TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)干擾分析

凌小根，關(guān)健儀（長訊通信服務(wù)有限公司，廣東廣州510507）

TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)干擾分析

凌小根，關(guān)健儀（長訊通信服務(wù)有限公司，廣東廣州510507）

TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)全面建設(shè)過程中，會(huì)遇到很多干擾問題。通過對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)中干擾產(chǎn)生原因分析，以及結(jié)合干擾排查案例，總結(jié)出TD-LTE常見干擾問題的排查思路和解決方法，為日后提升無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶使用感知提供保障。

TD-LTE；干擾；干擾分類；干擾分析

1 引言

隨著TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)日漸成型，覆蓋面從市區(qū)逐漸向郊區(qū)鋪開，形成了2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)共存和業(yè)務(wù)互相交叉的局面，系統(tǒng)間的干擾概率也大幅度提升［1］。在全面建站過程中發(fā)現(xiàn)大量的TD-LTE站受到干擾，這些干擾主要包括2/3G小區(qū)對(duì)TD-LTE小區(qū)的阻塞、互調(diào)和雜散干擾，此外還有其他無線電設(shè)備，如手機(jī)信號(hào)屏蔽器帶來的外部同頻干擾。通話質(zhì)量、掉話、切換、擁塞以及網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量等均受到顯著影響。如何降低或消除干擾是TD-LTE網(wǎng)絡(luò)性能能否充分發(fā)揮的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化的重要任務(wù)之一［2］。

2 干擾類型

按干擾的產(chǎn)生原因分類，可分為系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾［3］。

2.1 系統(tǒng)內(nèi)干擾

TD-LTE是個(gè)自干擾系統(tǒng)，干擾來自于現(xiàn)網(wǎng)TD-LTE小區(qū)之間。TD-LTE系統(tǒng)本身的時(shí)分系統(tǒng)和同頻組網(wǎng)特性，使得相鄰小區(qū)在邊緣重疊區(qū)域，若接收到三個(gè)以上的強(qiáng)度相當(dāng)信號(hào)，而這些相鄰小區(qū)下行信號(hào)對(duì)服務(wù)小區(qū)造成干擾，這種系統(tǒng)內(nèi)干擾可以在組網(wǎng)規(guī)劃初期，考慮通過基站的算法，盡量避免。建網(wǎng)后期還會(huì)存在GPS失步、時(shí)隙交叉和超遠(yuǎn)覆蓋基站造成的干擾。

2.1.1GPS失步

當(dāng)基站的時(shí)鐘失步時(shí)，服務(wù)基站上下行收發(fā)與相鄰基站不同步，可能影響周圍基站或者本站的低噪偏高，更可能會(huì)影響到周邊地理距離較遠(yuǎn)的基站。GPS失步會(huì)出現(xiàn)有與時(shí)鐘失步相關(guān)的告警，會(huì)存在一定的距離特性，越靠近GPS失步的基站，受到的干擾程度越明顯。關(guān)鍵解決辦法是篩選時(shí)鐘失步告警相關(guān)基站，并盡快恢復(fù)GPS故障。

2.1.2 時(shí)隙交叉

目前時(shí)隙配置多為時(shí)隙配比1（2UL：2DL）和時(shí)隙配比2（1UL：3DL），時(shí)隙配比2會(huì)對(duì)時(shí)隙配比1的基站上行產(chǎn)生干擾，被干擾小區(qū)RRU的RSSI表現(xiàn)為低噪提升，提升的幅度取決于鄰區(qū)下行業(yè)務(wù)高低。為了避免交叉時(shí)隙帶來的干擾，全網(wǎng)區(qū)域的時(shí)隙配置最好配置同一種。

2.1.3 超遠(yuǎn)覆蓋基站

TD-LTE采用時(shí)分雙工復(fù)用方式，系統(tǒng)帶寬同頻，當(dāng)遠(yuǎn)端基站的下行信號(hào)經(jīng)過一定的傳輸距離后，下行信號(hào)可能落入上行時(shí)隙，對(duì)本站上行產(chǎn)生干擾。尤其對(duì)特殊子幀中GP配置較短時(shí)，干擾更明顯。一般通過天饋改造方式，降低超遠(yuǎn)覆蓋基站帶來的干擾。

