2024年3月27日发(作者：撒丽佳)
“5G业务与应用”专题
5G NSA场景下终端自干扰问题对网络性能的
影响分析
许珺
，
李佳俊
，
李轶群
，
胡荣贻
（中国联合网络通信集团有限公司网络技术研究院，北京 100048）
【摘 要】
为了分析5G NSA场景下终端自干扰问题对网络性能的影响，首先对5G NSA组网下中国联通Band3+n78终端
自干扰问题进行详细阐述和估算，并参考3GPP协议中对LTE Band3+Band42载波聚合场景的干扰评估结果，
合理推算NSA场景上行双连接状态谐波和交调对中国联通频谱的干扰情况，最后基于现网试验数据建立演算
模型，评估NSA和SA场景下小区远中近点吞吐率，给出相应分析以及问题解决建议。
【关键词】
NSA；终端自干扰；Band3+n78
doi:10.3969/.1006-1010.2018.09.003 中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1006-1010(2018)09-0016-06
引用格式：许珺,李佳俊,李轶群,等. 5G NSA场景下终端自干扰问题对网络性能的影响分析[J]. 移动通信, 2018,42(9): 16-21.
Analysis on Infl uence of UE Self-interference on Network Performance in
5G NSA Scenario
XU Jun, LI Jiajun, LI Yiqun, HU Rongyi
(Network Technology Research Institution of China Unicom, Beijing 100048, China)
[Abstract]
In order to analyze the infl uence of UE self-interference on network performance in 5G NSA scenario, fi rstly, the
self-interference of Band3+n78 UE for China Unicom is elaborated and calculated in 5G NSA scenario. Then,
according to the interference evaluation results of LTE Band3+Band42 carrier aggregation scenario in 3GPP
standard, the interference from the harmonic waves and intercommunication in the uplink double-connection status
in NSA scenario with China Unicom spectrum is feasibly calculated. Finally, the throughput of far, medium and near
points in NSA and SA scenarios are evaluated based on the computational model derived from the experimental data
in existing networks, and the related analysis and solution are presented.
[Key words]
NSA; UE self-interference; Band3+n78
1 引言
5G NSA（Non-Standalone，非独立方式）组网
方案（如图1所示）是一种5G NR（New Radio，新无
线）过渡方案，以提升热点区域带宽作为主要目标，
没有独立信令面，在已部署LTE网络基础上，增加新
的NR频谱资源，是5G NR初期部署的重要备选场景之
收稿日期：2018-02-23
一，因此受到运营商的广泛关注
[1]
。
在NSA网络架构中，要求终端在上行保持LTE频段
和NR频段同时发射，但由于射频器件的非线性特性，
上行双天线同时发射可能会带来交调和谐波干扰问题，
对终端接收机射频指标产生影响，主要体现在MSD
（Maximum Sensitivity Degradation，接收机最大接收灵
敏度回退）指标，而接收机灵敏度下降将导致网络容量
和下行覆盖收缩。因此本文接下来将对5G NSA场景下
终端自干扰问题对网络性能的影响进行分析
[2]
。
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行1 735 MHz—1 765 MHz/下行1 830 MHz—1 860 MHz，
NR n78频谱范围为3 400 MHz—3 600 MHz。
LTE
LTE
NR
NR
3.1 交调产物影响分析及解决方案
（1）频谱分析
以中国联通现有频谱资源为例，在NSA场景中，
当**********和*********上行同时发送信号时，
其产生的二阶和四阶交调产物落入**********下行
频谱范围内，如表1所示，当NR频谱分配3 500 MHz—
图 1 NSA非独立部署组网
3 600 MHz时，与联通1.8G上行频谱产生的二阶交调
干扰1 765 MHz—1 865 MHz，完全包含联通1.8G下行
2 5G终端接收机自干扰来源
2.1 交调干扰
交调干扰是两个足够强的有用信号
f
1
和
f
2
作用于接
收机的非线性射频器件，由于相加性产生干扰信号，
再与本振信号作用后变到中频
f
IF
，落入接收机频谱带
宽内，影响接收机工作
[1]
。交调干扰频率成分可由式
(1)表示：
f
IF
=±
mf
1
±
nf
2
(1)
频段1 830 MHz—1 860 MHz。如表2所示，当NR频谱
分配3 400 MHz—3 500 MHz时，与联通1.8G上行频谱
