的电晕放电产生的噪声。

在移动通信系统所在的百兆赫兹至千兆赫兹频段内，人为噪声功率超过自然噪声功率，成为外部噪声的主体。第9章9.1室内分布系统的干扰原理2.邻频干扰

如果不同的系统分配了相邻的频率，就会发生邻频干扰，由于收发设备滤波性能的非完美性，工作在相邻频道的发射机会泄漏信号到被干扰接收机的工作频段内，同时被干扰接收机也会接收到工作频段以外其他发射机的工作信号，决定该干扰的关键特性指标是发射机的ACLR(AdjacentChannelLeakageRatio，邻道泄漏比)和接收机的ACS(AdjacentChannelSelectivity，邻道选择性)。3.杂散干扰

发射机中的功放、混频、滤波等部分工作特性非理想，会在工作带宽以外很宽的范围内产生辐射信号分量(不包括带外辐射规定的频段)，包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。第9章9.1室内分布系统的干扰原理

对于杂散辐射和邻频干扰，其中邻频干扰所考虑的干扰发射机泄漏信号是指被干扰接收机所处频段距离干扰发射机工作频段较近，但是两者工作频段带宽相差不到2.5倍，即尚未达到杂散辐射所规定的频段相差间隔。相对之下，当两系统的工作频段相差带宽在2.5倍以上时，滤波器非理想性将主要表现为杂散干扰。

在5G网络中，杂散干扰与5G基站带外发射有关。发射机的杂散辐射主要通过直接落入接收机的工作信道形成同频干扰而影响接收机，这种影响可以理解为抬高了接收机的基底噪声，使被干扰基站的上行链路变差，从而降低了接收机的灵敏度。第9章9.1室内分布系统的干扰原理4.互调干扰

接收机互调干扰包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调、交叉调制干扰3种。

多干扰源形成的互调是由于被干扰系统接收机的射频器件非线性，在两个以上干扰信号分量的强度比较高时，所产生的互调产物。

发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想，所引起的被干扰系统的发射分量泄漏到接收端，从而与干扰源在非线性器件上形成互调。

交叉调制也是由接收机非线性引起的，在非线性的接收器件上，被干扰系统的调幅发射信号，与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合，从而产生交叉调制。

互调干扰主要为三阶、五阶互调干扰。如果互调产物落在其中某一个系统的接收频段内，将会对该系统的接收灵敏度造成一定的影响，也应按同频干扰保护比的要求进行分析。第9章9.1室内分布系统的干扰原理5.阻塞干扰

阻塞干扰就是以某系统的发射机的主载波作为干扰信号，分析对另一系统的接收机的影响，应该以接收机的抗阻塞干扰指标为依据进行分析。

阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带宽内的，它与接收方接收机的带外抑制能力有关，涉及5G的载波发射功率、接收机滤波器特性等，但由于干扰信号功率太强，而将接收机的低噪声放大器（LNA）推向饱和区，使其不能正常工作。被干扰系统可允许的阻塞干扰功率一般要求为：阻塞干扰功率≤LNA的1dB压缩点-10dB。第9章9.1室内分布系统的干扰原理6.交叉时隙干扰

交叉时隙干扰是TDD系统特有的一种干扰。当TDD制式的NR基站配置的上下行时隙不同或者基站之间缺乏同步时，信号收发工作在同一时间同一频段，这就是交叉时隙干扰。

交叉时隙干扰会导致网络性能下降，主要是由于下行传输干扰上行接收，因为下行传输功率远高于上行接收功率，为了保护上行链路免受下行链路干扰，保护期被延长。

在5G网络TDD的情况下，采用30KHz子载波间隔，以2毫秒单周期帧格式为例：

每个周期内2个下行时隙(D)，1个上行时隙(U)，1个灵活时隙(S)第9章9.2阻塞干扰隔离度计算示例

阻塞干扰是指被干扰接收机接收到来自干扰设备的载波功率，超过自身系统所能承受的容限，导致接收机过载，放大器增益被抑制，设备性能下降。

阻塞干扰隔离度要求(dB)

=

干扰基站最大发射功率（dBm）-阻塞干扰功率(dBm)

干扰基站最大发射功率为基站设备典型发射功率,阻塞干扰功率为被干扰系统接收机的阻塞功率（3GPP设备规范定义的阻塞功率值）.

以移动F频段TD-LTE对电信2.1GHz

LTE

FDD的阻塞干扰为例（设备指标均符合工信部559号文），计算系统隔离度如下：移动F频段TDLTE基站发射功率46dBm电信2.1GHzLTEFDD接收机的阻塞功率-5dBm移动F频段TD阻塞隔离度51dB第9章9.2阻塞干扰隔离度计算示例干扰系统被干扰系统(阻塞干扰功率)

移动GSMWCDMATD-SCDMA电信FDD-LTE移动TD-LTE广电移动FDDNR电信联通FDDNR移动TDDNR电信联通TDDNR移动GSM-1616161616161616CDMA-1316-15161616161616WCDMA8--15161616161616TD-SCDMA8-15-161616161616电信FDD-LTE816-40-1616161616联通FDD-LTE816-15161616161616移动TD-LTE816-1516-16161616广电移动FDDNR1616161616-161616电信联通FDDNR161616161616-1616移动TDDNR16161616161616-16电信联通TDDNR1616161616161616-第9章9.2阻塞干扰隔离度计算示例