2.2 系統(tǒng)間干擾

系統(tǒng)間干擾通常表現(xiàn)為異頻干擾。由于不存在完美的無線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，科學(xué)理論表明的理想濾波器是不可實(shí)現(xiàn)，也就是說無法將信號(hào)嚴(yán)格束縛在指定的工作頻段內(nèi)。因此，發(fā)射機(jī)在制定頻段內(nèi)發(fā)射的同時(shí)，也將部分信號(hào)分量泄漏到其他頻率，接收機(jī)在指定頻段接收時(shí)，也會(huì)收到其他頻段上的功率，這就產(chǎn)生了系統(tǒng)間干擾［4］。由于TD-LTE的F頻段與干擾源系統(tǒng)的頻率比較接近，受到干擾影響也較為嚴(yán)重。目前F頻主要受到的干擾類型有雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)干擾和諧波干擾。

2.2.1 雜散干擾

雜散干擾主要是與發(fā)射單元的帶外發(fā)射有關(guān)。由于發(fā)射機(jī)中的功放、濾波、混頻等器件工作特性不夠理想，在工作帶寬以外的較大范圍產(chǎn)生了信號(hào)分量，進(jìn)入到別的系統(tǒng)的接收端，抬高低噪。雜散干擾特征：20M帶寬100個(gè)RB中前端RB的低噪偏高，RB噪聲干擾幅度隨RB序號(hào)升高降低。

為了避免雜散干擾，必須根據(jù)LTE接收機(jī)的靈敏度以及系統(tǒng)本身的固有低噪值，限制進(jìn)入接收機(jī)的其他系統(tǒng)的雜散干擾分量?？稍诟蓴_源加裝雜散抑制濾波器或增加兩個(gè)系統(tǒng)間的隔離度限制干擾。

2.2.2 阻塞干擾

阻塞干擾是當(dāng)接收機(jī)接收到的有用信號(hào)較為微弱時(shí)，帶外的信號(hào)極強(qiáng)，引發(fā)的接收機(jī)飽和和失真而形成的干擾，從而引起接收機(jī)的靈敏度下降。阻塞干擾特征：20M帶寬100個(gè)RB噪聲干擾整體偏高，前端RB噪聲較高。

3GPP協(xié)議中，規(guī)定了帶外阻塞信號(hào)在進(jìn)入接收機(jī)前必須衰減到一個(gè)可以接受的范圍。通過將受到干擾的RRU更換為抗阻塞能力更強(qiáng)的RRU、在受干擾的基站上安裝相應(yīng)頻段的濾波器和增加系統(tǒng)間的隔離度來避免干擾。

2.2.3 互調(diào)干擾

當(dāng)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的不同頻率的信號(hào)，在非線性電路和器件作用之下，產(chǎn)生了新的頻率，而新頻率又落入接收機(jī)的頻段，產(chǎn)生的干擾。互調(diào)干擾特征：個(gè)別RB噪聲較高，呈尖峰狀突起。

解決互調(diào)干擾的最有效辦法是避免使用能產(chǎn)生互調(diào)頻率組信號(hào)的頻率，或更換互調(diào)指標(biāo)不合格的天饋設(shè)備，再或者增加系統(tǒng)間的隔離度。

2.2.4 諧波干擾

由于發(fā)射器件的非線性，在發(fā)射頻率的整數(shù)倍產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波產(chǎn)物。如果這個(gè)諧波產(chǎn)物剛好與接收機(jī)的工作頻率一致，就會(huì)形成干擾。諧波干擾特征：帶內(nèi)個(gè)別RB噪聲較高，沒有突起的RB底噪較低。

解決諧波干擾可嘗試更改產(chǎn)生諧波頻率的信號(hào)頻率，或增加系統(tǒng)間的隔離度。

3 干擾等級(jí)

某地市制定的干擾系數(shù)和等級(jí)算法具體如下：

（1）根據(jù)20M帶寬100個(gè)RB的NI強(qiáng)度劃分成5級(jí)（見表1）。

（2）干擾系數(shù)F=（2級(jí)RB數(shù)×1+3級(jí)RB數(shù)×2+4級(jí)RB數(shù)×3+5級(jí)RB數(shù)×4）/100。

（3）根據(jù)干擾系數(shù)F劃分干擾等級(jí)D。

表1RB等級(jí)分類

表2 干擾等級(jí)劃分

若干擾系數(shù)F＞1.2（即強(qiáng)干擾、超強(qiáng)干擾和特強(qiáng)干擾），則判定為存在較為嚴(yán)重的干擾，會(huì)影響系統(tǒng)性能和用戶感知，需及時(shí)排查處理。

