基于實際網(wǎng)絡的TD—LTE干擾定位及處理方法

【摘 要】

TD-LTE是4G網(wǎng)絡主流制式的一種。由于TDD雙工的特性，隨著TD-LTE網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大，干擾成為影響TD-LTE網(wǎng)絡質量的一個關鍵問題?；诂F(xiàn)有TD-LTE網(wǎng)絡，對干擾定位手段進行了總結，并就三點定位方法在TD-LTE網(wǎng)絡中的應用進行了實驗，最終總結出了一套適合現(xiàn)有TD-LTE網(wǎng)絡的干擾處理方法。

【關鍵詞】TD-LTE 干擾 掃頻 三點定位

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.04.001 中圖分類號：TN929.53 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2016）04-0005-05

引用格式：朱斌. 基于實際網(wǎng)絡的TD-LTE干擾定位及處理方法[J]. 移動通信， 2016，40（4）： 5-9.

1 引言

隨著TD-LTE站點的增加，干擾問題成為影響TD-LTE網(wǎng)絡質量的一個關鍵問題。在2G/3G時代，干擾問題的分析處理思路相對成熟。而TD-LTE作為一種新型網(wǎng)絡，如何去發(fā)現(xiàn)、分析、處理干擾問題，本文將依托杭州移動TD-LTE實際網(wǎng)絡情況，有針對性地就TD-LTE干擾發(fā)現(xiàn)、分析、定位手段進行分析和闡述。

2 干擾監(jiān)控

要想解決干擾，改善通話質量，首先就是要發(fā)現(xiàn)干擾，然后采取適當?shù)氖侄味ㄎ桓蓴_，最后是排除或降低干擾。在LTE系統(tǒng)中可以用來發(fā)現(xiàn)干擾的方法有：檢查話統(tǒng)、使用LMT（Local Maintenance Terminal，本地維護終端）輔助分析、查看RSSI（Received Signal Strength Indication，接收信號強度指示）、路測、頻譜掃描。

2.1 話統(tǒng)

話統(tǒng)全稱話務統(tǒng)計，是對網(wǎng)絡性能的統(tǒng)計結果，反映了網(wǎng)絡的基本性能。每項話統(tǒng)項目（又稱“測量指標”）都對應網(wǎng)絡某個方面的特性，不同設備廠家在各自的話統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中會定義不同的測量指標。以華為TD-LTE為例，干擾相關的測量指標主要有2個，具體如表1所示：

L.UL.Interference.Max 系統(tǒng)上行每個PRB上檢測到的干擾

噪聲的最大值

L.UL.Interference.Avg 系統(tǒng)上行每個PRB上檢測到的干擾

噪聲的平均值

2.2 CHR

CHR（Call History Record，呼叫日志）可以通過信令平臺采集。除此以外，部分設備廠家也提供了相應的采集分析平臺。在CHR中定義有干擾檢測相關的字段：

（1）UpPTS（Uplink Pilot Time Slot，上行導頻時隙）的NI（Noise Indicator，噪聲指示器），用于檢測UpPTS區(qū)域的干擾情況，如果NI高于一定門限，則可能存在干擾。

（2）第一個和最后一個上行子幀的NI，用于檢測每個上行子幀的干擾情況。

（3）通道級RTWP（Received Total Wideband Power，寬帶接收總功率），用于檢測不同通道間的RTWP情況，用于輔助判斷是否存在干擾。

（4）第一個上行子幀符號0和符號6的接收功率強度，用于進行TDD（Time Division Duplexing，時分雙工）超遠干擾的區(qū)分。

（5）最后一個上行子幀的符號0和符號12的接收功率強度，用于進行GPS失步干擾的區(qū)分。

2.3 RSRP、RSSI和SINR

（1）路測

當某基站覆蓋范圍內(nèi)業(yè)務異常，懷疑到可能是干擾造成的，則首先要判斷是上行鏈路干擾還是下行鏈路干擾。

需要說明的是，由于終端的多樣性以及性能差異，下行測量到的SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信號與干擾加噪聲比）和RSSI可能有較大差距，如不能確認，可設法獲取無干擾狀態(tài)環(huán)境下的測試值與之對比。

（2）下行干擾判斷

如果在該測試點，UE（User Equipment，用戶終端）測量的下行RSRP（Reference Signal Receiving Power，參考信號接收功率）指標正常，但是下行SINR指標明顯偏低，并且下行數(shù)據(jù)傳不動、BLER（Block Error Ratio，誤塊率）高，則有可能是下行鏈路受到了干擾。