在分析阻塞干扰时主要考虑发射机发射的信号对接收机的干扰，对于整个系统的阻塞干扰信号的抑制，通常使用多频合路器的通道隔离度来实现。举例来说，若FDDLTE2100MHz系统要求的干扰小于xdBm，多频合路器的隔离度为ydBm，干扰信号的强度为zdBm，则有要求y≥z-x。目前，5G网络中，信源的输出功率基本上不小于40W。40w=46dBm，以移动TDDNR为例，它和电信FDD-LTE干扰的隔离度≥46-16=30dB干扰系统被干扰系统

移动GSMWCDMATD-SCDMA电信FDD-LTE联通FDD-LTE816-1516移动TD-LTE816-1516电信联通FDDNR16161616移动TDDNR16161616电信联通TDDNR16161616第9章9.2阻塞干扰隔离度计算示例干扰系统被干扰系统

移动GSMWCDMATD-SCDMA电信FDD-LTE移动TD-LTE广电移动FDDNR电信联通FDDNR移动TDDNR电信联通TDDNR移动GSM-1616161616161616CDMA-1316-15161616161616WCDMA8--15161616161616TD-SCDMA8-15-161616161616电信FDD-LTE816-40-1616161616联通FDD-LTE816-15161616161616移动TD-LTE816-1516-16161616广电移动FDDNR1616161616-161616电信联通FDDNR161616161616-1616移动TDDNR16161616161616-16电信联通TDDNR1616161616161616-第9章9.2阻塞干扰隔离度计算示例干扰系统被干扰系统

移动GSMWCDMATD-SCDMA电信FDD-LTE移动TD-LTE广电移动FDDNR电信联通FDDNR移动TDDNR电信联通TDDNR移动GSM-3030303030303030CDMA38-61303030303030WCDMA3861-303030303030TD-SCDMA383086-3030303030电信FDD-LTE38306130-30303030联通FDD-LTE3830613030-303030移动TD-LTE303030303030-3030广电移动FDDNR30303030303030-30电信联通FDDNR3030303030303030-移动TDDNR303030303030303030电信联通TDDNR-3030303030303030第9章9.3六种无线制式网络室内覆盖能力

视距传播六种制式网络覆盖示例图（20米距离）所示，在传播20米之后，6种网络能够接收到的信号强度。

一般而言，LTE的边缘覆盖场强RSRP要求不小于-115dBm，NR的边缘覆盖场强SS-RSRP要求不小于-110dBm；考虑到良好覆盖，LTE的边缘覆盖场强RSRP要求不小于-110dBm，NR的边缘覆盖场强SS-RSRP要求不小于-105dBm。

第9章9.3六种无线制式网络室内覆盖能力

视距情况下，FDDNR2100MHz的覆盖距离和LTE网络一样，可以达到100米，TDDNR2600MHz可以超过70米，TDDNR3500MHz则可以接近70米，TDDNR4900MHz可以覆盖50米左右。网络制式频段（MHz）天线输入功率(dBm)天线增益(dB)20米处边缘场强(dBm)30米处边缘场强(dBm)70米处边缘场强(dBm)100米处边缘场强(dBm)150米处边缘场强(dBm)FDDLTE1800-152-94.58-98.10-105.46-108.56-112.08TDDLTE2300-153-95.71-99.23-106.59-109.68-113.21FDDNR2100-153-91.91-95.44-102.80-105.89-109.42TDDNR2600-153-93.77-97.29-104.65-107.75-111.27TDDNR3500-153-96.35-99.87-107.23-110.33-113.85TDDNR4900-155-97.27-100.80-108.16-111.25-114.78LTE的边缘覆盖场强RSRP要求不小于-110dBm，NR的边缘覆盖场强SS-RSRP要求不小于-105dBm。第9章9.3六种无线制式网络室内覆盖能力2.隔一堵墙覆盖

隔一垛墙覆盖中，天线和终端之间有一垛墙隔开，需要增加频段的穿透损耗，在这种情况下，室内分布系统天线口输入功率均取-15dBm，计算其覆盖半径。第9章9.3六种无线制式网络室内覆盖能力

隔一垛墙传播六种制式网络制式覆盖能力表分析，FDDLTE1800MHz的覆盖距离最远，可以超过30米；TDDLTE2300MHz则可以接近30米；FDDNR2100MHz网络可以超过20米，TDDNR2600MHz则不到20米，TDDNR3500MHz和TDDNR4900MHz均不到10米。网络制式频段天线输入功率(dBm)天线增益(dB)10米处边缘场强(dBm)20米处边缘场强(dBm)30米处边缘场强(dBm)40米处边缘场强(dBm)50米处边缘场强(dBm)FDDLTE1800-152-100.33-106.35-109.87-112.37-114.30TDDLTE2300-153-102.37-108.40-111.92-114.42-116.35FDDNR2100-153-98.12-104.14-107.67-110.17-112.10TDDNR2600-153-101.07-107.09-110.61-113.11-115.05TDDNR3500-153-107.08-113.10-116.62-119.12-121.06TDDNR4900-155-109.40-115.42-118.95-121.45-123.38LTE的边缘覆盖场强RSRP要求不小于-110dBm，NR的边缘覆盖场强SS-RSRP要求不小于-105dBm。第9章9.3六种无线制式网络室内覆盖能力3.隔二垛墙信号覆盖情况