产生的四阶交调干扰1 705 MHz—1 895 MHz，完全包
含联通1.8G下行频段1 830 MHz—1 860 MHz。换而言
之，无论分配3.5G频段中任意的100 MHz频谱，中国
联通NSA场景都无法避免交调产物的干扰。
表 1 二阶交调产物频谱分析
频谱范围
上行频谱/MHz
二阶交调产物频谱
范围
fLTE_low
1 735
fLTE_high
1 765
fNR_low
3 500
fNR_high
3 600
例如，在两个频谱发送信号，例如
f
1
、
f
2
，组合叠
加形成的信号分量：
f
1
-
f
2
、2
f
1
-
f
2
、2
f
2
-
f
1
等，恰好落入
接收通道频谱范围内，形成交调干扰。交调阶数越高
交调组合方式越多，阶数越高，表示交调产物的干扰
功率越低，干扰问题越小。对于移动通信系统，通常
主要考虑二阶、三阶和四阶交调
[3]
。
fNR_low-fLTE_high
1 765
fNR_high-fLTE_low
1 865
表2 四阶交调产物频谱分析
频谱范围
上行频谱/MHz
四阶交调产物
频谱范围
fLTE_low
1 735
fLTE_high
1 765
fNR_low
3 400
fNR_high
3 500
2.2 谐波干扰
谐波产生的主要原因是由于非线性负载过大，
由于电流经过负载时，和电压不能构成线性关系，所
以谐波会随着非正弦电流产生。谐波属于正弦波的一
种，各个谐波有其自身特定频率、幅度以及相角。当
基波为
f
1
时，二次谐波为2
f
1
，三次谐波为3
f
1
。
例如，在
f
1
上发送信号经过放大后，由于存在非线
性，出现了2
f
1
、
3f
1
等信号分量恰好落入终端接收通道
频谱范围造成
n
次谐波干扰的情况。谐波阶数越高，表
示谐波产物的功率越低，自干扰问题越小
[ 4]
。
3×fLTE_low-fNR_high
1 705
3×fLTE_high-fNR_low
1 895
（2）干扰分析及解决方案
参考3GPP中LTE频谱组合B3+B42（1.8G+3.5G）
的MSD指标，如表3所示，终端满功率发射时的二阶
交调产物将带来的29.8 dB功率回退，四阶交调产物的
MSD为8 dB。目前，交调产物难以通过射频器件设计
层面进行改善，那么对于二阶交调造成的29.8 dB接收
3 NSA Band3+n78场景干扰影响分析
中国联通现有Band3频谱资源上下行各30 MHz，上
功率回退，可预见的是将直接导致LTE下行无法正常
工作，因此根据3GPP标准建议，对于二阶交调产物，
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将通过配置终端为LTE/NR上行时分单发方案，也就
是终端上行发射时LTE和NR时域上交替进行，来消
除交调干扰。在此方案下，若需要使用LTE下行传输
资源，则需要LTE TDD-FDD载波聚合的HARQ反馈
时序。
频谱范围
表4 二次谐波产物频谱分析
fLTE_low
1 735
2×fLTE_low
3 470
fLTE_high
1 765
2×fLTE_high
3 530
上行频谱/MHz
二次谐波产物频谱
范围
3.2 谐波产物影响分析及解决方案
（1）频谱分析
在NSA场景中，当LTE@1.8GHz上行发送信号
时，产生的二次谐波产物落入*********下行频谱
范围内，如表4所示，情况1中1.8G上行1 735 MHz—
1 765 MHz产生的二次谐波落入3 470 MHz—3 530 MHz频
谱，也就是说，无论NR频谱分配3 400 MHz—3 500 MHz
或3 500 MHz—3 600 MHz中任意100 MHz带宽，均会
有30 MHz二次谐波干扰落入NR下行。那么表5中的
情况体现了在分配LTE上行单载波（20 MHz）时，可
以根据NR分配3 400 MHz—3 500 MHz或3 500 MHz—
3 600 MHz，通过灵活调配LTE上行频点1 735 MHz—
1 755 MHz或1 745 MHz—1 765 MHz，尽可能错开干扰
频谱范围，将落入NR下行的二次谐波干扰带宽缩小至
10 MHz。
（2）干扰分析及解决方案
如表6所示，3GPP TS 36.101 V15.0.0中描述了当
存在二次谐波时，MSD值为20 dB~22 dB左右。
同时，可以从图2观察二次谐波功率与频谱之间的
关系，二次谐波第二旁瓣比主瓣功率衰减了-15 dB，
也就是说二次谐波的干扰功率主要集中在主瓣上。那
么，进一步分析主瓣功率与频谱之间的关系，不难看
出在主瓣窗口中谐波功率在频谱上近似均匀分布。由
此，结合前面对二次谐波的频谱分析，仅有1/4或1/2二
次谐波落入NR频谱，当终端处于非小区近点且满功率
发射，联通NR受到的二次谐波干扰最大功率回退仅为
1/4或1/2，加之考虑到NR终端的4根天线的自然物理隔
离属性，至少2根天线不受二次谐波干扰。
那么，当处于小区极近点的终端，其发射功率较
小（可达0 dBm甚至更低），因此二次谐波对NR的下
表3 2DL/2UL带间参考灵敏度QPSK PREFSENS
[5]
E-UTRA Band/Channel bandwidth/NRB/Duplex mode
EUTRA CA
Confi guration
EUTRA band
3
CA_3A-42A
42
CA_3A-42A3
3 575
1 765
5
5
25
25
3 575
1 860
N/A
8.0
TDD
FDD
N/A
IMD4
UL
F
c
/
MHz
1 740
UL/DL BW/
MHz
5
UL
CLRB
25
Source of IMD
DL
F
c
/MHz
1 835
MSD/dB
29.8
Duplex mode
FDDIMD2
表5 LTE上行20 MHz单载波产生二次谐波干扰频谱
频谱范围
上行频谱/MHz
fLTE_low
1 735
2×fLTE_low
二次谐波产物频谱范围/MHz
