700MHz，由于其較長(zhǎng)的波長(zhǎng)，良好的傳播與覆蓋特性，不僅一直被多國(guó)用作廣播電視信號(hào)頻率，4G LTE和5G NR也同樣看好這一頻段，并在此頻段上進(jìn)行了相應(yīng)的部署和規(guī)劃。目前已經(jīng)有超過45個(gè)國(guó)家和地區(qū)，將700MHz頻段部署和應(yīng)用于4G LTE，而在5G NR頻段的部署中，由于其更加適用于Massive IoT和超可靠低時(shí)延的應(yīng)用場(chǎng)景，越來越多的國(guó)家和地區(qū)也已將700MHz納入5G頻段規(guī)劃之中。然而相互之間的干擾問題不得不作為無線標(biāo)準(zhǔn)制定的重要依據(jù)。

今天我們通過解讀一份Report ITU-R BT.2215-7 (04/2018)，Measurements of protection ratios and overload thresholds for broadcast TV receivers的部分內(nèi)容，了解一下700MHz的LTE設(shè)備對(duì)廣播電視信號(hào)的干擾。

首先需要了解幾個(gè)名詞的定義：

—Radio frequency signal-to-interference ratio (S/I)
It is the ratio, generally expressed in dB, of the power of the wanted signal to the total power of interfering signals and noise, evaluated at the receiver input (see Recommendation ITU-R V.573).
The power of the wanted signal is measured in a bandwidth equal to the wanted signal bandwidth, while the total power of interfering signal and noise is measured in a bandwidth equal to the interfering signal bandwidth.

—信干比：注意這里的信干比，更像我們平時(shí)常說的載干比，因?yàn)樗窃诮邮諜C(jī)的輸入端口處進(jìn)行評(píng)估的，兩個(gè)作比值的量分別是：想要信號(hào)（本文中指電視信號(hào)）在本信道帶寬內(nèi)（8MHz）的總功率——比上——干擾信號(hào)（本文指作為干擾信號(hào)的LTE信號(hào)）在干擾信號(hào)帶寬下（10MHz）的總功率。
—Radio frequency protection ratio (PR)
It is the minimum value of the signal-to-interference ratio required to obtain a specified reception quality under specified conditions at the receiver input (note that this differs from the definition in Recommendation ITU-R V.573). In this Report, the “specified reception quality” and the “specified conditions” have been defined separately by each entity that has undertaken measurements.
Usually, PR is specified as a function of the frequency offset between the wanted and interfering signals over a wide frequency range. In this Report, PR specified in this way is referred to as “PR curve”. PR curves show the ability of a receiver to discriminate against interfering signals on frequencies differing from that of the wanted signal.

—保護(hù)率：指接收機(jī)端口處，在特定條件下獲得一定接收質(zhì)量時(shí)的最小信干比的值，通常，PR會(huì)定義為在想要信號(hào)與干擾信號(hào)之間頻率偏移量的函數(shù)。
—Receiver (front-end) overload threshold
Overload threshold (Oth) is the interfering signal level expressed in dBm, above which the receiver begins to lose its ability to discriminate against interfering signals at frequencies differing from that of the wanted signal (i.e. the onset of strong non-linear behaviour). Therefore, above the overload threshold the receiver will behave in a non-linear way, but does not necessarily fail immediately depending on the receiver and interference characteristics.

—接收機(jī)前端過載容限Oth：以dBm作為單位，代表接收機(jī)在收到大于此干擾信號(hào)功率時(shí)將進(jìn)入非線性區(qū)，可以理解為阻塞信號(hào)造成接收機(jī)飽和，可能導(dǎo)致信號(hào)無法正常接收和解調(diào)。

測(cè)試框圖如下圖所示，總體來說都是通過信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生想要信號(hào)與干擾信號(hào)，通過濾波器、隔離器、衰減器等，合路進(jìn)入到被測(cè)的電視接收機(jī)，同時(shí)用頻譜儀進(jìn)行觀測(cè)：

報(bào)告中包含了多個(gè)實(shí)測(cè)研究結(jié)果，我們分別以Annex 2C（COMPARISON OF DVB-T2 RECEIVER PROTECTION RATIOS& OVERLOAD THRESHOLD MEASUREMENTS AT 690MHz, 754MHz & 786MHz WITH LTEBS INTERFERENCE） 和Annex 2F（Measurements of DVB-T2 receiver protection ratioand overload threshold under LTE UE interference in adjacent channels）為例具體看一下使用50%業(yè)務(wù)吞吐量的LTE基站信號(hào)，和使用20Mbit/s業(yè)務(wù)loading的LTE UE信號(hào)，對(duì)DVB-T2電視接收機(jī)的干擾情況。具體的測(cè)試圖設(shè)置如下：標(biāo)準(zhǔn)的用于測(cè)試的電視信號(hào)與LTE信號(hào)，均通過信號(hào)源發(fā)出并通過合路器合路后，進(jìn)入到電視接收機(jī)。

