5G移動(dòng)通信技術(shù)特征及干擾排查分析

蔣賢

摘 要：在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代帶來(lái)的數(shù)據(jù)大爆炸的背景下，為5G移動(dòng)通信技術(shù)的全面推廣奠定基礎(chǔ)。文章嘗試?yán)谩八木S五步”法定位對(duì)5G存在的干擾，以干擾特征研究為切入點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)案例進(jìn)行干擾排查的分析。

關(guān)鍵詞：5G;移動(dòng)通信技術(shù);特征;干擾排除分析

0 引言

在5G通信網(wǎng)絡(luò)的布置中，一直面臨著被干擾的問(wèn)題。在基站覆蓋的區(qū)域里會(huì)因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)電的干擾造成很多通信問(wèn)題，比如通話(huà)質(zhì)量不好、時(shí)常掉線(xiàn)、擁塞信道等。而5G干擾排查手段是以分析干擾特征為基礎(chǔ)，綜合干擾分布、網(wǎng)管KPI等相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)干擾類(lèi)型實(shí)施及時(shí)有效地定位，對(duì)5G干擾源進(jìn)行有針對(duì)性地排查，顯著提升了排查的效率。

1? ? 5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)特征

1.1 高頻段傳輸

當(dāng)今情況下，移動(dòng)通信系統(tǒng)頻段基本不超過(guò)3 GHz，隨著移動(dòng)用戶(hù)的日趨暴增，頻譜資源越來(lái)越緊張，高頻段的毫米微波率為28.3～348 GHz，但帶寬卻已經(jīng)達(dá)到? ? ? ? ? ? 285.6 GHz，是微波所有帶寬的十二倍。比起毫米波，微波的微波元器性要小很多尺寸，而毫米波的小型化極其方便，可以實(shí)施超高速、短距離的通信，對(duì)5G傳輸容量和速率要求進(jìn)行滿(mǎn)足。

1.2 多天線(xiàn)傳輸技術(shù)

多天線(xiàn)技術(shù)歷經(jīng)了快速、高效的發(fā)展趨勢(shì)，從二維進(jìn)化到三維，從無(wú)源發(fā)展到有源，從高階的多輸入、多輸出演化為大規(guī)模陣列，可以讓頻譜利用率增加數(shù)十倍，是當(dāng)下5G通信技術(shù)最關(guān)鍵的研究方向[1]。

1.3 同時(shí)同頻全雙工技術(shù)

在頻譜效率的技術(shù)中同時(shí)同頻全雙工技術(shù)是最高效及時(shí)的，該技術(shù)可以在同樣的物理信道上傳輸兩個(gè)方向的信號(hào)，在進(jìn)行信號(hào)發(fā)射的同時(shí)，對(duì)另一節(jié)點(diǎn)的相同信號(hào)進(jìn)行同步接收。

1.4 設(shè)備間直接通信技術(shù)

以基站為中心點(diǎn)覆蓋市區(qū)是傳統(tǒng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)方式，該方式中是不可以移動(dòng)基站和中繼站，對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成限制。而面對(duì)大規(guī)模用戶(hù)和大數(shù)據(jù)流量的5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這種傳統(tǒng)的組網(wǎng)手段是難以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)要求。

1.5 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

5G是綜合化和多元化的網(wǎng)絡(luò)，其中整合了寬帶和智能兩大元素，是4G網(wǎng)絡(luò)1 000倍的數(shù)據(jù)流量。支撐這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的有兩大技術(shù)：第一，室外空間增益的措施在宏基站處布置大規(guī)模天線(xiàn);第二，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的密集度，對(duì)室內(nèi)外的數(shù)據(jù)需求進(jìn)行滿(mǎn)足。

1.6 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

5G未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃里，必須考慮對(duì)大規(guī)模、高容量客戶(hù)需求的滿(mǎn)足，從而形成為了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的維護(hù)方便、低成本、低延時(shí)以及扁平化的特征。而目前的研究重點(diǎn)還是聚焦在云架構(gòu)和C- RAN上面。

2? ? 5G干擾分類(lèi)及產(chǎn)生原理

2.1 大氣波導(dǎo)干擾

站點(diǎn)距離遠(yuǎn)，傳播的信號(hào)抵達(dá)被干擾的基站，基于良好的傳播環(huán)境，呈現(xiàn)較小的衰減，與此同時(shí)，因?yàn)閭鞑r(shí)延性造成干擾站的DwPTS與被干擾站的UpPTS的對(duì)齊，更甚的可以落在被干擾基站的上行子幀，形成受擾基站的下行信號(hào)對(duì)上行傳輸?shù)膰?yán)重干擾。

2.2 電橋設(shè)備干擾

造成D4/5頻點(diǎn)隱藏的強(qiáng)干擾，主要來(lái)源于已知的電梯無(wú)線(xiàn)回傳設(shè)備、監(jiān)控?zé)o線(xiàn)傳輸?shù)仍O(shè)備，解決的措施是設(shè)備生產(chǎn)者對(duì)頻率進(jìn)行變更，以規(guī)避2 515～2 615 Mhz的干擾。