3 4703 5103 4903 530
fLTE_high
1 755
2×fLTE_high
fLTE_low
1 745
2×fLTE_low
fLTE_high
1 765
2×fLTE_high
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表6 载波聚合接收机灵敏度QPSK PREFSENS, CA
[5]
Channel bandwidth
EUTRA CA Confi gurationEUTRA band1.4 MHz/dBm
3
42
3
42
-
-
-
-
3 MHz/
dBm
-
-
-
-
5 MHz/
dBm
-96.8
-71.7
-96.8
-97.1
10 MHz/
dBm
-93.8
-71.7
-93.8
-94.7
15 MHz/
dBm
-92
-71.7
-92
-93.2
20 MHz/
dBm
-90.8
-71.7
-90.8
-92.5
Duplex mode
CA_3A-42C
FDD
TDD
FDD
TDD
CA_3A-42C
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
-4
squared
20 MHz带宽，上行支持双载波30 MHz带宽/单载波
20 MHz带宽、4×4 MIMO。
根据谐波和交调干扰终端下行接收SNR回退值，
参考LTE FDD 4×4 MIMO/4×2 MIMO/2×2 MIMO现
网实测数据，建立SNR与吞吐率映射模型。
功
率
/
d
B
-3-2-101234
×10
7
4.2 结果及分析
（1）四阶交调干扰影响
在NSA场景下，LTE DL 50 MHz/UL 20 MHz
+NR@3 400 MHz—3 500 MHz采用上行双发射方案，
根据上文所述，将对LTE下行产生8 dB功率回退，其
干扰对吞吐率影响如表7所示。在不考虑谐波干扰的情
况下，NR@3 500 MHz—3 600 MHz对吞吐率的影响如
表8所示，作为无四阶交调干扰的吞吐率基准，通过比
较得到，NSA在近、中、远点吞吐率折损为13.90%、
15.70%、40.00%。
图 2 二次谐波功率与频谱带宽关系
行峰值速率的影响较小。
未来预计在射频器件层面，通过谐波陷波滤波
器、PCB隔离、匹配电路、器件性能等手段有望进一
步改善二次谐波所导致的MSD，因此从对终端接收机
射频指标的影响来看，与谐波导致的MSD相比，交调
导致的MSD更为严重。
4 5G终端自干扰对NSA容量影响评估
4.1 条件及方法
首先确定5G终端射频能力为NR 2Tx4Rx、LTE
1Tx4Rx，对于二次谐波干扰，考虑终端天线天然物
理隔离，NR接收天线中有两路下行接收不受谐波干
扰影响，另外两路受二次谐波干扰的MSD分别为8 dB
和20 dB。四阶交调干扰直接导致LTE接收灵敏度降
低8 dB。NSA场景网络能力，NR配置100 MHz带宽
（3 400 MHz—3 500 MHz/3 500 MHz—3 600 MHz）、
4×4 MIMO、上下行资源配比1:3（特殊时隙配比
10:2:2）；LTE下行支持三载波50 MHz带宽/单载波
表 7 LTE DL 50 MHz/UL 20 MHz+NR@3 400 MHz—
3 500 MHz对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
NR+LTE
MIMO
4×4 MIMO
（无谐波干扰）
2
485.6
189.28
701.53
403.48
137.42
697.08
393.45
131.85
SA
NR
1
485.6
228.56
-
-
-
下行峰值速率/Mbit·s
-1
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20
dB）下行
中点（SNR=10
dB）下行
远点（SNR=0
dB）下行
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表8 LTE DL 50 MHz/UL 20 MHz+NR 3 500 MHz—3 600 MHz
对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
NR+LTE
MIMO
4×4
MIMO
（无谐波干扰）
2
485.60
94.64
814.03
478.48
229.92
809.58
468.45
224.35
SA
NR
1
485.60
228.56
486.53
285.98
137.42
率最多可降低21.20%，因此建议在极好点位置终端上
行可采用NR和LTE双发射方案，其它场景建议采用单
发射方案。
（2）二次谐波干扰影响
根据上文所述，在NSA场景下，NR@3 500 MHz —
3 600 MHz仅仅存在二次谐波干扰的问题，LTE DL
50 MHz/UL 20 MHz+NR@3 500 MHz—3 600 MHz和
LTE DL 50 MHz/UL30 MHz+NR@3 500 MHz—
3 600 MHz的干扰带宽分别为10 MHz和30 MHz，如
表10和表11所示。如以无谐波干扰作为吞吐率基准，
那么可以比较得到，当NR下行受到30 MHz带宽二次
下行峰值速率/Mbit·s
-1
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20 dB）下行
中点（SNR=10 dB）下行
远点（SNR=0 dB）下行
那么，对于LTE DL 20 MHz的情况下，四阶交调
干扰对吞吐率的影响如表9所示。在不考虑谐波干扰
的情况下，NR@3 500 MHz—3 600 MHz对吞吐率的影
响如表10所示，作为无四阶交调干扰的吞吐率基准，
通过比较得到，NSA在近、中、远点吞吐率折损为
7.30%、8.30%、21.20%。可以看出NSA存在四阶交调