如果在該測試點，UE測量的下行RSSI指標異常，則有可能受到了異系統(tǒng)干擾，可以通過下行頻譜掃描功能查看頻域情況。

如圖1所示，可以看到所測UE接收到的信號的頻率情況，其中橫軸為頻點，縱軸為信號大小。這里信號是以載波級15kHz為測量單位的，因此底噪通常在-125dBm左右。

圖1 UE掃頻圖

（3）上行干擾判斷

如果在該測試點，UE下行測量的RSRP及SINR正常，測量的上行RSSI指標異常，并且上行數(shù)據(jù)傳不動、BLER高，甚至UE在該點無法入網(wǎng)，則有可能是上行鏈路受到了干擾，可以通過基站側觀察RSSI來確認是否存在干擾。

2.4 頻譜儀掃描定位

當初步排除硬件干擾時，首先排查內(nèi)部干擾，對TDD系統(tǒng)著重排查基站GPS時鐘不同步問題造成的系統(tǒng)內(nèi)部干擾；然后排查外部干擾；再考慮因LTE與其他系統(tǒng)共存造成的干擾。以上的干擾排查可以借助頻譜儀/掃描儀掃描查找干擾并定位干擾源。

3 干擾判斷

TD-LTE系統(tǒng)最常遇到的干擾可以分為系統(tǒng)內(nèi)干擾、系統(tǒng)外干擾、硬件故障。其中，系統(tǒng)內(nèi)干擾主要是同頻干擾，包括LTE TDD幀失步（GPS失鎖）、TDD超遠干擾、數(shù)據(jù)配置錯誤導致干擾、越區(qū)覆蓋導致干擾等；系統(tǒng)外干擾主要是異系統(tǒng)非法使用LTE頻段以及異系統(tǒng)的雜散、阻塞或者互調干擾對本系統(tǒng)的影響；硬件故障包括RRU（Remote Radio Unit，遠端射頻模塊）故障、自系統(tǒng)雜散和互調干擾、天饋、天饋避雷器干擾等。

3.1 硬件問題判斷

若已檢查出此時存在干擾，對相關小區(qū)還應該檢查操作記錄歷史。檢查最近是否增加或修改基站硬件、是否修改過數(shù)據(jù)，干擾的出現(xiàn)是否與這些操作存在時間上的關聯(lián)性。

如果此階段沒有數(shù)據(jù)調整，則干擾來自于硬件本身或網(wǎng)外干擾，也有可能是相鄰別的廠商基站（針對插花組網(wǎng)或省市邊界區(qū)域）進行了調整所致，建議先重點檢查硬件是否存在故障。

（1）首先應該檢查該小區(qū)所在基站是否正常工作。

在遠端應檢查有無天饋告警；有無關于TRX的告警；有無基站時鐘告警等。

在近端則應檢查有無天線損壞、進水；饋線（包括跳線）損壞、進水；TRX故障、基站跳線接錯、時鐘失鎖。

（2）然后判斷是否頻率計劃、數(shù)據(jù)配置錯誤導致的網(wǎng)內(nèi)同鄰頻干擾。天饋如果有問題，當下行發(fā)射功率到問題節(jié)點之后，就會產(chǎn)生交調、互調干擾，這些信號落在接收頻段內(nèi)，導致RSSI抬升。發(fā)射功率越大，交調、互調就越嚴重，對RSSI影響也越大（LTE可以通過模擬加載，對比加載前后RSSI變化來判斷是否有互調干擾，通常產(chǎn)生互調干擾的兩通道RSSI不平衡，且發(fā)射功率越大，不平衡現(xiàn)象就越明顯）；反之，則影響越小。可以通過互換小區(qū)天饋系統(tǒng)，來判斷是否是由于天饋互調導致的干擾問題。

（3）最后再確定是否是網(wǎng)外干擾。協(xié)調客戶了解別的廠商近期是否做了網(wǎng)絡調整，如果排除這些因素后仍然存在干擾，則重點檢查是否存在網(wǎng)外干擾。

3.2 系統(tǒng)內(nèi)干擾的判斷

系統(tǒng)內(nèi)干擾包括LTE TDD幀失步（上行）、TDD超遠同頻干擾（上行）、數(shù)據(jù)配置錯誤導致干擾（上下行）、越區(qū)覆蓋導致干擾（下行）等。

對于GPS不同步、頻點配置錯誤（異頻配成同頻情況）、鄰區(qū)漏配、PCI（Physical Cell Identifier，物理小區(qū)標識）配置錯誤和終端造成的上行同頻干擾，都可以在基站側跟蹤數(shù)據(jù)（目前版本暫未實現(xiàn)所有功能）。

