基于干擾特征的5G 干擾排查方法初探

高 升

中國(guó)移動(dòng)江蘇公司網(wǎng)絡(luò)部

0 引言

由于無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)各種各樣的信號(hào)源，隨著5G 站點(diǎn)的大量部署，落入5G 接收帶內(nèi)造成了網(wǎng)絡(luò)的上下行干擾，傳統(tǒng)的干擾排查沒(méi)有高效的分析方法，逐個(gè)上站排查干擾源效率低下，浪費(fèi)大量人力物力。基于干擾特征的5G 干擾排查方式可通過(guò)對(duì)干擾特征進(jìn)行分析，結(jié)合網(wǎng)管KPI、干擾分布等數(shù)據(jù)，快速高效地定位干擾類(lèi)型，有目的地排查5G 干擾源，大幅提升排查效率。

1 5G 干擾分類(lèi)及產(chǎn)生原理

1.1 子幀配比干擾

相鄰近的同頻站點(diǎn)，上下行時(shí)隙配比不一致會(huì)導(dǎo)致下行時(shí)隙多的小區(qū)干擾上行時(shí)隙少的小區(qū)。當(dāng)前移動(dòng)5G 使用4:1、8:2、7:3 的時(shí)隙配比，混合使用時(shí)會(huì)存在時(shí)隙干擾。

圖1 子幀配比干擾

1.2 幀偏置干擾

5G 與LTE TDD 共站部署也需要同步，否則會(huì)導(dǎo)致一個(gè)系統(tǒng)的下行時(shí)隙落入另一個(gè)系統(tǒng)的上行時(shí)隙，產(chǎn)生干擾。目前中國(guó)移動(dòng)2.6G 5G 站點(diǎn)幀偏置相對(duì)于LTE 延后3ms，可保證時(shí)隙對(duì)齊、特殊子幀對(duì)齊。

圖2 幀偏置干擾

1.3 大氣波導(dǎo)干擾

遠(yuǎn)距離的站點(diǎn)信號(hào)經(jīng)過(guò)傳播，到達(dá)被干擾站點(diǎn)的時(shí)候，因?yàn)閭鞑キh(huán)境很好，衰減比較小，同時(shí)因?yàn)閭鞑ミ^(guò)程中的時(shí)延導(dǎo)致干擾站的DwPTS 與被干擾站的UpPTS 對(duì)齊，嚴(yán)重的甚至?xí)涞奖桓蓴_站的上行子幀，導(dǎo)致干擾站的下行信號(hào)干擾到上行傳輸。

圖3 大氣波導(dǎo)干擾

1.4 GPS 失鎖、星卡異常、時(shí)鐘源失鎖導(dǎo)致的干擾

對(duì)于LTE TDD 系統(tǒng)，因?yàn)槭菚r(shí)分雙工，這對(duì)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步要求很高。如同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的某基站A 與周?chē)渌镜臅r(shí)鐘不同步，會(huì)造成基站A 的DL 信號(hào)被周?chē)幕窘邮盏剑识蓴_到了周?chē)镜纳闲薪邮铡Ｈ鐖D4 所示，時(shí)鐘不同步的A 基站發(fā)射信號(hào)干擾到了B 基站的上行接收。

圖4 基站時(shí)鐘不同步干擾

GPS 失鎖、星卡異常、時(shí)鐘源失鎖一般可能是單個(gè)站點(diǎn)造成，因?yàn)槭Р胶蟾骰緯r(shí)鐘不同步，互相影響，因此通常影響范圍比較嚴(yán)重，且范圍很廣。失步基站周?chē)罅炕究赡芏紝⑹艿礁蓴_，甚至退服。

1.5 偽基站干擾

偽基站使用了現(xiàn)網(wǎng)D 頻段頻點(diǎn)，但是沒(méi)有與現(xiàn)網(wǎng)存量站點(diǎn)統(tǒng)一規(guī)劃，兩套系統(tǒng)的幀偏置往往存在偏差，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的幀失步干擾，其干擾產(chǎn)生原理與“幀偏置配置不合理”相同。

1.6 電橋設(shè)備干擾

當(dāng)前存在已知的電梯無(wú)線回傳設(shè)備、監(jiān)控?zé)o線傳輸?shù)仍O(shè)備，導(dǎo)致D4/5 頻點(diǎn)存在強(qiáng)干擾，需設(shè)備廠家進(jìn)行頻率變更，避開(kāi)2515-2615Mhz 頻譜資源。

