LTE網(wǎng)絡(luò)干擾優(yōu)化技術(shù)研究

【摘要】城中村區(qū)域私裝信號(hào)放大器現(xiàn)象普遍，這些放大器由于質(zhì)量不合格，對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能造成很大影響。本文分析研究了移頻和PRB閉塞兩種干擾規(guī)避技術(shù)，通過(guò)實(shí)施驗(yàn)證對(duì)方案的效果進(jìn)行評(píng)估，為干擾優(yōu)化處理提供了一個(gè)新思路。

【關(guān)鍵詞】LTE網(wǎng)絡(luò);干擾;移頻;PRB閉塞

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.18.006

1. 研究背景與價(jià)值

目前北京LTE網(wǎng)絡(luò)干擾整體形勢(shì)嚴(yán)峻，外部干擾和未知干擾占總干擾小區(qū)的87.4%左右。數(shù)量巨大的干擾源對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響，嚴(yán)重影響了電信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平。

針對(duì)單個(gè)基站的外部干擾，可以采取現(xiàn)場(chǎng)掃頻排查的方法解決，但是隨著干擾源的增多，特別是城中村等場(chǎng)景的成片干擾，排查困難較大且投入大收益小。通過(guò)對(duì)基站設(shè)備及頻譜分析，采用移頻和PRB閉塞的優(yōu)化方法，可以達(dá)到規(guī)避干擾的目的，大大減少人力物力成本，經(jīng)實(shí)施驗(yàn)證改善效果明顯，可以在一些干擾嚴(yán)重區(qū)域進(jìn)行推廣。

2. 干擾原理及分類

所有網(wǎng)絡(luò)上存在的影響通信系統(tǒng)正常工作的信號(hào)、不是通信系統(tǒng)需要的信號(hào)均為干擾。通常將出現(xiàn)在接收帶內(nèi)但不影響系統(tǒng)正常工作的非系統(tǒng)內(nèi)部信號(hào)也作為干擾。

LTE網(wǎng)絡(luò)干擾分為系統(tǒng)內(nèi)部干擾和系統(tǒng)外部干擾，系統(tǒng)內(nèi)部干擾包括同頻干擾和異頻干擾，外部干擾通常指系統(tǒng)間干擾及其他隨機(jī)干擾。根據(jù)產(chǎn)生的原理不同，外部干擾可分為雜散干擾、阻塞干擾、互調(diào)/諧波干擾、屏蔽器干擾、私裝直放站干擾、無(wú)線系統(tǒng)非法占用干擾等類型。

3. 干擾定界及影響

LTE干擾定界根據(jù)時(shí)頻域特征進(jìn)行匹配，系統(tǒng)內(nèi)干擾時(shí)域呈現(xiàn)與業(yè)務(wù)量強(qiáng)相關(guān)，系統(tǒng)外干擾時(shí)域呈現(xiàn)與業(yè)務(wù)量不相關(guān)，系統(tǒng)間干擾可通過(guò)去激活干擾系統(tǒng)小區(qū)確認(rèn)，外部干擾需區(qū)域性分析后現(xiàn)場(chǎng)掃頻定位。如表1。

干擾是影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和頻率分配日益復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)會(huì)出現(xiàn)多類信號(hào)，當(dāng)非服務(wù)信號(hào)落入LTE的接收帶內(nèi)時(shí)，就會(huì)造成上行干擾，最直接的影響就是上行覆蓋，對(duì)通話質(zhì)量、接通、掉話、切換及網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量均會(huì)造成影響。

4. 干擾優(yōu)化方案

4.1 移頻方案

移頻優(yōu)化方案通過(guò)對(duì)干擾小區(qū)進(jìn)行FFT頻譜掃描，確定合法頻段內(nèi)是否有足夠可用的無(wú)干擾頻段（要求5M及以上帶寬），若滿足條件則進(jìn)行移頻操作規(guī)避干擾，該方案降低小區(qū)干擾明顯，實(shí)驗(yàn)對(duì)比可降低干擾9dB左右，但對(duì)小區(qū)容量影響很大，增加網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度。

4.1.1 移頻方案說(shuō)明

FFT在線頻譜掃描頻段1734.80-1785.11，其中1734.80-1780.08全段均存在干擾，可確定為外部干擾，1780-1785頻段整體無(wú)干擾，頻寬滿足≥5M，可移頻至該頻段來(lái)規(guī)避干擾。

4.1.2 移頻方案驗(yàn)證

問題分析。根據(jù)篩選條件，選取金谷大廈搬遷基站在線頻譜掃描，金谷大廈搬遷1小區(qū)平均FFT_VALUE為-102.54dBm左右，金谷大廈搬遷2小區(qū)平均FFT_VALUE為-111.13dBm左右。近一周話統(tǒng)金谷大廈搬遷1最大PRB利用率45.55%，金谷大廈搬遷2小區(qū)最大PRB利用率27.77%，移頻后帶寬保留1/3，對(duì)應(yīng)PRB利用率增加3倍左右。

