中國移動5G網絡系統干擾分析及解決方案研究

摘要：5G無線通信網絡建設是全球移動通信技術加速發展進程及其無線通信技術結構全面更新升級下的最重要時代產物。超密集組網系統是當前5G無線網絡系統在許多實際技術應用環節中應用的一類關鍵性技術，但當前這二項網絡技術方案在無法滿足現代人們日常對高性能5G高速無線數據傳輸網絡技術使用的需求的同時，卻會很容易地受到信號干擾，從而大大降低了無線網絡高速傳輸的整體質量。根據中國移動5G網絡頻段使用規則，本文重點分析了中國移動5G網絡存在干擾的種類，并針對干擾類別進行分析，從而給出存在干擾問題的解決方案。

關鍵詞：5G;系統干擾;干擾分析

一、概述

隨著移動5G網絡的商用，5G網絡建設已經步入正軌。5G網絡頻段規劃已經正式拉開帷幕，現階段中國移動在5G低頻段上獲得了2.6GHz頻段，在5G高頻段上獲得了4.9GHz頻段。根據調查發現，我國使用這兩個頻段的業務較為廣泛，所以，中國移動5G網絡部署建設存在著頻段干擾風險。

中國移動的5G網絡在建設發展初期，在中國移動就采用了分階段網絡規劃建設的方式，在中國移動5G的網絡在建設的前期階段，中國移動就采用的是非獨立的組網建設方式開始建設，在中國移動5G的網絡建設發展的成熟完善后在中國移動開始正式采用的5G網絡獨立的組網的方式建設。在非獨立組網建設過程中采用4G網絡作為錨點，通過4G核心網絡實現控制面的信息傳送，所以在5G網絡建設初期，5G小區干擾分析不僅要考慮5G小區本身的干擾情況，也要考慮4G錨點小區的干擾情況。

二、5G干擾類型分析

根據對中國移動網絡5G現網的分析，目前對中國移動公司的5G移動網絡系統上存在著的無線干擾信號源種類主要分為有下列的三種：5G的系統內的干擾、5G的系統外的干擾和與其他移動4G、5G移動系統間發生的干擾。其中系統中的外環境干擾影響因素則較為廣泛豐富復雜，種類也繁多，排查解決較為困難。

（一）5G系統內干擾

5G系統范圍內發生的干擾的現象主要的還是體現在這兩個方面，一是指由于時鐘信號引起的信號不同步造成的干擾而由此導致的產生的時域信號上的同步干擾，二也是可以指是由任意的兩個信號在其相鄰的一個物理小區系統中之間傳輸產生的PCI（物理小區識別碼）除以3之后所產生的余數大小的相同的干擾信號所從而導致的模三干擾。

中國移動5G網絡系統為TDD模式，要求5G基站的上下行完全保持一致，如果基站存在幀偏置不一致現象，會產生5G網絡下行對5G網絡上行的干擾情況。

（二）4G、5G系統間干擾

中國移動5G現網頻譜范圍為2515MHz～2615MHz ，而4G現網D頻段使用的頻段包括D1頻段、D2頻段和D3頻段三個頻段，其中每個頻段各有20M帶寬，其中D1頻段和D2頻段與5G網絡2.6G的頻段正好重合，如果在5G網絡覆蓋區域內存在4G網絡的D1、D2和5G網絡重疊覆蓋現象，就會導致4G對5G的同頻干擾問題。所以4G D頻段與5G網絡共站址規劃過程中，需要著重考慮4G現網D頻段的頻段規劃情況，避免此問題發生。

（三）5G系統外干擾

5G網絡系統產生的各種外輻射干擾主要還能分為雜散式外輻射干擾、互調式干擾、阻塞性干擾、鄰頻性干擾等，通過對現網頻譜進行分析統計后會發現，對整個5G系統可能會直接產生系統的各種外輻射干擾，影響形式的系統類型有同一頻段條件下存在的異系統、同頻段的網橋設備、偽基站等。

雜散輻射干擾：由于其中一個網絡中的雜散的信號落入到了另一個網絡中造成干擾的情況，雜散干擾主要影響了網絡系統的接收信號的質量。由于雜散干擾影響了接收信號系統，被干擾的信號系統將無法去除該干擾信號，因此如果想降低雜散干擾問題，主要是要求發送信號過程中的濾波效果要好，需把干擾信號過濾掉。

互調性干擾：是一種由于電磁波在接收信號或發送脈沖過程中，通過各種無源非線性器件的時候，會相應產生許多額外產生的各種不同工作頻段信號的干擾接收信號，與接收信號頻率相接近的干擾信號會通過信號接收系統而對有用的接收信號產生干擾，這種調制干擾又稱為互調性干擾。

