中國移動5G SA系統內同頻干擾分場景優化策略研究

封陸游 高駿遠 朱 偉 葉 萍

1.中國移動通信集團江蘇有限公司泰州分公司；

2.中國移動通信集團江蘇有限公司；

3.中國移動紫金（江蘇）創新研究院有限公司

0 引言

中國移動5G SA網絡采用TDD同頻組網結構，現階段室內外均使用2515 MHz- 2675 MHz頻段。同頻干擾會導致5G SA網絡的性能下降，用戶感知變差，為此需研究緩解同頻干擾的策略，改善同頻組網結構，提升網絡性能。本文提出了室內外同頻干擾和大氣波導遠距離同頻干擾的優化策略。

1 同頻干擾及現狀

SA同頻組網干擾主要有兩類：

一是重疊覆蓋導致。TDD制式系統基站當前的PRB分配策略為由低到高，周邊鄰區存在重疊覆蓋時，遠端用戶（邊緣用戶）會產生PRB碰撞，從而導致基站上行底噪抬升，形成系統內同頻干擾。現網中主要是室外宏站對室內邊緣用戶性能造成影響。

二是大氣波導導致。大氣波導效應是一種發生在大氣對流層的效應。在TDD系統的時隙結構中，通過設置GP（Guard Period）隔離上、下行時隙，避免上下行信號間互相干擾。在大氣波導效應的影響下，干擾源gNodeB的信號遠距離傳輸至受干擾gNodeB，當傳輸時間超過GP時，干擾源gNodeB的下行信號在受干擾gNodeB的上行時隙被接收，干擾了受干擾gNodeB的上行接收，產生遠端同頻干擾。同時，受干擾gNodeB的下行信號也會對干擾源gNodeB的上行接收產生干擾，稱為大氣波導的互易性，導致整個網絡的KPI下降。

2 分場景干擾優化策略

在日常優化過程中，亟需做好室內外同頻干擾和大氣波導的抑制工作。下面從兩個方面進行重點分析，開展分場景干擾優化策略研究。

2.1 城區室內外協同優化方案

解決室內外同頻干擾，主要有覆蓋控制、資源調度等手段。本次課題重點從聯合功控優化、SSB波束協同優化和基于業務信道的PRB隨機化策略三方面開展研究，改善5G室外室站對室分小區同頻干擾的影響。

（1）策略一：聯合功控優化

PUSCH聯合功控功能是指gNodeB綜合考慮本小區用戶的性能和對鄰區的干擾來調整UE的PUSCH發射功率。當鄰區承受的干擾量超過一定值時，gNodeB將調整本小區UE的PUSCH發射功率，從而將對鄰區的干擾控制在一定范圍。建議在重載場景或者負載不均衡場景（既有輕載小區，又有重載小區的場景）打開PUSCH聯合功控功能。

開啟PUSCH聯合功控功能后，具有鄰區關系的小區會每隔5分鐘交互一次各自所受到的來自鄰區的干擾情況。當干擾嚴重，即小區的IoT（Interference over Thermal）超過本小區設定的IoT門限時，該小區鄰區的gNodeB會調整UE的PUSCH發射功率，降低干擾量。現網試點開啟PUSCH聯合功控后，上行平均干擾噪聲由-111.38dBm改善至-112.14dBm，改善0.76dBm，達到預期。

（2）策略二：室分SSB波束協同優化

目前宏站SSB一般默認8波束，室分Lampsite默認4波束，如圖1所示，宏站多波束的發送時域位置會干擾室分的業務信道，即宏站有4個SSB波束發送時頻位置對應的是LampSite PDSCH信道。在宏微強干擾場景下，對邊緣UE整個業務信道測量和信道自適應造成影響，影響用戶接入。

圖1 SSB波束優化策略

室分4T4R設備小區的參數配置成“SINGLE_POLARIZATION”時，小區會按照和宏站一樣支持最多的8個SSB波束，實現室分和宏站的SSB信號時頻位置對齊，避免AAU SSB對室分PDSCH的碰撞干擾。通過以上操作，拉齊室分與宏站之間的CSI資源位置與SSB波束，能夠降低宏站與室分之間的干擾，同時參數修改之前為4天線輪流發，修改后為4天線并發，可同步提升室分小區下載速率。在現網調整前后測試指標如表1所示，SINR值、下載速率、重疊覆蓋均有明顯提升。

表1 SSB波束協同優化效果

（3）策略三：基于業務信道的PRB隨機化

室內外同頻組網會出現業務信道調度RB位置重疊的情況，導致小區間互相干擾，本方案通過為相鄰小區的RB資源分配不同的起始位置，主動避讓業務信道頻域位置復用來減少干擾，如圖2所示。當小區RB占用率不高的時候，不同類型的小區間頻域資源能夠錯開，這樣可以降低鄰區UE對本小區的上行干擾，提升中低負載時的上行系統容量和邊緣用戶吞吐率。

