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5G终端LTE和NR互干扰的来源分析及解决方案


  来源: 电子发烧友 时间:2018-08-21 编辑:思扬
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5G标准制定正在如火如荼地讨论中,未来的终端势必将同时支持LTE和5G NR等多种制式。当终端的LTE和5G NR收发链路同时工作时,在很多频段组合下会发生相互干扰,造成灵敏度回退[1-2],甚至导致这些频段组合最终无法在现网中应用。因此需要对终端内部的互干扰进行深入分析。

1.终端互干扰背景

1.1 互干扰来源与分类

终端内互干扰主要来源于射频前端器件的非线性。非线性器件可划分为无源和有源两大类。其中非线性无源器件包括滤波器、双工器等;非线性有源器件包括开关、PA(功率放大器)、调谐电路等。无源器件产生的谐波及互调干扰一般要弱于有源器件。在有源器件中PA是主要的非线性来源。
描述非线性器件输入输出信号的泰勒级数展开式是:

y=f(v)=a0+a1v+a2v2+a3v3+a4v4+a5v5+… (1)

其中,v为输入信号,y为输出信号。

当输入为单音信号coswt时,输出信号就包含了2wt、3wt等高次谐波分量。如谐波落入另一接收频段时就造成了谐波干扰,如图1所示。该干扰多发生在低频发射和高频接收同时进行的场景。

当输入信号包含多个频率分量时,输出就包含了这些频率分量的各阶互调产物。以输入两个频率分量cosw1t和cosw2t为例,输出会包含二阶互调(w1±w2)、三阶互调(2w1±w2、w1±2w2)等。如互调产物落入接收频段就会造成互调干扰。该干扰多发生在高低频同发场景,外界信号倒灌入UE发射链路场景等,如LTE语音和5G数据并发,LTE信令和5G数据并发等。互调失真中二阶和三阶失真幅度最大,阶数越高失真幅度越小,一般来说三阶以上互调失真幅度较小在多数场景下带来的影响可不考虑。

此外,谐波混频干扰也是需要注意的干扰场景,该干扰将在第5章节进行全面讨论,此处不赘述。


图1 互干扰分类


1.2 典型频段的互干扰

目前3.3 GHz—4.2 GHz频段(以下简称3.5 GHz频段)是5G的重点部署频段,对其造成严重干扰的信号多为低频信号产生的二次谐波/三次谐波、二阶互调/三阶互调等。

以B3与3.5 GHz的互干扰为例,如图2所示。B3上行的二次谐波会对3.5 GHz下行造成二次谐波干扰。B3上行与3.5 GHz上行的二阶互调产物会对B3的下行接收造成干扰。此外还有更高阶的四阶互调和五阶互调干扰等。


图2 B3与3.5 GHz互干扰


下面将对互干扰情况做进一步的分析。为简化分析,假定终端同时支持LTE和5G,在天线架构上分为LTE与5G共天线和独立天线两种架构。下面将依次分析谐波干扰、互调干扰及谐波混频干扰。

2.谐波干扰

2.1 共天线架构

当LTE与5G采用共天线架构时,B3 PA输出的二次谐波对3.5 GHz接收通路的影响主要分为以下三部分,具体干扰路径如图3所示。

一部分谐波经过B3 Duplexer-》Harmonic Filter-》Switch-》Triplexer-》Switch-》3.5 GHz Filter-》Switch-》LNA,之后进入RFIC主接收通道,带来干扰。

一部分谐波与上述类似,经过天线空口辐射耦合进入辅接收通道。

另有一部分B3 PA输出的谐波经过PCB板直接耦合进入3.5 GHz主接收和辅接收通道,带来干扰。

对于上述经发射和接收通路进入3.5 GHz LNA输入端的谐波干扰,一般采用谐波抑制滤波器(Harmonic Filter)来降低干扰。



图3 共天线谐波干扰表1为前端器件的典型参数,可用于对谐波干扰进行分析计算。

关键词:谐波 5G 终端    浏览量:3692

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