场景将对网络性能产生较大影响，小区近点下行吞吐
谐波干扰时，NSA在近、中、远点吞吐率折损分别为
2.00%、7.40%、12.40%；当NR下行受到10 MHz带宽
二次谐波干扰时，NSA在近、中、远点吞吐率折损分
别为0.80%、2.50%、4.40%。
由此可以看出，二次谐波干扰对小区近点下行吞
吐率影响较小，在小区远点吞吐率最多降低4.40%。
（3）NSA与SA容量增益对比分析
表10 LTE DL 20 MHz/UL 20 MHz+NR3 500 MHz—3 600 MHz
对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
NR+LTE
MIMO
4×4
（无谐波干扰）
MIMO
1 885.60
94.64
617.53
362.98
174.42
613.08
352.95
168.85
SA
NR
表9 LTE DL 20 MHz/UL 20 MHz+NR3 400 MHz—3 500 MHz
对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
MIMO
（无谐波干扰）
1 885.60
189.28
572.53
332.98
137.42
568.08
322.95
131.85
NR+LTE
4×4
MIMO
SA
NR
1 485.60
228.56
486.53
285.98
137.42
下行峰值速率/Mbit·s
-1
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20 dB）下行
中点（SNR=10 dB）下行
远点（SNR=0d B）下行
下行峰值速率/Mbit·s
-1
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20 dB）下行
中点（SNR=10 dB）下行
远点（SNR=0 dB）下行
1 485.60
228.56
486.53
285.98
137.42
表12 NSA与SA吞吐率增益
NR/LTE配置
NRLTE
DL50M/UL20M
4×4 MIMO
DL50M/UL30M
DL20M/UL20M
近点
（SNR=20 dB）/%
66.50
64.60
26.10
吞吐率增益
中点
（SNR=10 dB）/%
64.20
56.60
23.40
远点
（SNR=0 dB）/%
63.40
62.80
23.40
NR@3 400 MHz—
3 500 MHz/3 500 MHz
—3 600 MHz
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表11 LTE DL 50 MHz/UL 30 MHz+NR3 500 MHz—3 600 MHz
对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
NR+LTE
MIMO
4×4 MIMO
（无谐波干扰）
-1
Technology: Radio Access Architecture and Interfaces[S].
2017.
[3] 张琰,高本庆,刘瑞祥. 接收机互调与交调干扰分析与计
算[C]//全国电磁兼容学术会议, 1999.
[4] 赖少康. 二次谐波在发射机中的影响[J]. 科技传播,
2015,7(6): 95-96.
[5] 3GPP TS 36.101. Evolved Universal Terrestrial Radio
Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio
transmission and reception V15.0.0[S]. 2017. ★
SA
NR
下行峰值速率/Mbit·s
2 485.60
113.39
814.03
478.48
229.92
800.66
448.40
213.21
1 485.60
228.56
486.53
285.98
137.42
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20 dB）下行
中点（SNR=10 dB）下行
远点（SNR=0 dB）下行
NSA相比SA场景，在NR的基础上叠加了
LTE的吞吐率，理论上NSA峰值比SA下行将增加
150
Mbit·s
-1
~1 Gbit·s
-1
。那么以SA场景吞吐率作为基
准，NSA下行吞吐率最大提升66.50%。
5 结束语
本文以中国联通频谱资源为例，通过计算终端二次
谐波和交调干扰，评估NSA组网带来的网络容量影响：
二阶交调产物可以通过配置终端为LTE/NR上行时分单
发方案，此时上行峰值速率减半；四阶交调产物将导致
下行峰值速率降低21.20%；二次谐波干扰对小区近点下
行吞吐率影响较小，下行峰值速率最多降低2%。
NSA是电信运营商后续LTE和NR融合演进的重
点潜在场景，而Band3和n78又是全球主流运营商部署
LTE和NR sub-6G的主力频谱资源，因此Band3+n78带
来的终端自干扰问题成为NSA场景部署难以回避的问
题。如何真正有效解决终端自干扰将是运营商持续关
注的重点，同时也会影响运营商5G初期SA或NSA选择
以及5G NR频谱申请策略和部署规划等问题的决策。
作者简介
许珺
：
工程师
，
硕士毕业于法国南
特综合理工学院
，
现任职于中国联
合网络通信集团有限公司网络技术
研究院
，
从事终端与网络协同发展
研究工作
。
李佳俊
：
高级工程师
，
博士毕业于
北京交通大学
，
现任职于中国联合
网络通信集团有限公司网络技术研
究院
，
从事终端与网络协同发展研
究工作
。
参考文献：
[1] S2微沙龙. 5G中不容忽视的终端自干扰问题[EB/
OL]. (2017-09-13)[2018-02-23]. /
a/191766569_340656.