越區(qū)覆蓋會表現(xiàn)在被干擾小區(qū)RSRP好但SINR很差，甚至在被干擾小區(qū)內(nèi)UE切換比例增大。原因可能是：系統(tǒng)設計不佳，如導頻發(fā)射功率偏大；基站位置或天線傾角選取不當；地理環(huán)境復雜，特別是海面、湖面、山區(qū)等地形，設計時考慮不充分等。

話統(tǒng)平臺RSSI跟蹤并且通過上行基帶參數(shù)及基帶原型工具進行定位。

（1）TDD超遠同頻干擾（超遠干擾）

遠距離同頻TDD干擾多數(shù)發(fā)生在有海灣、島國、湖泊等大面積水面的網(wǎng)絡。超遠TDD干擾是一種基站對基站的干擾，所有TDD系統(tǒng)都有可能出現(xiàn)這種干擾。

對于TDD超遠干擾，處理手段如表2所示：

（2）幀失步（GPS失步）造成的干擾

失同步干擾的最顯著特征是上行尾幀收到干擾，同時受干擾基站的地理化特征非常明顯，會造成周邊基站收到干擾。

失同步干擾產(chǎn)生的原因通常是GPS問題，也存在由于參數(shù)配置（如TDDFRAMEOFFSET）錯誤導致的失同步干擾。

對于TDD失同步干擾，處理手段如表3所示：

3.3 系統(tǒng)外干擾的判斷

網(wǎng)外干擾源有電視臺、大功率電臺、微波、雷達、高壓電力線、模擬基站、異系統(tǒng)網(wǎng)絡、會議保密設備、加油站干擾器等。網(wǎng)外干擾的現(xiàn)象和網(wǎng)內(nèi)問題造成的干擾有很大的類似性，都是信號受到干擾。針對不同的外部干擾源，不同設備有不同的特點：一些外部通信設備的干擾可能僅影響某一個頻段，避開這些頻段就可以避免受到干擾；某些雷達設備的干擾有時間間斷性。外部干擾問題導致的干擾處理很類似，必須使用頻譜儀和定向天線查找干擾源。

4 干擾的定位及處理

無論是哪種干擾，都可以跟蹤干擾出現(xiàn)的時間，摸清干擾的規(guī)律。例如，發(fā)現(xiàn)干擾主要是在10：00～18：30，晚上則干擾消失，周末干擾也消失，這樣可以判斷干擾主要是在白天上班的時間。如果是系統(tǒng)內(nèi)干擾，可以判斷是一些企業(yè)用戶終端的干擾；如果是系統(tǒng)外干擾，可以判斷是一些工廠等比較有規(guī)律的干擾源。

4.1 硬件問題判斷

主要檢查是否存在上下行通道故障、天饋故障、上行小區(qū)干擾、鴛鴦線等問題。

4.2 系統(tǒng)內(nèi)干擾的處理

當判斷為GPS失鎖造成的干擾后，需要對周邊的基站GPS同步情況進行檢查，并排除GPS失鎖的故障，且要不定期地對全網(wǎng)的GPS情況進行檢查。

當判斷為同頻終端造成的干擾后，需要找出干擾終端。查找終端的方式有：

（1）可以看到閉塞了某個扇區(qū)后干擾消失，基本確定是此扇區(qū)下面的終端造成的干擾，可對扇區(qū)下面的終端進行逐一排查。

（2）在干擾出現(xiàn)的時候，記錄被干擾扇區(qū)下面入網(wǎng)終端的MAC（Media Access Control，媒體訪問控制）地址；然后可以將周圍的同頻扇區(qū)閉塞（如果可能的話將周圍的所有扇區(qū)閉塞），閉塞之前記錄此時準備閉塞的同頻扇區(qū)下面的入網(wǎng)終端MAC地址，看閉塞后有哪些終端入到被干擾扇區(qū)下面，可以基本判斷是這個終端造成的干擾。

（3）如果在網(wǎng)用戶不多，可以將同頻扇區(qū)下面的終端一個個強制退網(wǎng)，可看到哪個終端退網(wǎng)后干擾消失。

當判斷為下行同頻干擾，干擾的水平是否在組網(wǎng)干擾的正常水平內(nèi)。如果組網(wǎng)干擾不可接受，可以從網(wǎng)絡結構、天線掛高、方位角、下傾角、功率等方面進行進一步優(yōu)化調整。查找同頻干擾扇區(qū)的方法是：

（1）通過查看周圍的基站，可以初步判斷哪些同頻扇區(qū)可能產(chǎn)生干擾。

（2）如果通過查看周圍基站實在判斷不出來，那么可以將終端固定在干擾區(qū)域，把服務扇區(qū)閉塞，可以看到終端入網(wǎng)其他和服務扇區(qū)同頻的扇區(qū)，從而確定是這個扇區(qū)產(chǎn)生的干擾。

