關(guān)于FDD-LTE移頻降低模三干擾研究

孫軍峰

摘 要：本文主要介紹了FDD-LTE模三干擾形成的原因和其對網(wǎng)絡(luò)的影響，并從物理層的角度分析了移頻的可實(shí)施性。通過現(xiàn)場測試，映證了移頻可以降低模三干擾，提升小區(qū)吞吐率。為優(yōu)化模三導(dǎo)致速率低，提供了新的思路和理論支撐。

關(guān)鍵詞：模三干擾;移頻;吞吐率

1 概述

LTE同頻組網(wǎng)時，所有小區(qū)使用相同的頻率和帶寬，頻譜利用率最高，但同頻網(wǎng)絡(luò)干擾較大，特別是不同小區(qū)之間PCI模三值相等時，會形成模三干擾，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，站點(diǎn)越來越密集，模三干擾已經(jīng)無法通過PCI規(guī)劃和RF調(diào)整來解決。對于中國聯(lián)通來說，目前LTE組網(wǎng)頻率為1840-1860MHz，在不增加設(shè)備情況下，無法通過異頻組網(wǎng)來解決模三干擾問題，因此需要深入分析，探索其他解決方案。

2 研究背景

2.1 模三干擾形成原因

在LTE系統(tǒng)中，UE利用小區(qū)特定參考信號（CRS）完成小區(qū)搜索，獲得時間和頻率的同步，繼而讀取系統(tǒng)消息，完成小區(qū)駐留。此外，CRS還可以被UE用作獲取CSI（Channel State Information），針對小區(qū)的測量比如RSRP等，決定小區(qū)的選擇和切換。

小區(qū)特定參考序列主要由PCI決定的：

為小區(qū)組ID，取值范圍為0～167，對應(yīng)168個SSS;

為組內(nèi)ID，取值范圍為0～2，對應(yīng)3個PSS。

對于2天線端口的情況，其RS參考信號與RE資源映射情況如下：

參考信號RS在每個RB內(nèi)的起始位置和小區(qū)特定的頻率偏移有關(guān)。針對2天線端口，LTE定義了3個頻率偏移，該偏移與小區(qū)的PCI有關(guān)，其值為PCI MOD 3={0，1，2}。在同頻組網(wǎng)的情況下，頻率偏移可以避免至多3個相鄰小區(qū)的小區(qū)特定參考信號之間的時頻資源沖突。

2.2 FDD-LTE移頻可行性分析

PCI是LTE系統(tǒng)中的小區(qū)標(biāo)識，RS參考信號的位置與PCI存在直接映射關(guān)系。在同頻組網(wǎng)條件下，相同PCI的小區(qū)，其RS序列一致且位置相同，RS之間會產(chǎn)生干擾;不同PCI的小區(qū)，在2*2 MIMO的條件下，如果兩個小區(qū)PCI模3相等，則兩個小區(qū)之間的RS位置是相同的，RS之間會產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致SINR急劇下降，從而影響小區(qū)吞吐量。移頻組網(wǎng)場景下，小區(qū)間子載波的正交性以及小區(qū)間頻率重合部分的RS參考信號之間的干擾是影響移頻組網(wǎng)性能的關(guān)鍵。

情況一：

F1：1840～1860MHz，實(shí)際為1841～1859MHz，中心頻率為1850MHz;

F2：1835～1855MHz，實(shí)際為1836～1854MHz，中心頻率為1845MHz。

移頻前后有15MHz頻段重疊，F(xiàn)1和F2重疊的起始頻率為1841.005MHz。具體位置如下：

在2*2 MIMO，PCI MOD 3=0的條件下，F(xiàn)1的子載波337的RS_0與F2的子載波4的RS_1存在10KHz的頻率重疊;F1的子載波343的RS_0與F2的子載波10的RS_1存在10KHz的頻率重疊。以此類推，整個重疊的15M帶寬內(nèi)，F(xiàn)1的RS_0與F2的RS_1均存在10KHz重疊。同理，在PCI模值為1和2時，F(xiàn)1的RS_0與F2的RS_1也會存在10KHz重疊。