[2] 3GPP TS 38.801 V15.0.0 Study on New Radio Access
李轶群
：
高级工程师
，
博士毕业于
北京邮电大学
，
现任职于中国联合
网络通信集团有限公司网络技术研
究院
，
从事无线通信相关业务和技
术研究工作
。
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5G NSA场景下终端自干扰问题对网络性能的
影响分析
许珺
，
李佳俊
，
李轶群
，
胡荣贻
（中国联合网络通信集团有限公司网络技术研究院，北京 100048）
【摘 要】
为了分析5G NSA场景下终端自干扰问题对网络性能的影响，首先对5G NSA组网下中国联通Band3+n78终端
自干扰问题进行详细阐述和估算，并参考3GPP协议中对LTE Band3+Band42载波聚合场景的干扰评估结果，
合理推算NSA场景上行双连接状态谐波和交调对中国联通频谱的干扰情况，最后基于现网试验数据建立演算
模型，评估NSA和SA场景下小区远中近点吞吐率，给出相应分析以及问题解决建议。
【关键词】
NSA；终端自干扰；Band3+n78
doi:10.3969/.1006-1010.2018.09.003 中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1006-1010(2018)09-0016-06
引用格式：许珺,李佳俊,李轶群,等. 5G NSA场景下终端自干扰问题对网络性能的影响分析[J]. 移动通信, 2018,42(9): 16-21.
Analysis on Infl uence of UE Self-interference on Network Performance in
5G NSA Scenario
XU Jun, LI Jiajun, LI Yiqun, HU Rongyi
(Network Technology Research Institution of China Unicom, Beijing 100048, China)
[Abstract]
In order to analyze the infl uence of UE self-interference on network performance in 5G NSA scenario, fi rstly, the
self-interference of Band3+n78 UE for China Unicom is elaborated and calculated in 5G NSA scenario. Then,
according to the interference evaluation results of LTE Band3+Band42 carrier aggregation scenario in 3GPP
standard, the interference from the harmonic waves and intercommunication in the uplink double-connection status
in NSA scenario with China Unicom spectrum is feasibly calculated. Finally, the throughput of far, medium and near
points in NSA and SA scenarios are evaluated based on the computational model derived from the experimental data
in existing networks, and the related analysis and solution are presented.
[Key words]
NSA; UE self-interference; Band3+n78
1 引言
5G NSA（Non-Standalone，非独立方式）组网
方案（如图1所示）是一种5G NR（New Radio，新无
线）过渡方案，以提升热点区域带宽作为主要目标，
没有独立信令面，在已部署LTE网络基础上，增加新
的NR频谱资源，是5G NR初期部署的重要备选场景之
收稿日期：2018-02-23
一，因此受到运营商的广泛关注
[1]
。
在NSA网络架构中，要求终端在上行保持LTE频段
和NR频段同时发射，但由于射频器件的非线性特性，
上行双天线同时发射可能会带来交调和谐波干扰问题，
对终端接收机射频指标产生影响，主要体现在MSD
（Maximum Sensitivity Degradation，接收机最大接收灵
敏度回退）指标，而接收机灵敏度下降将导致网络容量
和下行覆盖收缩。因此本文接下来将对5G NSA场景下
终端自干扰问题对网络性能的影响进行分析
[2]
。
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行1 735 MHz—1 765 MHz/下行1 830 MHz—1 860 MHz，
NR n78频谱范围为3 400 MHz—3 600 MHz。
LTE
LTE
NR
NR
3.1 交调产物影响分析及解决方案
（1）频谱分析
以中国联通现有频谱资源为例，在NSA场景中，
当**********和*********上行同时发送信号时，
其产生的二阶和四阶交调产物落入**********下行
频谱范围内，如表1所示，当NR频谱分配3 500 MHz—
图 1 NSA非独立部署组网
3 600 MHz时，与联通1.8G上行频谱产生的二阶交调
干扰1 765 MHz—1 865 MHz，完全包含联通1.8G下行
2 5G终端接收机自干扰来源
2.1 交调干扰
交调干扰是两个足够强的有用信号
f
1
和
f
2
作用于接
收机的非线性射频器件，由于相加性产生干扰信号，
再与本振信号作用后变到中频
f
IF
，落入接收机频谱带
宽内，影响接收机工作
[1]
。交调干扰频率成分可由式
(1)表示：
f
IF
=±
mf
1
±
nf
