TD—LTE系統(tǒng)內(nèi)上行干擾分析研究

栗永生 孫堯 孫偉 王鑫堯

摘要：隨著LTE網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的逐步增加，其系統(tǒng)內(nèi)干擾逐漸顯現(xiàn)，如何精準(zhǔn)判斷干擾是由于系統(tǒng)內(nèi)的用戶產(chǎn)生并據(jù)此完成優(yōu)化調(diào)整就成了目前LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迫切需要解決的問(wèn)題。本文研究了系統(tǒng)內(nèi)干擾產(chǎn)生的原因，明確了系統(tǒng)內(nèi)干擾特征，并選定現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)完成了參數(shù)和天饋優(yōu)化調(diào)整，有效降低了系統(tǒng)內(nèi)的干擾水平，并在優(yōu)化過(guò)程結(jié)合切換次數(shù)明確了干擾貢獻(xiàn)度，為后續(xù)自動(dòng)化的批量分析及優(yōu)化調(diào)整奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：TD-LTE 系統(tǒng)內(nèi)干擾 上行干擾

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）07-0039-02

1 前言

對(duì)于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的前提是使用干凈的頻譜，即該頻段沒(méi)有被其他系統(tǒng)使用或干擾，否則，會(huì)使受干擾系統(tǒng)的性能以及用戶感知受到較大的負(fù)面影響。隨著LTE網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)和發(fā)展，移動(dòng)TD-LTE由于制式和頻段問(wèn)題更容易受到干擾，目前TD-LTE受到系統(tǒng)間干擾主要為廣電干擾、聯(lián)通FDD雜散干擾、聯(lián)通TDD因幀偏置不一致導(dǎo)致的雜散干擾、移動(dòng)自身GSM諧波、互調(diào)干擾以及屏蔽器等導(dǎo)致的外部干擾，針對(duì)系統(tǒng)間干擾，已形成較為成熟的干擾判決及解決辦法[1]，但是針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)小區(qū)間干擾研究隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的逐步增多越發(fā)顯現(xiàn)，如何確定明確干擾為小區(qū)間干擾并消除其干擾就成為迫切需要解決的問(wèn)題。

2 TD-LTE系統(tǒng)內(nèi)上行干擾理論分析

TD-LTE系統(tǒng)內(nèi)的上行干擾是移動(dòng)用戶產(chǎn)生的，由于移動(dòng)用戶所處的位置以及什么時(shí)間做什么業(yè)務(wù)是隨機(jī)變化的，那么其整個(gè)干擾是隨機(jī)變化的。具體產(chǎn)生如圖1所示。

圖中，兩個(gè)用戶UE1和UE2駐留在相近的兩個(gè)不同同頻小區(qū)，分別向基站eNodeB A和eNodeB B發(fā)送上行數(shù)據(jù)，由于用戶的發(fā)射天線是全向天線，UE1在向eNodeB A發(fā)送信息（黃線）的同時(shí)，也向eNodeB B發(fā)送了此信息（紅線），這樣eNodeB B統(tǒng)計(jì)到UE1產(chǎn)生的上行干擾，其干擾程度與UE1的位置以及UE1的發(fā)射功率有關(guān)。且其干擾特性符合對(duì)數(shù)正太分布，其干擾主要來(lái)源于第一圈基站[2]。當(dāng)然，現(xiàn)網(wǎng)對(duì)UE采用上行功控，當(dāng)UE1距離eNodeB A非常近，距離eNodeB B非常遠(yuǎn)時(shí)，其對(duì)eNodeB B的干擾會(huì)非常小，針對(duì)2個(gè)基站，其干擾主要來(lái)源于重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶。

3 TD-LTE系統(tǒng)內(nèi)上行干擾特性分析及優(yōu)化調(diào)整

結(jié)合上面理論分析，在現(xiàn)網(wǎng)選取距離相近的、存在干擾且干擾同PRB利用率強(qiáng)相關(guān)的基站A、B，對(duì)其分別完成開(kāi)環(huán)初始功控參數(shù)調(diào)整降低UE的發(fā)射功率，完成天饋優(yōu)化調(diào)整，降低重疊覆蓋區(qū)域來(lái)評(píng)估干擾變化情況。

3.1 系統(tǒng)內(nèi)干擾小區(qū)的特性

結(jié)合LTE PUCCH和PUSCH的信道分配算法和上面的理論分析，系統(tǒng)內(nèi)干擾應(yīng)該符合以下特性：

（1）100PRB干擾波形特性——系統(tǒng)閑時(shí)，PUCCH占用較多，PRB0和PRB99干擾較高，整體PRB干擾波形呈現(xiàn)2頭高中間低的碗狀特性，系統(tǒng)忙時(shí)，PUSCH占用較多，PRB0和PRB99干擾較低，整體PRB干擾波形呈2頭低中間高的碗底狀特性；