阻塞干擾：是指由于強干擾信號與發送信號通過非線性無源器件過程中，使得非線性無源器件達到峰值，由此產生失真現象，從而導致多級互調，多級交調產生的干擾信號阻塞正常信號的發送。

鄰頻干擾：主要是指接收系統中濾波性能差，造成相鄰小區的信號泄露到該系統中而產生的干擾。

偽基站干擾：偽基站通過設置成與4G D頻段網絡信號相同、PCI相同、頻點相同的假信號對附近的5G網絡小區造成的干擾。

三、5G干擾分析

（一）5G干擾分析方法

根據我國5G網絡獨立組網方式和非獨立組網式兩種組網方式情況的不同，小區的干擾的分析判定方法上也應有所不同，其中SA獨立組網式的小區5G網絡的干擾分析只需先考慮相對獨立組網的5G小區范圍內小區的干擾情況及其是否同時存在，而非獨立組網的方式一方面需要綜合考慮5G小區覆蓋范圍內小區的干擾分布情況，另一方面更需要重點考慮4G網絡錨點小區的干擾情況。其對兩種組網方式之間的5G無線網絡小區的干擾的分析計算方法如圖1所示。

（二）5G干擾分析所需數據

在5G網絡規劃的建設準備階段和初期，5G網絡建設將是主要會采用以非獨立的組網系統的方式來進行小區建設，NSA組網情況下的5G小區干擾分析數據主要包含5G小區工參數據、底噪數據、錨點映射數據、錨點小區工參數據、錨點小區底噪數據文件。根據國內當前的網絡環境及其發展，現階段中國大部分5G網絡目前還是需要以完全獨立的組網技術方式去進行（SA組網）技術的建設，以獨立SA組網的方式來開展的5G小區的干擾分析與研究主要是僅只需要提供一個5G小區工參數據表和底噪數據表即可。

（三）5G干擾分析計算

5G小區干擾主要就是根據網管數據給出的小區的平均物理資源干擾電平指標來進行綜合分析研究的，該分析指標主要就體現出了每個5G小區在一個周期時間內的各物理資源塊底噪的平均值。通過對小區范圍內幾乎所有的PRB底噪值的算術平均值進行的統計分析，可更加直觀地反映5G小區環境的干擾分布情況。

中國移動2.6GHz的5G小區底噪均值計算需要根據帶寬的不同分別計算頻域和時域上干擾均值指標：當中國移動5G網絡按照100 MHz開通時，這樣小區需要判斷5G網絡是否存在與4G網絡D頻段存在同頻干擾問題，所以需要計算計算100MHz全頻段干擾平均值、4G網絡D頻段干擾平均值。當中國移動5G網絡按照60 MHz開通時，小區只需要計算60MHz全頻段干擾均值即可。

（四）高干擾小區分析過程

1. 5G高干擾分析過程

5G高干擾小區主要是通過5G小區在特定時間段內的干擾的平均值，根據5G小區設置相應的門限值來確認高干擾小區，然后針對確認好的高干擾小區進行分類?，F階段，5G高干擾小區主要分為同頻高干擾小區、錨點高干擾小區和其他高干擾小區。其中同頻高干擾小區和其他高干擾小區主要是通過5G小區受干擾情況確定，錨點高干擾小區主要是通過4G錨點小區受干擾情況確定。

2. 4G錨點高干擾分析過程

4G錨點高干擾小區分析原理與5G高小區高干擾分析方法相同，在4G錨點高干擾小區分析過程中不區分干擾類型。通過錨點高干擾小區門限值分析確認，建議錨點高干擾小區的門限值為-90dBm/180kHz。根據對錨點小區的映射，確認所受的干擾5G小區是否受阻擾，如果為5G小區受擾，則應該是與5G小區存在的同頻干擾或存在其他的干擾，若是5G小區未被受干擾，則可能屬于錨點小區的干擾情況。

四、5G干擾解決方案

（一）5G系統內干擾解決方案

5G系統網內下行干擾分析主要還可以嘗試通過對系統上行干擾信號進行隨機化預調度技術進行干擾信號排查，還包括可以考慮通過對分析系統功率的控制參數和預調度系統參數等進行優化。

1. 上行干擾隨機化

在5G網絡小區規劃及建設發展過程管理中，根據小區5G無線覆蓋范圍的相對連續性，通過合理采用小區上行無線干擾的隨機分配調度等功能，將小區相鄰主小區之間的無線資源的分配調度區域位置盡可能準確地并與相鄰本網絡小區間的無線資源隨機分配區域位置準確錯開，這樣我們就基本上可以大幅降低了相鄰小區之間對同一個主網小區之間的小區上行干擾的情況，從而提高了本小區的用戶感知度。