2
(1)
频段1 830 MHz—1 860 MHz。如表2所示，当NR频谱
分配3 400 MHz—3 500 MHz时，与联通1.8G上行频谱
产生的四阶交调干扰1 705 MHz—1 895 MHz，完全包
含联通1.8G下行频段1 830 MHz—1 860 MHz。换而言
之，无论分配3.5G频段中任意的100 MHz频谱，中国
联通NSA场景都无法避免交调产物的干扰。
表 1 二阶交调产物频谱分析
频谱范围
上行频谱/MHz
二阶交调产物频谱
范围
fLTE_low
1 735
fLTE_high
1 765
fNR_low
3 500
fNR_high
3 600
例如，在两个频谱发送信号，例如
f
1
、
f
2
，组合叠
加形成的信号分量：
f
1
-
f
2
、2
f
1
-
f
2
、2
f
2
-
f
1
等，恰好落入
接收通道频谱范围内，形成交调干扰。交调阶数越高
交调组合方式越多，阶数越高，表示交调产物的干扰
功率越低，干扰问题越小。对于移动通信系统，通常
主要考虑二阶、三阶和四阶交调
[3]
。
fNR_low-fLTE_high
1 765
fNR_high-fLTE_low
1 865
表2 四阶交调产物频谱分析
频谱范围
上行频谱/MHz
四阶交调产物
频谱范围
fLTE_low
1 735
fLTE_high
1 765
fNR_low
3 400
fNR_high
3 500
2.2 谐波干扰
谐波产生的主要原因是由于非线性负载过大，
由于电流经过负载时，和电压不能构成线性关系，所
以谐波会随着非正弦电流产生。谐波属于正弦波的一
种，各个谐波有其自身特定频率、幅度以及相角。当
基波为
f
1
时，二次谐波为2
f
1
，三次谐波为3
f
1
。
例如，在
f
1
上发送信号经过放大后，由于存在非线
性，出现了2
f
1
、
3f
1
等信号分量恰好落入终端接收通道
频谱范围造成
n
次谐波干扰的情况。谐波阶数越高，表
示谐波产物的功率越低，自干扰问题越小
[ 4]
。
3×fLTE_low-fNR_high
1 705
3×fLTE_high-fNR_low
1 895
（2）干扰分析及解决方案
参考3GPP中LTE频谱组合B3+B42（1.8G+3.5G）
的MSD指标，如表3所示，终端满功率发射时的二阶
交调产物将带来的29.8 dB功率回退，四阶交调产物的
MSD为8 dB。目前，交调产物难以通过射频器件设计
层面进行改善，那么对于二阶交调造成的29.8 dB接收
3 NSA Band3+n78场景干扰影响分析
中国联通现有Band3频谱资源上下行各30 MHz，上
功率回退，可预见的是将直接导致LTE下行无法正常
工作，因此根据3GPP标准建议，对于二阶交调产物，
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将通过配置终端为LTE/NR上行时分单发方案，也就
是终端上行发射时LTE和NR时域上交替进行，来消
除交调干扰。在此方案下，若需要使用LTE下行传输
资源，则需要LTE TDD-FDD载波聚合的HARQ反馈
时序。
频谱范围
表4 二次谐波产物频谱分析
fLTE_low
1 735
2×fLTE_low
3 470
fLTE_high
1 765
2×fLTE_high
3 530
上行频谱/MHz
二次谐波产物频谱
范围
3.2 谐波产物影响分析及解决方案
（1）频谱分析
在NSA场景中，当LTE@1.8GHz上行发送信号
时，产生的二次谐波产物落入*********下行频谱
范围内，如表4所示，情况1中1.8G上行1 735 MHz—
1 765 MHz产生的二次谐波落入3 470 MHz—3 530 MHz频
谱，也就是说，无论NR频谱分配3 400 MHz—3 500 MHz
或3 500 MHz—3 600 MHz中任意100 MHz带宽，均会
有30 MHz二次谐波干扰落入NR下行。那么表5中的
情况体现了在分配LTE上行单载波（20 MHz）时，可
以根据NR分配3 400 MHz—3 500 MHz或3 500 MHz—
3 600 MHz，通过灵活调配LTE上行频点1 735 MHz—
1 755 MHz或1 745 MHz—1 765 MHz，尽可能错开干扰
频谱范围，将落入NR下行的二次谐波干扰带宽缩小至
10 MHz。
（2）干扰分析及解决方案
如表6所示，3GPP TS 36.101 V15.0.0中描述了当
存在二次谐波时，MSD值为20 dB~22 dB左右。
同时，可以从图2观察二次谐波功率与频谱之间的
关系，二次谐波第二旁瓣比主瓣功率衰减了-15 dB，
也就是说二次谐波的干扰功率主要集中在主瓣上。那
么，进一步分析主瓣功率与频谱之间的关系，不难看
出在主瓣窗口中谐波功率在频谱上近似均匀分布。由
此，结合前面对二次谐波的频谱分析，仅有1/4或1/2二
次谐波落入NR频谱，当终端处于非小区近点且满功率
发射，联通NR受到的二次谐波干扰最大功率回退仅为
1/4或1/2，加之考虑到NR终端的4根天线的自然物理隔
离属性，至少2根天线不受二次谐波干扰。
那么，当处于小区极近点的终端，其发射功率较
小（可达0 dBm甚至更低），因此二次谐波对NR的下
表3 2DL/2UL带间参考灵敏度QPSK PREFSENS
[5]
E-UTRA Band/Channel bandwidth/NRB/Duplex mode
EUTRA CA
Confi guration
EUTRA band
3
CA_3A-42A
42
CA_3A-42A3
3 575
1 765
5
5
25
25
3 575
1 860
N/A
8.0
TDD
FDD
N/A
IMD4
UL
F
c
/
MHz
1 740
UL/DL BW/
MHz
5
UL
CLRB
25
Source of IMD
DL
F
c
/MHz
1 835
MSD/dB
29.8
Duplex mode
FDDIMD2
表5 LTE上行20 MHz单载波产生二次谐波干扰频谱
频谱范围
上行频谱/MHz
fLTE_low
1 735
2×fLTE_low
二次谐波产物频谱范围/MHz