2.3 子幀配比干擾

同頻站點(diǎn)距離比較近的，因?yàn)椴灰恢碌纳舷滦袝r(shí)隙配比，造成上行時(shí)隙少的小區(qū)受到下行時(shí)隙多的小區(qū)的干擾?；谀壳?G移動(dòng)采用的是4∶1、8∶2、7∶3的時(shí)隙配比，時(shí)隙干擾會(huì)在混合使用時(shí)發(fā)生[2]。

2.4 幀偏置干擾

如果5G移動(dòng)通信在與LTE TDD共站部署時(shí)沒(méi)有同步進(jìn)行，就會(huì)發(fā)生一個(gè)系統(tǒng)下行時(shí)隙對(duì)另一系統(tǒng)的上行時(shí)隙的干擾。

2.5 偽基站干擾

偽基站采用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)d波段頻率點(diǎn)，但與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)站的規(guī)劃不一致。兩個(gè)系統(tǒng)的幀偏移量經(jīng)常偏移，造成嚴(yán)重的幀失步干擾，干擾產(chǎn)生的原理與“不合理的幀偏移量配置”一致。

2.6 電橋設(shè)備干擾

目前為止發(fā)現(xiàn)電梯無(wú)線(xiàn)回傳設(shè)備、監(jiān)控?zé)o線(xiàn)傳輸設(shè)備導(dǎo)致D4/5存在強(qiáng)干擾，需設(shè)備廠家進(jìn)行頻率變更，避開(kāi)? ? ? ? ? ?2 515～2 615 Mhz頻譜資源;電梯無(wú)線(xiàn)回傳設(shè)備、監(jiān)控?cái)z像頭內(nèi)置電橋、監(jiān)控?cái)z像頭外置電橋。

3? ? 干擾排查初探

3.1 對(duì)小區(qū)干擾分析

可以利用性能指標(biāo)和歷史日志對(duì)小區(qū)級(jí)干擾指標(biāo)進(jìn)行有效法分析。其中性能指標(biāo)是指需要采集的話(huà)統(tǒng)的小區(qū)和時(shí)間完全能夠在后臺(tái)網(wǎng)管上選擇，然后再對(duì)干擾話(huà)統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)項(xiàng)進(jìn)行選擇。

3.2 后臺(tái)RB級(jí)干擾分析

利用5G網(wǎng)管進(jìn)行后臺(tái) RB 級(jí)干擾的跟蹤，并確保跟蹤的實(shí)時(shí)性和有效性。第一步：進(jìn)入“監(jiān)控”->“信令跟蹤管理”->“小區(qū)性能測(cè)試”->“干擾檢測(cè)監(jiān)控”;第二步：點(diǎn)擊創(chuàng)建，新建一個(gè)項(xiàng)目，并填寫(xiě)跟蹤名稱(chēng)、跟蹤站點(diǎn)名稱(chēng)、小區(qū)標(biāo)識(shí)等信息。第三步：雙擊已經(jīng)運(yùn)行的項(xiàng)目，可查看實(shí)時(shí)RB級(jí)干擾，停止后可右鍵導(dǎo)出。

3.3 FFT離線(xiàn)掃描分析

通常采用兩種方式。第一種方式為打開(kāi)WebLMT 進(jìn)行FFT頻譜掃描項(xiàng)目的選擇，設(shè)置工作必需的制式和通道信息，包括分辨率、RRU以及掃描模式等，再進(jìn)行掃描跟蹤文件存儲(chǔ)路徑的設(shè)置，然后開(kāi)啟FFT頻譜掃描功能。第二種方式為NIC方式。對(duì)采集任務(wù)進(jìn)行創(chuàng)建后，完全能夠按照需要收集網(wǎng)元的版本。進(jìn)行網(wǎng)元和FFT 頻譜掃描采集項(xiàng)制式的選擇后，則要選擇“FFT Frequency Scanning”，方可有效設(shè)置采集項(xiàng)參數(shù)以及徹底完成采集任務(wù)向?qū)У氖Ｓ嗖襟E[3]。

3.4 小區(qū)路測(cè)數(shù)據(jù)采集

通過(guò)網(wǎng)管程序里，對(duì)5G的小區(qū)路測(cè)跟蹤界面進(jìn)行查看，按照5G小區(qū)進(jìn)入小區(qū)路測(cè)跟蹤界面，根據(jù) 5G小區(qū)網(wǎng)絡(luò)編碼確定L1跟蹤模塊，設(shè)置相適應(yīng)的跟蹤號(hào)，同時(shí)解析采集到的數(shù)據(jù)。