4 排查步驟

圖1 干擾排查步驟

TD-LTE干擾排查的一般步驟：

（1）檢查被干擾小區(qū)的工作狀態(tài)，排查是否存在設(shè)備故障，排除設(shè)備問題引起低噪數(shù)據(jù)異常。

（2）檢查被干擾小區(qū)低噪數(shù)據(jù)，分析20M帶寬內(nèi)受干擾的頻域特征。

（3）區(qū)分系統(tǒng)內(nèi)與系統(tǒng)外干擾，定位干擾源。例如可以嘗試關(guān)閉系統(tǒng)內(nèi)外疑似干擾源的小區(qū)和添加雜散或阻塞濾波器，再監(jiān)控受干擾的TD-LTE低噪來定位干擾源。若是不明干擾源推薦使用8木天線配合掃頻儀尋找干擾源。

（4）確認(rèn)干擾源后，制定干擾解決方案。

5 干擾案例

DCS1800雜散干擾試點(diǎn)：

通過網(wǎng)管后臺(tái)數(shù)據(jù)采集和分析，發(fā)現(xiàn)某站F頻第一扇區(qū)小區(qū)低噪較高（干擾系數(shù)1.33，平均噪聲干擾-108）。

經(jīng)核查，該小區(qū)無告警，同頻時(shí)隙配置與全網(wǎng)一致，并且不存在超遠(yuǎn)覆蓋小區(qū)的干擾，暫排除由系統(tǒng)內(nèi)干擾造成。觀察頻譜圖發(fā)現(xiàn)，干擾波形與雜散干擾的特征相似：前端RB低噪較高，RB低噪隨RB序號(hào)升高降低，由此懷疑是系統(tǒng)間干擾造成。

逐個(gè)關(guān)閉同運(yùn)營商的共站2G和3G的小區(qū)發(fā)現(xiàn)，低噪依然存在。于是懷疑可能其他運(yùn)營商的設(shè)備造成，因此對(duì)天線口附近掃頻測(cè)試，發(fā)現(xiàn)某運(yùn)營商DCS1800天線存在嚴(yán)重雜散干擾（最大-93dbm左右），并且存在天線對(duì)打的情況。

為了避免天線對(duì)打，將本小區(qū)搬遷至干擾源的背向更高一層的平臺(tái)上，增加天線間隔離度。再觀察本小區(qū)的低噪情況，發(fā)現(xiàn)干擾已消除，平均噪聲干擾-118dbm，性能指標(biāo)和吞吐率均有提升。

圖2 雜散干擾整治前后

由于DCS1800基站發(fā)射濾波器的非理想性，在工作頻段發(fā)射有用信號(hào)的同時(shí)，還將在鄰頻的1880～1920MHz頻段產(chǎn)生一定程度的帶外輻射，造成TD-LTE基站接收機(jī)靈敏度損失。現(xiàn)網(wǎng)中出現(xiàn)DCS雜散干擾的主要原因?yàn)椴糠謴S家DCS1800雙工器帶寬為75MHz，對(duì)F頻段雜散抑制不足導(dǎo)致。對(duì)于由于DCS1800造成的雜散干擾，可以通過更換天饋平臺(tái)，增加隔離度，消除干擾。

6 總結(jié)

無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，其復(fù)雜程度越來越高，干擾整治的難度日漸加重。目前TD-LTE無線網(wǎng)路的干擾類型各種各樣、錯(cuò)綜復(fù)雜，但并不是無律可言、無法可依，主要我們對(duì)技術(shù)制式的無線性能、設(shè)備能力情況有深刻了解，以及熟悉掌握干擾的基本原理和排查分析手段，便能快速有效進(jìn)行定位及解決問題，提升網(wǎng)絡(luò)性能和用戶感知。

［1］黃繼文.基于工程實(shí)例的TD-LTE干擾排查分析［J］.湖南郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（2）：20～23.

［2］張紅霞，白波.TD-LTE網(wǎng)絡(luò)D頻段干擾排查案例分析［C］.2013LTE網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研討會(huì)論文集，2013.

［3］程積.移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中TD-LTE的干擾分析［J］.中小企業(yè)管理與科技旬刊，2015（7）：192～193.

［4］鄭邦勝.淺談TD-LTE干擾整治［C］.IT時(shí)代周刊論文專版，2015（315）.

關(guān)健儀，本科，畢業(yè)于廣東工業(yè)大學(xué)信息工程專業(yè)，就職于長訊通信服務(wù)有限公司網(wǎng)優(yōu)中心，長期從事LTE無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及研究。

TN929

A

2095-2066（2016）30-0278-02

2016-8-20

凌小根，PMP，通信工程師，本科，畢業(yè)于中山大學(xué)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)就職于長訊通信服務(wù)有限公司網(wǎng)優(yōu)中心，主要從事CDMA、LTE的優(yōu)化研究以及網(wǎng)優(yōu)系統(tǒng)的研發(fā)工作。