3 4703 5103 4903 530
fLTE_high
1 755
2×fLTE_high
fLTE_low
1 745
2×fLTE_low
fLTE_high
1 765
2×fLTE_high
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表6 载波聚合接收机灵敏度QPSK PREFSENS, CA
[5]
Channel bandwidth
EUTRA CA Confi gurationEUTRA band1.4 MHz/dBm
3
42
3
42
-
-
-
-
3 MHz/
dBm
-
-
-
-
5 MHz/
dBm
-96.8
-71.7
-96.8
-97.1
10 MHz/
dBm
-93.8
-71.7
-93.8
-94.7
15 MHz/
dBm
-92
-71.7
-92
-93.2
20 MHz/
dBm
-90.8
-71.7
-90.8
-92.5
Duplex mode
CA_3A-42C
FDD
TDD
FDD
TDD
CA_3A-42C
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
-40
-45
-50
-4
squared
20 MHz带宽，上行支持双载波30 MHz带宽/单载波
20 MHz带宽、4×4 MIMO。
根据谐波和交调干扰终端下行接收SNR回退值，
参考LTE FDD 4×4 MIMO/4×2 MIMO/2×2 MIMO现
网实测数据，建立SNR与吞吐率映射模型。
功
率
/
d
B
-3-2-101234
×10
7
4.2 结果及分析
（1）四阶交调干扰影响
在NSA场景下，LTE DL 50 MHz/UL 20 MHz
+NR@3 400 MHz—3 500 MHz采用上行双发射方案，
根据上文所述，将对LTE下行产生8 dB功率回退，其
干扰对吞吐率影响如表7所示。在不考虑谐波干扰的情
况下，NR@3 500 MHz—3 600 MHz对吞吐率的影响如
表8所示，作为无四阶交调干扰的吞吐率基准，通过比
较得到，NSA在近、中、远点吞吐率折损为13.90%、
15.70%、40.00%。
图 2 二次谐波功率与频谱带宽关系
行峰值速率的影响较小。
未来预计在射频器件层面，通过谐波陷波滤波
器、PCB隔离、匹配电路、器件性能等手段有望进一
步改善二次谐波所导致的MSD，因此从对终端接收机
射频指标的影响来看，与谐波导致的MSD相比，交调
导致的MSD更为严重。
4 5G终端自干扰对NSA容量影响评估
4.1 条件及方法
首先确定5G终端射频能力为NR 2Tx4Rx、LTE
1Tx4Rx，对于二次谐波干扰，考虑终端天线天然物
理隔离，NR接收天线中有两路下行接收不受谐波干
扰影响，另外两路受二次谐波干扰的MSD分别为8 dB
和20 dB。四阶交调干扰直接导致LTE接收灵敏度降
低8 dB。NSA场景网络能力，NR配置100 MHz带宽
（3 400 MHz—3 500 MHz/3 500 MHz—3 600 MHz）、
4×4 MIMO、上下行资源配比1:3（特殊时隙配比
10:2:2）；LTE下行支持三载波50 MHz带宽/单载波
表 7 LTE DL 50 MHz/UL 20 MHz+NR@3 400 MHz—
3 500 MHz对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
NR+LTE
MIMO
4×4 MIMO
（无谐波干扰）
2
485.6
189.28
701.53
403.48
137.42
697.08
393.45
131.85
SA
NR
1
485.6
228.56
-
-
-
下行峰值速率/Mbit·s
-1
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20
dB）下行
中点（SNR=10
dB）下行
远点（SNR=0
dB）下行
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表8 LTE DL 50 MHz/UL 20 MHz+NR 3 500 MHz—3 600 MHz
对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
NR+LTE
MIMO
4×4
MIMO
（无谐波干扰）
2
485.60
94.64
814.03
478.48
229.92
809.58
468.45
224.35
SA
NR
1
485.60
228.56
486.53
285.98
137.42
率最多可降低21.20%，因此建议在极好点位置终端上
行可采用NR和LTE双发射方案，其它场景建议采用单
发射方案。
（2）二次谐波干扰影响
根据上文所述，在NSA场景下，NR@3 500 MHz —
3 600 MHz仅仅存在二次谐波干扰的问题，LTE DL
50 MHz/UL 20 MHz+NR@3 500 MHz—3 600 MHz和
LTE DL 50 MHz/UL30 MHz+NR@3 500 MHz—
3 600 MHz的干扰带宽分别为10 MHz和30 MHz，如
表10和表11所示。如以无谐波干扰作为吞吐率基准，
那么可以比较得到，当NR下行受到30 MHz带宽二次
下行峰值速率/Mbit·s
-1
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20 dB）下行
中点（SNR=10 dB）下行
远点（SNR=0 dB）下行
那么，对于LTE DL 20 MHz的情况下，四阶交调
干扰对吞吐率的影响如表9所示。在不考虑谐波干扰
的情况下，NR@3 500 MHz—3 600 MHz对吞吐率的影
响如表10所示，作为无四阶交调干扰的吞吐率基准，
通过比较得到，NSA在近、中、远点吞吐率折损为
7.30%、8.30%、21.20%。可以看出NSA存在四阶交调
场景将对网络性能产生较大影响，小区近点下行吞吐
谐波干扰时，NSA在近、中、远点吞吐率折损分别为
