图1 大气波导与远端干扰
2、大气波导特征研究
(1)时间特征
由于大气波导传播的信号比由电离层反射传播的信号稳定,因此往往可以持续几个小时。根据统计,出现时间集中在凌晨1:00到上午9:00之问。
(2)尺度特征
海洋性大气环境中,由于其水平均匀性较好,更容易形成大气波导现象产生的条件,所以出现频率也相对较高。而在陆地性大气环境中,由于地形影响经常破坏边界层的大气均匀性,只有在沙漠或荒芜地区比较容易出现大气波导现象。
(3)地域特征
大气波导是一种特殊天气下形成的大气对电磁波的折射效应,各地分布不同。南海地区春秋冬季出现较多,东部沿海夏秋季出现较多,西北地区春秋冬季出现较多。东南部波导现象傍晚多于早上,西北地区则是早上多于晚上。
(4)时频域特征
根据反向频谱解析发现,大气波导在时域上具有持续、稳定的干扰,符号间具有较为明显的“斜坡”特征。频域上无明显特征,通常整个频带内的干扰都有抬升,如图2所示。
三、远端同频干扰解决方案研究
由于大气波导现象本身的复杂性,在设计解决方案时必须兼顾干扰检测和规避机制的灵活性和一致性。鉴于此,本文主要从三个方而入手,提出了一种系统化的应对解决方案。
1、干扰源定位
TD-LTE系统设计了两种同步序列,分别是主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)。各小区在不同的帧号上周期性地发送这些特征序列,用户终端(UE)在下行时隙通过它们来解析唯一的物理小区工ID(PCI)。
通过前文分析可知,大气波导引发的远端同频干扰主要是远端小区的下行信号落到近端小区的上行时隙里造成近端小区下的UE无法正常在上行时隙里发送消息。可以采用具有良好相关性的时域ZC序列,在近端小区的UpPTS和正常上行子帧上通过特征序列的检测,解析干扰小区的PCI。
目前普遍采用长度为62的ZC序列,根据仿真结果可知由于序列长度较短且不完全正交,自相关和互相关性较差,相关峰值比噪声高4dB,抑制干扰和噪声的能力较弱,具体如图3所示。