圖2 SSB波束優化策略

根據小區PCI的不同，錯開相鄰小區之間的RB資源分配的起始位置，上行調度RB資源從頻帶的不同起始位置開始調度，鄰區UE對本小區的上行干擾降低。

現網CQT測試驗證開啟PRB隨機化后，鄰區50%加擾時，在與鄰區占用資源完全錯開時增益最大，本小區數據業務大小固定時，上行占用RB數在近點、中點、遠點最大分別減少了4.51%、4.63%、7.21%，下行占用RB數在近點、中點、遠點分別減少了3.53%、5.12%、6.86%，小區吞吐率提升5%～10%。但在鄰區加擾100%時，本小區固定大小數據業務上下行占用RB無明顯變化，高負載場景效果不明顯，因此，該方案只適用于中低負載場景。

2.2 農村區域大氣波導對抗方案

為了解決因大氣波導效應產生的遠端干擾問題，計劃從時域、空域和頻域三個角度進行干擾抑制研究。在時域方面，引入遠端干擾管理特性功能，通過動態調整gNodeB下小區的GP，以降低遠端干擾對gNodeB的影響；在空域方面，創新性地研究集中式RIM算法實現電子下傾角及波束陣列的調整；在頻域方面，結合未來700M建設討論規避方案。

（1）時域方案：遠端干擾自適應

遠端干擾管理特性包含遠端干擾自適應規避功能、遠端干擾自適應規避增強功能。當檢測到遠端干擾后，干擾源gNodeB通過下行符號發送RIM-RS，受干擾gNodeB檢測上行符號中包含的RIM-RS，識別遠端干擾特征，如圖3所示。RIM-RS（Remote interference management reference signal，遠端干擾管理參考信號），是一個長度為15bit～22bit的序列，用于測量遠端干擾源的強度、識別遠端干擾源的位置等。

圖3 遠端RM-IS實現原理

5G SA支持15種特殊子幀配比，如表2所示，目前現網使用的為6:4:4，通過特殊子幀配置，可以將GP符號數從4個擴大到18個，單符號傳播距離=0.5ms/14×C=0.0005s/14×3000 00000m/s=10714m，4個符號對應的GP距離為43KM，18個符號對應的GP距離為192.85KM。

表2 5G SA特殊子幀配比

gNodeB周期性檢測特征序列RIM-RS，并根據檢測結果動態調整GP，以減少遠端干擾對gNodeB的影響。圖4即為特殊時隙GP錯位調整示意圖。

圖4 特殊時隙GP調整示意圖

打開NR遠端干擾自適應規避特性后，干擾時段上行干擾噪聲由-109.65下降至-110.69dBm，干擾噪聲下降了約1dB；干擾小區數由30個下降到27個，下降比例達10%。

（2）空域方案：集中式RIM算法實現電子下傾角及波束陣列的調整（部分實現）

大氣波導干擾主要發生在一般城區及農村，平均40m站點相對較多。波瓣下傾角和覆蓋率測試結果如表3所示，通過此模型測算可以參考覆蓋受影響程度。假設下傾角從6度調整為9度，主瓣覆蓋距離從381m變為253m，源主瓣381m處變為調整后的上波瓣-3dB覆蓋位置。

表3 波瓣下傾角和覆蓋距離

數字電下傾角調整后，干擾底噪改善3.34dB，干擾小區數減少36%，效果較為明顯。方案應用后，實現對現網37個小區的天線調整，有效改善了5G干擾底噪。

（3）頻域方案：借助700M實現異頻組網

基于5G（FDD700M）上下行對稱組網的天然優勢，室外5G異頻組網可從根本上避免大氣波導干擾。當大氣波導來臨時，4G和5G的TDD系統通常會同時受到干擾，此時根據大氣波導強度進行判斷，如果5G大氣波導干擾過強，可以向NR 700M小區進行業務分流，改善用戶感知。

3 結束語

由于中國移動采取5G同頻組網方案，5G同頻干擾將是未來一段時間內網絡優化面臨的重要問題。在基站受擾嚴重的情況下，從聯合功控優化、室分SSB波束協同優化和基于業務信道的PRB隨機化三個方面緩解室內外同頻干擾；同時，從時域、空域和頻域開展大氣波導干擾對抗抑制研究。實施本研究課題給出的室內外同頻干擾和大氣波導遠距離同頻干擾的優化措施和抑制方案，可以有效降低干擾影響，提升5G用戶的使用感知。