2.00%、7.40%、12.40%；当NR下行受到10 MHz带宽
二次谐波干扰时，NSA在近、中、远点吞吐率折损分
别为0.80%、2.50%、4.40%。
由此可以看出，二次谐波干扰对小区近点下行吞
吐率影响较小，在小区远点吞吐率最多降低4.40%。
（3）NSA与SA容量增益对比分析
表10 LTE DL 20 MHz/UL 20 MHz+NR3 500 MHz—3 600 MHz
对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
NR+LTE
MIMO
4×4
（无谐波干扰）
MIMO
1 885.60
94.64
617.53
362.98
174.42
613.08
352.95
168.85
SA
NR
表9 LTE DL 20 MHz/UL 20 MHz+NR3 400 MHz—3 500 MHz
对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
MIMO
（无谐波干扰）
1 885.60
189.28
572.53
332.98
137.42
568.08
322.95
131.85
NR+LTE
4×4
MIMO
SA
NR
1 485.60
228.56
486.53
285.98
137.42
下行峰值速率/Mbit·s
-1
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20 dB）下行
中点（SNR=10 dB）下行
远点（SNR=0d B）下行
下行峰值速率/Mbit·s
-1
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20 dB）下行
中点（SNR=10 dB）下行
远点（SNR=0 dB）下行
1 485.60
228.56
486.53
285.98
137.42
表12 NSA与SA吞吐率增益
NR/LTE配置
NRLTE
DL50M/UL20M
4×4 MIMO
DL50M/UL30M
DL20M/UL20M
近点
（SNR=20 dB）/%
66.50
64.60
26.10
吞吐率增益
中点
（SNR=10 dB）/%
64.20
56.60
23.40
远点
（SNR=0 dB）/%
63.40
62.80
23.40
NR@3 400 MHz—
3 500 MHz/3 500 MHz
—3 600 MHz
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表11 LTE DL 50 MHz/UL 30 MHz+NR3 500 MHz—3 600 MHz
对吞吐率的影响
NSA
影响项
NR+LTE 4×4
NR+LTE
MIMO
4×4 MIMO
（无谐波干扰）
-1
Technology: Radio Access Architecture and Interfaces[S].
2017.
[3] 张琰,高本庆,刘瑞祥. 接收机互调与交调干扰分析与计
算[C]//全国电磁兼容学术会议, 1999.
[4] 赖少康. 二次谐波在发射机中的影响[J]. 科技传播,
2015,7(6): 95-96.
[5] 3GPP TS 36.101. Evolved Universal Terrestrial Radio
Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio
transmission and reception V15.0.0[S]. 2017. ★
SA
NR
下行峰值速率/Mbit·s
2 485.60
113.39
814.03
478.48
229.92
800.66
448.40
213.21
1 485.60
228.56
486.53
285.98
137.42
上行峰值速率/Mbit·s
-1
近点（SNR=20 dB）下行
中点（SNR=10 dB）下行
远点（SNR=0 dB）下行
NSA相比SA场景，在NR的基础上叠加了
LTE的吞吐率，理论上NSA峰值比SA下行将增加
150
Mbit·s
-1
~1 Gbit·s
-1
。那么以SA场景吞吐率作为基
准，NSA下行吞吐率最大提升66.50%。
5 结束语
本文以中国联通频谱资源为例，通过计算终端二次
谐波和交调干扰，评估NSA组网带来的网络容量影响：
二阶交调产物可以通过配置终端为LTE/NR上行时分单
发方案，此时上行峰值速率减半；四阶交调产物将导致
下行峰值速率降低21.20%；二次谐波干扰对小区近点下
行吞吐率影响较小，下行峰值速率最多降低2%。
NSA是电信运营商后续LTE和NR融合演进的重
点潜在场景，而Band3和n78又是全球主流运营商部署
LTE和NR sub-6G的主力频谱资源，因此Band3+n78带
来的终端自干扰问题成为NSA场景部署难以回避的问
题。如何真正有效解决终端自干扰将是运营商持续关
注的重点，同时也会影响运营商5G初期SA或NSA选择
以及5G NR频谱申请策略和部署规划等问题的决策。
作者简介
许珺
：
工程师
，
硕士毕业于法国南
特综合理工学院
，
现任职于中国联
合网络通信集团有限公司网络技术
研究院
，
从事终端与网络协同发展
研究工作
。
李佳俊
：
高级工程师
，
博士毕业于
北京交通大学
，
现任职于中国联合
网络通信集团有限公司网络技术研
究院
，
从事终端与网络协同发展研
究工作
。
参考文献：
[1] S2微沙龙. 5G中不容忽视的终端自干扰问题[EB/
OL]. (2017-09-13)[2018-02-23]. /
a/191766569_340656.
[2] 3GPP TS 38.801 V15.0.0 Study on New Radio Access
李轶群
：
高级工程师
，
博士毕业于
北京邮电大学
，
现任职于中国联合
网络通信集团有限公司网络技术研
究院
，
从事无线通信相关业务和技
术研究工作
。
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