3 5G终端双连接自干扰解决方案
目前业界关于谐波干扰问题的解决方案包括提升射频前端器件性能指标、增加干扰消除电路、上下行频分调度、上下行时分调度等。而对于互调干扰问题则讨论采用上下行频分调度或上下行时分调度方案来解决。然而关于问题导致的严重性以及现有解决方法的可行性与有效性有待进一步进行研究验证。
3.1 提升射频器件性能
(1)减小PA非线性
造成终端谐波干扰的根本原因在于器件的非线性(如图3所示),因此,提高器件的性能是减少终端谐波干扰的最根本的解决方法。通过研究器件非线性与相关性能指标的关系,优化相关性能指标,从而减少器件非线性。目前3GPP RAN4正在讨论5G终端在上述谐波干扰问题存在时,其性能指标是否能够相比于LTE有进一步优化的空间。
(2)PA后增加滤波器
在PA输出端增加谐波滤波器,对谐波进行抑制。此方法实现简单,成本较低,但通过增加滤波器仅能消除部分由发射天线输出的谐波干扰信号,对于PA输出PCB的谐波信号不能完全抑制,因此,可考虑将此方法与其余方法协同综合使用。
3.2 增加干扰消除电路
参考全双工自干扰消除方法[9-10],如模拟域消除法与数字域消除法。模拟电路域自干扰消除通过模拟电路设计重建自干扰信号并从接收信号中直接减去重建的自干扰信号,数字域自干扰消除方法主要依靠对自干扰进行参数估计和重建后,从接收信号中减去重建的自干扰来消除残留的自干扰。
3.3 频分调度
根据上行分配结果确定下行分配的频率资源。例如不使用谐波主瓣或互调信号对应的频谱,降低谐波旁瓣对应频谱的使用频次,正常使用非谐波或互调信号对应的频谱。这种方法对网络有改造要求,并且可能会因避开干扰频谱造成网络峰值速率有所降低。
3.4 时分调度
按上下行时隙配比进行时分调度,网络给出上下行时隙配比,终端根据配比合理控制收发。例如:对于谐波干扰,当LTE发时,NR侧暂停接收;对于互调干扰,当LTE与NR同时双发的时候,LTE侧暂停接收,或者不进行同时双发,上行只进行单频单发,即同一时间只选择LTE发送或者NR发送。
4 运营商策略建议
目前工信部虽然对5G在中频段内的频率范围进行了划分,但未明确各运营商批准商用的频率使用范围。根据理论计算可知,部分运营商原LTE网络使用的频段(如中国电信与中国联通的LTE FDD的B3频段)对应的二次谐波均落入目前批准使用的3.4 GHz—3.6 GHz频段范围内。运营商根据目前频段现状,关于5G网络部署可选择采取以下应对策略:(1)网络直接采用SA架构进行部署,终端采用单射频同一时间只连接LTE网络或5G网络的方案,从而规避双连接带来的自干扰问题;(2)两手准备,即一方面避免被分配到容易造成谐波或互调干扰的5G频段,另一方面对现有干扰消除方案进行充分试验验证,平衡不同方案在代价与性能间的关系,并尽快对可行有效的方案进行标准化。
3 5G终端双连接自干扰解决方案
目前业界关于谐波干扰问题的解决方案包括提升射频前端器件性能指标、增加干扰消除电路、上下行频分调度、上下行时分调度等。而对于互调干扰问题则讨论采用上下行频分调度或上下行时分调度方案来解决。然而关于问题导致的严重性以及现有解决方法的可行性与有效性有待进一步进行研究验证。
3.1 提升射频器件性能
(1)减小PA非线性
造成终端谐波干扰的根本原因在于器件的非线性(如图3所示),因此,提高器件的性能是减少终端谐波干扰的最根本的解决方法。通过研究器件非线性与相关性能指标的关系,优化相关性能指标,从而减少器件非线性。目前3GPP RAN4正在讨论5G终端在上述谐波干扰问题存在时,其性能指标是否能够相比于LTE有进一步优化的空间。
(2)PA后增加滤波器
在PA输出端增加谐波滤波器,对谐波进行抑制。此方法实现简单,成本较低,但通过增加滤波器仅能消除部分由发射天线输出的谐波干扰信号,对于PA输出PCB的谐波信号不能完全抑制,因此,可考虑将此方法与其余方法协同综合使用。
3.2 增加干扰消除电路
参考全双工自干扰消除方法[9-10],如模拟域消除法与数字域消除法。模拟电路域自干扰消除通过模拟电路设计重建自干扰信号并从接收信号中直接减去重建的自干扰信号,数字域自干扰消除方法主要依靠对自干扰进行参数估计和重建后,从接收信号中减去重建的自干扰来消除残留的自干扰。
3.3 频分调度
根据上行分配结果确定下行分配的频率资源。例如不使用谐波主瓣或互调信号对应的频谱,降低谐波旁瓣对应频谱的使用频次,正常使用非谐波或互调信号对应的频谱。这种方法对网络有改造要求,并且可能会因避开干扰频谱造成网络峰值速率有所降低。
3.4 时分调度
按上下行时隙配比进行时分调度,网络给出上下行时隙配比,终端根据配比合理控制收发。例如:对于谐波干扰,当LTE发时,NR侧暂停接收;对于互调干扰,当LTE与NR同时双发的时候,LTE侧暂停接收,或者不进行同时双发,上行只进行单频单发,即同一时间只选择LTE发送或者NR发送。
4 运营商策略建议
目前工信部虽然对5G在中频段内的频率范围进行了划分,但未明确各运营商批准商用的频率使用范围。根据理论计算可知,部分运营商原LTE网络使用的频段(如中国电信与中国联通的LTE FDD的B3频段)对应的二次谐波均落入目前批准使用的3.4 GHz—3.6 GHz频段范围内。运营商根据目前频段现状,关于5G网络部署可选择采取以下应对策略:(1)网络直接采用SA架构进行部署,终端采用单射频同一时间只连接LTE网络或5G网络的方案,从而规避双连接带来的自干扰问题;(2)两手准备,即一方面避免被分配到容易造成谐波或互调干扰的5G频段,另一方面对现有干扰消除方案进行充分试验验证,平衡不同方案在代价与性能间的关系,并尽快对可行有效的方案进行标准化。
举报