FFT頻譜掃描結(jié)果如下表：（掃描時(shí)長(zhǎng)5分鐘）

解決方案。經(jīng)分析金谷大廈搬遷_1、2小區(qū)幾乎為全頻段干擾，只有頻段末尾較為純凈，現(xiàn)網(wǎng)配置頻段1765-1780，帶寬15M。建議移頻至1780-1785頻段，帶寬5M。考慮到移頻后小區(qū)容量犧牲2/3，修改移頻小區(qū)切換策略為易出難進(jìn)，盡量避免操作小區(qū)出現(xiàn)擁塞。

2）外場(chǎng)測(cè)試評(píng)估

移頻前后RSRP無(wú)明顯變化，SINR明顯提升，切換明顯發(fā)生變化，路測(cè)指標(biāo)如下：

4.2 閉塞PRB方案

閉塞PRB方案是通過(guò)對(duì)干擾小區(qū)所有PRB進(jìn)行分析，針對(duì)高干擾PRB進(jìn)行閉塞，以降低干擾小區(qū)的整體干擾水平。該方案降低小區(qū)干擾幅度有限，實(shí)驗(yàn)對(duì)比可降低干擾約3dB左右（閉塞PRB10個(gè)以內(nèi)），對(duì)小區(qū)容量有一定影響，實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單。

使用環(huán)境：干擾只分布于部分PRB，高干擾PRB占比較小。

篩選條件：4G干擾小區(qū)高于干擾門限且接近干擾門限（暫定高于干擾門限在3dB以內(nèi)），自忙時(shí)平均下行PRB利用率小于30%。

4.2.1 閉塞PRB說(shuō)明

篩選全網(wǎng)輕干擾小區(qū)，7天自忙時(shí)平均PRB利用率小于30%為候選小區(qū)，分析候選小區(qū)是否部分RB高干擾，根據(jù)高干擾PRB數(shù)量衡量是否可通過(guò)閉塞PRB降低干擾小區(qū)整體干擾水平。因PUCCH占用RB是以中心頻點(diǎn)為中心，對(duì)稱分布在LTE可用帶寬的左右最兩邊，故該方案需避開中間和兩端PUCCH的各5個(gè)RB。

4.2.2 閉塞PRB驗(yàn)證

問題分析：開啟PRB干擾采集，選取高干擾小區(qū)（平均PRB干擾水平大于-113dBM/RB，排除0～4以及95～99號(hào)RB）制作全頻段干擾曲線。朝陽(yáng)老君堂中路西_1小區(qū)從頻譜圖看干擾與業(yè)務(wù)量不相關(guān)，所有PRB從高到低呈下降趨勢(shì)，第17個(gè)PRB干擾最高，達(dá)到-78dBm。

解決方案：朝陽(yáng)老君堂中路西_1小區(qū)整體干擾很高，部分PRB存在尖峰干擾情況，可通過(guò)閉塞14-20PRB規(guī)避尖峰干擾，降低整個(gè)小區(qū)干擾水平。

實(shí)施效果：后臺(tái)指標(biāo)總體評(píng)估，朝陽(yáng)老君堂中路西_1小區(qū)閉塞PRB后“系統(tǒng)上行每PRB平均干擾噪聲”改善0.43（dBm），整體損益評(píng)價(jià)為3.31。

評(píng)估情況如下表：

5. 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

針對(duì)由于外部干擾引起的成片干擾，采用移頻方案可以有效規(guī)避干擾，提升效果較為明顯，但其代價(jià)是犧牲小區(qū)帶寬和容量，同時(shí)增加了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，此方案只適用于小區(qū)負(fù)荷不高、可用頻段內(nèi)有無(wú)干擾頻段（帶寬大于等于5M）。閉塞PRB是通過(guò)對(duì)干擾小區(qū)PRB進(jìn)行分析，閉塞部分高干擾PRB，只適用于部分PRB存在干擾的情況，相比移頻方案容量犧牲更小，不會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，但提升效果有限。對(duì)于兩種方案，閉塞PRB更適合現(xiàn)網(wǎng)操作，既能改善干擾指標(biāo)，又不會(huì)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)造成很大影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)原理及優(yōu)化/張國(guó)守等編著.北京：清華大學(xué)出版社，2017.（160-164）

[2]探討移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)干擾與處理方法[J].楊旭，唐偉俠.通訊世界.2017（18）

[3]移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)外部干擾排查分析[J].王明理.通訊世界.2020，27（01）

作者簡(jiǎn)介：閆志剛，碩士研究生，工程師，現(xiàn)就職于中國(guó)電信北京公司，研究方向：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與優(yōu)化。