情況二：

F1：1840～1860MHz，實(shí)際為1841～1859MHz，中心頻率為1850MHz;

F2：1837～1857MHz，實(shí)際為1838～1856MHz，中心頻率為1847MHz。

移頻前后有17MHz頻段重疊，F(xiàn)1和F2重疊的起始頻率為1841.005MHz。具體位置如下：

在2*2 MIMO，PCI MOD 3=0的條件下，F(xiàn)2的RB17與F1的RB0上的參考信號位置在頻域上完全錯開。以此類推，在其他重疊的RB上，F(xiàn)2與F1的參考信號位置也全部錯開。同理，在PCI模值為1和2時，F(xiàn)2與F1的參考信號在頻域上位置也全部錯開。

相對于同頻模3相等，移頻后5M模3即使相等，其重疊頻帶的RS參考信號僅有一路信號的10KHz存在重疊，另一路則不受任何影響;移頻后 F2頻帶上有將近5M的帶寬不受來自鄰小區(qū)的任何干擾。移頻3M前后的RS參考信號在頻域上是完全錯開的，同時F2有3M的帶寬不受來自其他鄰小區(qū)的任何干擾。這些均對速率的提升有直接影響。

綜上所述，“移頻”可以降低模3干擾，提升小區(qū)吞吐率。

3 實(shí)踐驗(yàn)證

3.1 相關(guān)參數(shù)調(diào)整

移頻涉及中心頻點(diǎn)調(diào)整，需要更改上行和下行鏈路的中心載頻，同時也應(yīng)該注意到異頻的測量配置及異頻的重選配置調(diào)整。其中異頻切換測量配置與A2門限相同，建議取值范圍為-90至-95dbm之間。

同時，由于移頻需要占用部分GSM1800頻段，需要對周邊G1800進(jìn)行清頻。

3.2 測試范圍

選取陜西安康高新區(qū)漢江路與高新四路十字路口作為驗(yàn)證區(qū)域，為了驗(yàn)證同場景下模三對速率影響情況，特選取4種場景進(jìn)行驗(yàn)證對比，驗(yàn)證區(qū)域如表1。

驗(yàn)證測試區(qū)域圖，本次移頻站點(diǎn)為安康-市區(qū)N-高新漢江路東段-FDD-BBU。

3.3 指標(biāo)對比

定點(diǎn)測試指標(biāo)

場景 平均RSRP（dBm） 平均SINR（dB） PDCP層平均速率（Mbps）

同頻無模三 -76.31 18.36 54.16

同頻模三 -75.24 14.41 40.72

移頻3M模三 -73.66 14.65 61.96

移頻5M模三 -75.35 14.04 55.82

通過測試指標(biāo)，可以明確以下幾點(diǎn)：

1）同頻組網(wǎng)下，模三干擾會導(dǎo)致SINR下降，速率降低。

2）模三干擾下，移頻可以提升小區(qū)吞吐率。

3）移頻對速率的提升直接原因并非由于SINR的提升。

4）移頻多少和速率的提升非線性關(guān)系。即并非移的越多越好，主要取決于移頻前后RS參考信號重疊程度。

4 結(jié)論

通過此次驗(yàn)證測試，得出了移頻組網(wǎng)可以改善模三干擾提升速率的結(jié)論。在后期的優(yōu)化實(shí)施過程中，可以針對特定場景進(jìn)行移頻，提升用戶感知。此外，還應(yīng)當(dāng)注意到，實(shí)施移頻前需要對GSM1800基站進(jìn)行清頻。

參考文獻(xiàn)

[1]3GPP TS 36.211Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA）;Physical channels and modulation（Release 11）

[2]Erik Dahlman， Stefan Parkvall， andJohanSk?ld 《4G LTE/LTE-Advancedfor Mobile Broadband》