測(cè)試信號(hào)和干擾信號(hào)的具體頻點(diǎn)如下表所示：

下圖可以更直觀的看一下各信號(hào)頻率的分布情況以及PR的定義，可知LTE作為干擾信號(hào)，其頻帶邊緣與電視信號(hào)頻譜邊緣的guard band從1MHz，9MHz，17MHz......以8M遞增。

報(bào)告中共對(duì)4種不同類型的DVB-T2電視接收機(jī)進(jìn)行了同等條件下的測(cè)試及對(duì)比，這里我們就以CH48（690MHz）信道的測(cè)試結(jié)果為例看一下實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)結(jié)果：

1. 從下表看出4種接收機(jī)的同道AWGN干擾下的PR基本一致

2. 下表是針對(duì)不同的電視接收機(jī)，在不同的電視輸入信號(hào)功率（C)條件下的干擾功率（I)變化情況。決定PR的方法是通過C/I測(cè)試曲線得到的，C-I的值即為PR，通過測(cè)量不同想要信號(hào)的功率等級(jí)，一般是在靈敏度基礎(chǔ)上+5, +10, +20, +30, +40, +50, +60, +70 和+80 dB直至擴(kuò)展至接收機(jī)最大動(dòng)態(tài)功率。

3. 下表是不同接收機(jī)PR的結(jié)果，所以PR表面上并不取決于想要信號(hào)功率，而取決于C與I的差值，是在進(jìn)入Oth之前的線性區(qū)域的差值，即想要信號(hào)較小時(shí)，干擾信號(hào)也相對(duì)較小時(shí)的取值。

4. 下表是Oth的值，由于任何接收機(jī)都不是理想的線性系統(tǒng)，當(dāng)信號(hào)功率和干擾功率同時(shí)加大到一定程度，進(jìn)入非線性區(qū)時(shí)，就得到了Oth的值。從下表可知，在guard band為1MHz時(shí)，LTE最大允許信號(hào)功率為-15～-5dBm/10MHz，換算成MHz為-25 ～ -15 dBm/MHz；在guard band為9MHz處，LTE最大允許信號(hào)功率為-5～-4dBm/10MHz，換算成MHz為-15 ～ -14 dBm/MHz。比1M間隔大致改善10dB（大多數(shù)接收機(jī)），和改善1dB（少數(shù)接收機(jī)）；在guard band大于9MHz以外的LTE信號(hào)，連續(xù)4個(gè)載波對(duì)電視接收機(jī)的影響基本保持不變。

5. 下表是LTE UE對(duì)電視干擾的Oth值：在guard band為1MHz時(shí)，LTE UE最大允許信號(hào)功率為-19～+5dBm/10MHz（根據(jù)不同的接收機(jī)），即-29 ～ -5 dBm/MHz；在guard band為9MHz處，LTE UE最大允許信號(hào)功率為-15～+8dBm/10MHz = -25 ～ -2 dBm/MHz。比1M間隔大致改善3～4dB；在guard band大于9MHz以外的LTE UE信號(hào)，連續(xù)4個(gè)載波對(duì)電視接收機(jī)的影響基本保持不變。

上述的測(cè)試結(jié)果為L(zhǎng)TE信號(hào)對(duì)電視接收機(jī)的干擾研究，假設(shè)用它的結(jié)論去推算5G NR會(huì)有什么結(jié)果呢？按照下表5G NR的700M頻段劃分，使用Band28規(guī)定的頻點(diǎn)，在guard band為1MHz時(shí)，如果不希望對(duì)上述電視接收機(jī)產(chǎn)生非線性，無論是下行還是上行發(fā)射功率，最大不能超過+5dBm/10MHz= +8dBm/20MHz；如果guard band為9MHz，根據(jù)不同接收機(jī)性能，則可以提高至少3dB，或者12dB的功率。但即使是干擾信號(hào)在60MHz以外，最大也不能超過+9dBm/10MHz=+12dBm/20MHz，也是挑戰(zhàn)極大。

干擾分析還有很多其他的方面，如同道，和多種干擾信號(hào)并存，等等。以及廣播電視發(fā)射對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的影響也必須同樣考慮。

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