2 干擾排查四維五步法初探

結(jié)合上述干擾場(chǎng)景，我們可以嘗試通過(guò)四維五步法開(kāi)展5G 干擾排查，以此來(lái)提升工作效率。

圖5 四維五步法

2.1 小區(qū)級(jí)干擾指標(biāo)分析

小區(qū)級(jí)干擾指標(biāo)分析可以通過(guò)歷史日志和性能指標(biāo)來(lái)分析。歷史日志將系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的告警、異常信息、 呼叫歷史記錄、話統(tǒng)日志、操作日志、告警日志、自由化網(wǎng)絡(luò)日志等做詳細(xì)記錄，并打包成一個(gè)文件，便于提取、分析問(wèn)題。RRU 日志是單獨(dú)針對(duì)RRU 功能的記錄文件，性能指標(biāo)可以在后臺(tái)網(wǎng)管上選擇需要采集話統(tǒng)的小區(qū)和時(shí)間，選擇干擾話統(tǒng)相應(yīng)的指標(biāo)項(xiàng)，如上行每PRB 的接收干擾噪聲平均值、上行每PRB 的接收干擾噪聲最大值、上行每PRB 的接收干擾噪聲最小值。

2.2 后臺(tái)RB 級(jí)干擾分析

后臺(tái)RB 級(jí)干擾可以通過(guò)5G 網(wǎng)管創(chuàng)建跟蹤任務(wù)，進(jìn)行RB 級(jí)干擾實(shí)時(shí)跟蹤。

圖6 后臺(tái)RB 級(jí)干擾分析

2.3 FFT 離線掃描分析

FFT 離線掃描分析可以通過(guò)WebLMT 或NIC 方式處理。

在WebLMT 方式中選擇FFT 頻譜掃描，設(shè)置需要采集的RRU、掃描模式、分辨率、制式以及通道信息，設(shè)置掃描跟蹤文件保存的路徑，然后啟動(dòng)FFT 頻譜掃描功能。掃描模式支持“在線寬帶頻譜掃描”和“離線寬帶頻譜掃描”兩個(gè)功能。小區(qū)激活狀態(tài)下，掃描模式選擇“寬帶在線頻譜掃描”；小區(qū)去激活狀態(tài)下，掃描模式選擇“寬帶離線頻譜掃描”。

NIC 方式通過(guò)創(chuàng)建采集任務(wù)可以根據(jù)需要采集網(wǎng)元的版本選擇。選擇FFT 頻譜掃描采集項(xiàng)完成制式和網(wǎng)元選擇后，再選擇“FFT Frequency Scanning”，完成采集項(xiàng)參數(shù)設(shè)置和其他采集任務(wù)向?qū)У氖Ｓ嗖襟E。NIC 采集任務(wù)完成后，下載采集結(jié)果進(jìn)行分析。

2.4 小區(qū)路測(cè)數(shù)據(jù)采集

在網(wǎng)管上，進(jìn)入5G 的小區(qū)路測(cè)跟蹤界面，根據(jù)5G 小區(qū)ID，選擇L1 跟蹤模塊，并配置相應(yīng)的跟蹤號(hào)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。

2.5 反向頻譜數(shù)據(jù)采集

在網(wǎng)管上啟動(dòng)小區(qū)路測(cè)，指定對(duì)應(yīng)5G 小區(qū)ID，并設(shè)置L3 擴(kuò)展跟蹤項(xiàng)為201，然后通過(guò)操作管理命令指定對(duì)應(yīng)5G DU CELL ID，并設(shè)置選擇掃描的天線端口以及數(shù)據(jù)采集次數(shù)。數(shù)據(jù)采集完成后，會(huì)通過(guò)小區(qū)路測(cè)功能上報(bào)到網(wǎng)管側(cè)，在網(wǎng)管側(cè)導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的小區(qū)路測(cè)文件，最后使用反向頻譜解析工具解析該文件后得到頻譜數(shù)據(jù)。

2.6 現(xiàn)場(chǎng)掃頻

排查前確定待排查小區(qū)、價(jià)值區(qū)域、干擾波形分析，持續(xù)存在的小區(qū)優(yōu)先，然后判斷頻譜儀工作是否正常，如果低于-50dBm/100Khz，更換正常的掃頻天線。如果正常，則原天線損壞，如果不正常，則頻譜儀故障。

排查中正確設(shè)置儀表，在最強(qiáng)干擾扇區(qū)方向，上下左右旋轉(zhuǎn)頻譜儀天線，辨別干擾源極化方向和干擾源來(lái)向。保持頻譜儀天線極化方向不變，使用三點(diǎn)定位法逐步定位干擾源，排查過(guò)程中要以基站視角進(jìn)行掃頻，同時(shí)登高和地面掃頻相結(jié)合確定干擾源位置。排查過(guò)程中，防止基站下行信號(hào)阻塞頻譜儀，導(dǎo)致無(wú)法掃到干擾信號(hào)。