2. 智能預調度參數優化

智能調度是指由gNodeB根據實際的情況自動去智能調度UE，如果當UE完全沒有業務情況狀態下，UE系統將會進入到休眠的狀態，當這個智能的調度功能處于持續運行狀態時候，UE系統才能夠處于被激活的狀態，這樣整個UE系統才會正常被調度。當采用智能調度方式的時候，大大地減少了調度時占用的空口資源，使得上行的PRB利用率降低，從而降低系統內干擾。

（二）4G、5G系統間干擾解決方案

1. 4G網絡D1和D2頻段進行退頻

建議結合國內LTE網絡話務模型特點和未來發展技術趨勢，階段性地進行對LTE網絡的D頻率帶寬使用和策略進行重耕，2.6GHz網絡的前100MHz帶寬可以全部被用作5G網絡。

2. 大氣波導解決方案

（1）5G采用SS56時隙配比

當5G網絡采用了SS56的方式來配置進行時隙配比的時候，SS56的方式的配置的情況下時隙配比的最大保護距離間隔就會被再增加至了2個符號，所以網絡的最大保護距離間隔也將會再次被再增加至了64.28km，從而可以降低5G網絡時隙交叉干擾問題。

（2）禁用特殊子幀的上行符號功能

當5G網絡信道采用SS56的方式來進行信道時隙配比計算分析的時候，特殊子幀中包含的這4個符號將更主要的被用于發送信道的探測信息和參考信號。在可以保證不發生直接影響信道和上行參考信號之間傳輸通道的信號質量的大前提情況下，將信道上行的探測數據與上行參考信號之間均可以采用在普通時隙基礎信道上同步傳輸，這樣不使用特殊子幀上的4個符號作為保護間隔，這樣保護距離會增加至107km，從而可以降低5G網絡上行時隙交叉干擾問題。

（3）禁用特殊子幀的下行符號功能

當5G網絡采用SS56方式進行時隙配比的時候，特殊子幀的4個符號主要用于發送下行信號。當把特殊子幀的4個符號空閑下來作為保護間隔，這樣在浪費一定的傳輸資源的情況增加了保護距離，從而就可以降低了網絡的時隙交叉干擾問題。

（三）5G系統外干擾解決方案

針對5G系統外的干擾源，為了避免系統對系統之間的干擾的發生，必須要求兩個系統間要有足夠大的隔離空間。系統間隔離度大小是衡量系統與系統之間是否存在干擾的主要衡量標準。為了能夠避免在系統范圍外所造成的干擾，根據不同系統的干擾源類型，主要被采用到的抗干擾解決方案大致如下：

雜散干擾信號規避的主要準則：遭受干擾信號后，基站的天線口內所可接收到的雜散的干擾信號功率一般都應達到小于基站接收機天線底噪值的7dB，遭受干擾信號時，基站的基站終端天線口外所可能接收到的雜散的干擾信號功率值一般應該大于基站接收機底噪。

阻塞信號干擾的規避準則：遭受阻塞信號干擾信號時，基站實際接收的探測到阻塞信號本身的正常信號功率至少是要比干擾信號本身的正常信號功率要高5dB。

互調干擾信號的規避處理準則：在基站信號受干擾時，基站接收機天線上所產生的基站接收機底噪值一定要達到和高于三階互調干擾信號干擾的信號電平值的7dB。

影響鄰頻干擾的大小有兩個主要的因素，鄰頻共存的干擾抑制比ACIR和基站間偏移。因此，可以嘗試通過采用以下的其他一些方法以進一步減小來自鄰頻系統的干擾：1.通過提高干擾抑制比，從而降低鄰頻干擾。2.增加系統間的頻率保護帶。3.要通過編制良好有效的通信工程規劃，盡量地減小通信系統節點間造成的通信基站間偏移，抑制通信系統基站間干擾。

五、結束語

針對在5G網絡規劃的建設推進過程中，5G網絡規劃建設將是一個整體工程，建設工程涉及面廣泛，整個建設周期較長，特別是網絡建設投資較高，針對運營商而言，為了降低網絡建設成本，在5G網絡建設過程中需要選擇現網4G基站進行共站址建設。通過共址建設開通肯定會增加5G網絡系統與共址系統產生系統間相互干擾問題。無線系統間的同頻干擾，不同無線接入技術因共享頻譜而產生的系統外干擾，TDD模式下的GPS時鐘不同步產生的系統內干擾等。干擾問題的大量存在大大限制到了網絡的進一步開發的實際和應用。如何快速有效合理地解決干擾問題也成了又一個亟待科學家深入系統研究思考的科學熱點問題。

作者單位：李新章" " 中國移動通信集團遼寧有限公司

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