NB-IoT網絡異頻組網解決同頻干擾問題

胡盛劍，葉凌華

（中國電信股份有限公司 麗水分公司，浙江 麗水 323000）

1 背景概述

物聯網（Internet of Things，IoT）就是物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，是實現智能化識別和管理的一種新技術。簡單的說，物聯網就是物物相連的互聯網，是物品與物品之間進行信息交換，與傳統的人與人之間的信息交互存在較大的差別[1-4]。

NB-IoT是目前全球使用最廣的物聯網制式，隨著NB-IoT網絡的發展，各種物聯網終的端應用越來越廣泛，如智慧路燈、智慧井蓋以及煙感報警等[2-7]。在處理物聯網用戶投訴的過程中，現場測試人員經常遇到一種現象，即現場NB-IoT網絡信號強度很高，但信號質量卻很差，這個問題對部分物聯網終端的使用產生了嚴重的影響。經過前期的多方面分析，產生這一問題的主要原因是目前NB-IoT網絡主要采用單頻組網方式，而網絡本身又具有低頻率、窄帶寬以及覆蓋廣的特點，隨著城區站點的不斷增加，同一區域來自不同基站的NB-IoT信號越來越多，從而導致同頻干擾現象日益嚴重[8,9]。

某市工業區有一公寓區域，外來人口眾多，商業比較繁華，該小區周圍建有大量的充電樁，通過NB-IoT網絡控制電瓶車智慧充電，用戶只需通過掃描二維碼支付一定金額即可獲得相應的充電時間。

前期測試發現，該小區附近基站一直存在NBIoT網絡各類指標差和用戶投訴NB-IoT終端使用不正常等問題。經核實，該區域附近的NB-IoT基站主要有3個，分別為商貿物流城基站（站點A）、一泰閥門基站（站點B）以及洋店基站（站點C）。通過數據分析，確定該區域存在嚴重的同頻干擾問題，并經過多次天饋優化、參數調整以及功率控制后優化效果不明顯，本次嘗試采用異頻組網的方式來解決。

2 組網方案對比

2.1 單頻組網方式

某運營商800M頻段范圍為870 MHz～880 MHz，其中大部分帶寬為CDMA網絡和LTE網絡使用，末端200 kHz為NB-IoT網絡使用。傳統的NB-IoT以單頻組網為主，中心頻率為879.6 MHz，如圖1所示。

圖1 NB-IoT單頻組網圖

2.2 異頻組網方式

本方案嘗試對NB-IoT頻段中的879.3 MHz～879.9 MHz頻段進行劃分，選取2504（中心頻率879.4 MHz）、2506（中心頻率879.6 MHz）及2508（中心頻率879.8 MHz）3個頻點作為試驗區域的組網頻點，頻點分配如圖2所示。

圖2 NB-IoT異頻組網圖

由于同頻符號相互之間存在一定程度上的干擾，且現網基站配置多為3個小區，因此頻點規劃可參考PCI規劃原則，基于PCI mod3值規劃來避免同頻干擾。依據現網PCI設置規則，分別將mod3值0、1、2對應頻點2504、2506、2508。

2.3 試驗區組網方案

根據異頻組網頻點規劃原則，結合現網無線環境分析，規劃試驗區域周邊NB-IoT站點頻點。試驗區頻點規劃如圖3所示，按照頻點分配原則，對試驗區基站進行重新規劃后再修改其他場景參數和終端配置，主要包含基礎參數、商用參數以及終端側參數等[10]。

圖3 試驗區頻點規劃圖

3 效果展示

異頻組網方案實施后，通過對試驗區域進行拉網測試，發現區域內基站信號分布非常合理，NBIoT終端在3個頻點上均能正常接入，且切換和重選等流程都正常。然后再從路測指標和網管指標兩方面對異頻組網的效果進行驗證，路測指標對比如表1所示。

表1 路測指標對比

異頻組網方案實施后，試驗區域內整體RSRP均值從-77 dBm提升到-75 dBm，提升了2 dBm，RSRP＞-85 dBm的比例從82.1%提升到89.3%，提升了7.2%。試驗區域內整體SINR均值從1.4 dB提升到13.8 dB，提升了12.4 dB，SINR＞3 dB的比例從46.1%提升到87.7%，提升了41.6%。由此可見，異頻組網對路測指標中的RSRP和SINR都有大幅度的提升。

通過網管指標統計，如圖4所示，試驗區域內3個站點的RRC連接成功率指標均有較大幅度的提升，其中A站點提升6.7%，B站點提升2.7%，C站點提升3.6%，可以看出異頻組網對網管指標提升也十分明顯。

圖4 單頻和異頻組網網管指標對比

4 結 論

NB-IoT網絡具有低頻率、窄帶寬以及廣覆蓋的特點，隨著城區站點的不斷增加，越區覆蓋和過覆蓋等問題幾乎無法避免，同一區域內來自不同基站的NB-IoT信號越來越多，從而導致同頻干擾現象日益嚴重。而在密集城區，由于天面資源有限，為了節省天面資源，不同頻段天線共用現象非常普遍，想要通過天線調整和功率調整等手段解決同頻干擾問題十分困難。本文通過案例證明，在常規優化手段無法解決的情況下采用NB-IoT異頻組網方式解決網絡同頻干擾問題是一種行之有效的辦法。