3.5 反向頻譜數(shù)據(jù)采集

在網(wǎng)絡(luò)管管理程序上開(kāi)啟小區(qū)路測(cè)，確定相應(yīng)的5G小區(qū)的編碼，并設(shè)定201為L(zhǎng)3的擴(kuò)展跟蹤項(xiàng)，隨后利用程序管理命令確定對(duì)應(yīng)5GDU CELL ID，同時(shí)設(shè)定采集數(shù)據(jù)的次數(shù)和對(duì)掃描天線(xiàn)端口的選擇。采集數(shù)據(jù)結(jié)束后，會(huì)借助小區(qū)路測(cè)能力輸送到網(wǎng)管側(cè)，相對(duì)應(yīng)的小區(qū)路測(cè)數(shù)據(jù)文件在網(wǎng)管側(cè)被導(dǎo)出，最后的頻譜數(shù)據(jù)會(huì)利用反向頻譜解析設(shè)備解析路測(cè)文件得出。

3.6 現(xiàn)場(chǎng)掃頻分析

在干擾排查之前，必須嚴(yán)格分析干擾波形、價(jià)值區(qū)域以及將要進(jìn)行排查的小區(qū)情況，優(yōu)先進(jìn)行持續(xù)存在的小區(qū)，然后對(duì)頻譜工作儀的狀態(tài)進(jìn)行判斷，倘若小于-50 dBm/100 Khz，就要對(duì)正常的掃頻天線(xiàn)進(jìn)行更換。如果恢復(fù)正常，就意味是天線(xiàn)損壞，倘若還不正常，就要考慮頻譜儀的問(wèn)題。

4 排查的案例分析

4.1 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

案例描述的是某NR站點(diǎn)1的情況，3個(gè)小區(qū)都呈現(xiàn)強(qiáng)干擾，選擇了在15分鐘內(nèi)3個(gè)小區(qū)的干擾指標(biāo)。

其中相鄰的NR站點(diǎn)2的3個(gè)小區(qū)都面臨干擾，并且3個(gè)小區(qū)都會(huì)因?yàn)楹艿偷男旁氡仍斐尚^(qū)通道校正失敗。

4.2 分析問(wèn)題

NR站點(diǎn)1和站點(diǎn)2都顯現(xiàn)3個(gè)小區(qū)存在干擾，都是全頻段的干擾波形，但中間部分大約三分之一的RB最強(qiáng)。對(duì)波形分析判定不是其他廠家利用的帶寬頻率，可以不去考慮其他廠家TDD幀偏置差異的干擾源。之后進(jìn)行掃頻，呈現(xiàn)干擾的站點(diǎn)1的一些區(qū)域內(nèi)沒(méi)有表現(xiàn)明顯干擾，但這個(gè)范圍其他干擾波顯現(xiàn)異常。掃頻結(jié)果并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)TDD 特征的信號(hào)，必須考慮另外的干擾源或者5G站點(diǎn)自身的干擾所致。

4.3 處理問(wèn)題

對(duì)全網(wǎng)5G站點(diǎn)進(jìn)行核查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)多的GPS/星卡等時(shí)鐘類(lèi)的告警，而且都呈現(xiàn)未曾激活的狀態(tài)。同時(shí)經(jīng)過(guò)對(duì)GPS狀態(tài)檢查，發(fā)現(xiàn)“鏈路激活狀態(tài)”隱藏“未激活”的站點(diǎn)，但小區(qū)表現(xiàn)正常狀態(tài)，經(jīng)過(guò)核查這些點(diǎn)皆為干擾站點(diǎn)以及干擾小區(qū)附近的點(diǎn)。通過(guò)對(duì)有該問(wèn)題的干擾站點(diǎn)1的激活，相鄰的站點(diǎn)2的干擾消失，恢復(fù)正常。其他站點(diǎn)采用相同的處理，干擾也相繼消除，上行速率也正常。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上分析，雖然我國(guó)5G移動(dòng)通信技術(shù)處在世界領(lǐng)先地位，但還有給更多行業(yè)貢獻(xiàn)創(chuàng)新成果的責(zé)任，尤其是在干擾排除技術(shù)方面獲取話(huà)語(yǔ)權(quán)?；谀壳扒闆r下對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)干擾排查效率低下，對(duì)發(fā)生的問(wèn)題不能及時(shí)有效處理，本文利用了“四維五步”法及時(shí)準(zhǔn)確定位干擾源，著重分析干擾特征，有效地解決了5G網(wǎng)存在的問(wèn)題，可以快速恢復(fù)被干擾的網(wǎng)絡(luò)，為5G的進(jìn)一步優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]田丹.5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及分析[J].科技傳播，2019（9）：114-115.

[2]高升.基于干擾特征的5G干擾排查方法初探[J].江蘇通信，2020（2）：11-15.

[3]張建敏，謝偉良，楊峰義.5G超密集組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及實(shí)現(xiàn) [J].電信科學(xué)，2016（6）：36-43.

（編輯 傅金睿）