（2）PRB利用率和PRB干擾強(qiáng)相關(guān)——小區(qū)的PRB平均干擾值與小區(qū)的PRB利用率時(shí)變圖強(qiáng)相關(guān)，且趨勢(shì)幾乎一致。

結(jié)合上述（圖2圖3）明確的2個(gè)特征，選定現(xiàn)網(wǎng)2個(gè)系統(tǒng)內(nèi)干擾小區(qū)eNodeB A和eNodeB B。

3.2 參數(shù)調(diào)整

根據(jù)前面的分析，針對(duì)系統(tǒng)忙時(shí)的干擾主要同UE發(fā)射的PUSCH信道功率有關(guān)，而PUSCH信道功控計(jì)算公式：

其中——UE最大發(fā)射功率協(xié)議規(guī)定23dBm，為傳輸帶寬，為MCS格式對(duì)應(yīng)功率偏置，為UE功率調(diào)整步長(zhǎng)，為eNodeB期望PUSCH目標(biāo)功率水平，為路徑損耗補(bǔ)償因子[3]；主要受和的影響，為降低，在現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證了5組參數(shù)設(shè)置（現(xiàn)網(wǎng)設(shè)置值-87，0.7），并觀察了其干擾和RRC建立成功率的變化情況，驗(yàn)證結(jié)果如下圖4圖5所示：

通過(guò)上面的調(diào)整結(jié)果可以看出，和的設(shè)置越低（最低為-105和0.4），UE的PUSCH信道功率會(huì)隨之下降，上行干擾有所降低，但降低不明顯，僅降低約1dB，但RRC建立成功率在調(diào)整期間降低了約70%，現(xiàn)場(chǎng)同步測(cè)試，終端上行速率下降4Mbps，由此可見(jiàn)通過(guò)上行功率調(diào)整對(duì)干擾抑制有限，且會(huì)導(dǎo)致用戶感知急速下降，得不償失。

3.3 天饋優(yōu)化

從功控角度對(duì)干擾抑制較小，那么如何控制2個(gè)小區(qū)重疊覆蓋度就成了問(wèn)題解決的唯一途徑。通過(guò)前面的分析我們得知系統(tǒng)內(nèi)干擾小區(qū)受其周邊一圈同頻小區(qū)影響較大，那么如果判斷周邊那些小區(qū)對(duì)干擾的貢獻(xiàn)度最大，就成了聚焦問(wèn)題的關(guān)鍵。

提取eNodeB A小區(qū)與eNodeB B兩小區(qū)兩兩切換指標(biāo)，提取兩小區(qū)與同頻小區(qū)嘗試切換次數(shù)，梳理切換TOP小區(qū)，并依據(jù)其切換嘗試次數(shù)與總切換次數(shù)的比值確定干擾貢獻(xiàn)度，針對(duì)干擾貢獻(xiàn)度高的小區(qū)優(yōu)先完成RF優(yōu)化調(diào)整；如表1所示。

按照貢獻(xiàn)度調(diào)整基站4處，調(diào)整后的重疊覆蓋度明顯減小，調(diào)整結(jié)果如下圖6所示。

調(diào)整后，eNodeB A的干擾下降明顯，干擾平均下降4dB，降到-110dBm以下，主要由于調(diào)整小區(qū)多與其嘗試切換次數(shù)較多，eNodeB B的干擾變化較小，下降約2-3dB。具體如圖7所示。

4 總結(jié)與展望

本文通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)干擾產(chǎn)生的原因進(jìn)行了研究，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際情況，明確了系統(tǒng)內(nèi)干擾的判決特征，并選定了現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)完成了參數(shù)驗(yàn)證，通過(guò)干擾貢獻(xiàn)度聚焦了干擾小區(qū)，通過(guò)優(yōu)化調(diào)整，有效降低了系統(tǒng)內(nèi)的干擾水平，但是分析和判決的處理效率略顯低下，后續(xù)可以通過(guò)引入自動(dòng)化手段，依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)干擾判斷特征，結(jié)合地理化的MR修改干擾貢獻(xiàn)度，更加快捷高效完成系統(tǒng)內(nèi)干擾消除。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)移動(dòng)通信有限公司研究院、中國(guó)移動(dòng)廣東公司.TD-LTE系統(tǒng)間干擾排查與規(guī)避指導(dǎo)手冊(cè).

[2]李中年，魏國(guó)興.LTE上行干擾分析[J].通信技術(shù)，2010，（43）：47-50.

[3]3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA）； Physical layer procedures（Release 9）.