排查后采用協(xié)調(diào)關(guān)閉驗(yàn)證法驗(yàn)證干擾源影響。關(guān)閉驗(yàn)證前，通知后臺(tái)監(jiān)控干擾小區(qū)實(shí)時(shí)干擾；關(guān)閉后對(duì)比干擾小區(qū)實(shí)時(shí)干擾變化，評(píng)估干擾源對(duì)小區(qū)干擾影響。

3 典型案例分析

W 市民中心片區(qū)多個(gè)5G 站點(diǎn)開(kāi)通后存在上行速率低的問(wèn)題，跟蹤上行干擾均存在強(qiáng)干擾（個(gè)別小區(qū)為-70dbm），懷疑其他廠家4G-TDD 未退頻導(dǎo)致干擾問(wèn)題。

3.1 問(wèn)題描述

以某NR 站點(diǎn)1 為例，3 個(gè)小區(qū)干擾都比較強(qiáng)，選取了3 個(gè)小區(qū)15 分鐘干擾指標(biāo)：

表1 NR 站點(diǎn)1 小區(qū)干擾指標(biāo)

圖7 NR 站點(diǎn)1 干擾波形圖

其鄰NR 站點(diǎn)2 的3 個(gè)小區(qū)都存在干擾，且3 個(gè)小區(qū)都由于信噪比低導(dǎo)致小區(qū)通道校正失敗，表2 選取了3 個(gè)小區(qū)15 分鐘的指標(biāo)。

表2 NR 站點(diǎn)2 小區(qū)干擾指標(biāo)

圖8 NR 站點(diǎn)2 干擾波形圖

3.2 問(wèn)題分析

上面兩個(gè)站點(diǎn)均是3 個(gè)小區(qū)有干擾，干擾波形為全頻段，但中間約1/3 的RB 最強(qiáng)。波形上看并不是其他廠家所使用的帶寬頻率，基本排除異廠家TDD 幀偏置不一致導(dǎo)致的干擾。隨后安排掃頻，存在干擾的站點(diǎn)1 的部分頻率范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)明顯干擾，但該區(qū)域其他干擾波形有異常。正常5G 站點(diǎn)激活時(shí)掃頻結(jié)果如圖9 所示。

圖9 正常站點(diǎn)掃頻結(jié)果

通過(guò)掃頻，無(wú)論該站有無(wú)5G 信號(hào)，掃頻波形都很類(lèi)似（中間1/3 的頻率范圍信號(hào)強(qiáng)），掃頻結(jié)果顯示未發(fā)現(xiàn)TDD 特征的信號(hào)，懷疑有其他干擾源或5G 站點(diǎn)自干擾。

3.3 問(wèn)題處理

核查全網(wǎng)5G 站點(diǎn)，存在GPS/星卡等時(shí)鐘類(lèi)的告警不多且都未激活。同時(shí)通過(guò)查詢(xún)GPS 狀態(tài)，看到“鏈路激活狀態(tài)”存在“未激活”的站點(diǎn)，但小區(qū)狀態(tài)正常，通過(guò)核對(duì)，這些點(diǎn)正為干擾站點(diǎn)或干擾小區(qū)周邊的站點(diǎn)。

圖10 NR 站點(diǎn)2 干擾恢復(fù)

嘗試激活有該問(wèn)題的干擾站點(diǎn)1 后，如圖10 所示，旁邊NR 站點(diǎn)2 干擾立刻恢復(fù)正常。其他站點(diǎn)進(jìn)行同樣操作后，干擾消除，上行速率復(fù)測(cè)正常。

3.4 問(wèn)題總結(jié)

通過(guò)對(duì)比問(wèn)題站點(diǎn)與正常站點(diǎn)的狀態(tài)以及數(shù)據(jù)配置的一致性，并結(jié)合干擾特征，采用四維五步法能快速定位問(wèn)題。

4 結(jié)論

針對(duì)當(dāng)前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)干擾問(wèn)題排查效率低下，無(wú)法滿足快速處理問(wèn)題的情況，本文嘗試采用四維五步法對(duì)5G 干擾進(jìn)行快速定位。從5G 干擾特征入手，結(jié)合前人經(jīng)驗(yàn)及已有案例，將5G 干擾原因迅速呈現(xiàn)在優(yōu)化人員面前，快速解決了5G 現(xiàn)網(wǎng)問(wèn)題，及時(shí)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行，這對(duì)今后5G 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進(jìn)一步開(kāi)展，提供了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。