4.3 系統(tǒng)外干擾的處理

當判斷是外部干擾，查找干擾源主要是借助頻譜儀，需要做的事情有：分析干擾產(chǎn)生的時間，看看在時間上有沒有什么規(guī)律，還是干擾一直存在；通過上行頻譜分析工具查看干擾信號的特性，分析干擾信號頻譜特性，首先看能不能從這個頻譜特性判斷是什么系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾，可以向局方了解是否存在這個無線系統(tǒng)；通過跟蹤受干擾扇區(qū)周圍扇區(qū)的干擾情況，看看是個別扇區(qū)干擾還是大范圍存在干擾，這樣可以大概判斷干擾可能存在的區(qū)域；通過頻譜儀在可能存在干擾的區(qū)域進行掃頻，確定干擾源的具體方向，順著干擾源的方向將干擾源查找出來。

（1）TDD系統(tǒng)上行干擾定位

經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，判斷基站上行存在外界干擾，需要對干擾的來源進行定位。上行定點測試干擾定位步驟如下：

第一步：通過Internet或者運營商了解當?shù)氐念l譜分配及存在的通信系統(tǒng)，結合采集數(shù)據(jù)分析，判斷可能的干擾源；

第二步：按照圖2連接測試設備，天線使用增益10dB以上的定向天線（建議使用八木天線，即YAGI天線），在站點的天面上，每隔45°方向測試干擾信號強度，找到干擾最強的方向，參數(shù)設置保持與電磁背景測試的參數(shù)設置一致；

圖2 上/下行干擾定位儀器連接示意圖

第三步：根據(jù)掃描到的干擾信號性質，改變SPAN和中心頻率設置，進一步分析干擾信號的頻譜寬度、分布范圍、變化特性和信號強度等；

第四步：如果定位干擾源來自于共天面的其他通信系統(tǒng)，則找到干擾源，否則進入下一步；

第五步：根據(jù)在測試站點找到的干擾最強方向，驅車通過三點定位方法，逐步縮小干擾的范圍，最終定位到干擾源。在每一點，按照第三步中確定的SPAN和中心頻率，設置頻率儀的參數(shù)，掃描各個方向的干擾信號強度，找到干擾最強的方向。三點定位干擾示意圖如圖3所示：

圖3 三點定位干擾示意圖

（2）TDD系統(tǒng)下行干擾定位

測試儀器的連接示意圖見圖2。根據(jù)路測數(shù)據(jù)的地理分布圖和頻域分析，了解存在干擾的區(qū)域，對每個干擾區(qū)域采用三點定位方法，逐步縮小范圍，最終確定干擾源的位置，如圖4所示。初時參數(shù)設置與電磁背景干擾測試中的下行參數(shù)設置一致。

在測試過程中，可能會存在多個干擾源，這時需要根據(jù)干擾性質，通過頻率或者功率變化情況一個一個地分別定位干擾源，參數(shù)設置可根據(jù)具體情況設置，通常會修改頻率、RBW和參考電平。

下行電磁背景干擾測試過程中經(jīng)常遇到的問題有：在協(xié)議規(guī)定的下行整個頻段內(nèi)，相鄰的信道已經(jīng)存在GSM/CDMA/UMTS/WiMAX等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的下行一直是在發(fā)射的，路測時如果靠近這些系統(tǒng)的站點，在電磁背景測試的目標頻段內(nèi)會出現(xiàn)比較多的干擾。對于這類干擾，建議選取幾個典型點，直接獲得包含鄰道系統(tǒng)頻段和測試目標頻段的頻譜，證明干擾是來自于鄰道系統(tǒng)。

5 結論

與2G/3G網(wǎng)絡相比，TD-LTE網(wǎng)絡干擾的發(fā)現(xiàn)、分析、定位手段相對較少，但由以上杭州移動網(wǎng)絡實例可以看出，2G/3G時代一些干擾分析處理思路、方法依然可以較好地拓展至TD-LTE網(wǎng)絡中，如硬件問題的判斷、系統(tǒng)外干擾的處理、三點定位方法的使用等。需要注意的是，LTE網(wǎng)絡的技術還在飛速發(fā)展中，如VoLTE技術的引入，勢必引入新的話統(tǒng)指標和問題。TD-LTE網(wǎng)絡干擾的發(fā)現(xiàn)、分析、定位手段也需隨著LTE網(wǎng)絡技術的發(fā)展不斷拓展和完善。

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