TD-LTE系统内干扰对小区吞吐量的影响

胡哲峰， 宋巍， 纪国强

（中国移动通信集团设计院有限公司浙江分公司，杭州 310012）

TD-LTE系统内干扰对小区吞吐量的影响

胡哲峰， 宋巍， 纪国强

（中国移动通信集团设计院有限公司浙江分公司，杭州 310012）

TD-LTE系统是同频自干扰系统，邻区的同频干扰是主要干扰源，本文通过测试验证在小区边界随邻区负荷增加时上下行干扰抑制能力和小区吞吐量的变化，根据结果研究组网时需要注意的干扰问题。

邻区；波束成形；干扰；上行；下行

TD-LTE同频组网具有频率利用高，部署灵活的特点，目前在中国移动TD-LTE试验网中已经普遍使用，但是同频组网会使小区边缘的重叠区域内产生同频干扰，严重影响边缘业务可靠性和用户感知。本文通过测试结果去分析服务小区、邻区在不同负荷和不同用户情况下，服务小区的受干扰情况，观察服务小区的信号质量和吞吐量变化情况，找出干扰与吞吐量之间的关系。

1 同小区下用户数对吞吐量的影响

TD-LTE采用OFDM调制方式，理论上各子信道之间是正交的，这种特点决定了小区内的干扰可以通过正交性加以克服，考虑到载波频率和相位偏移等因素造成的子信道间的干扰，厂家在物理层通过信号处理算法使这种干扰降到最低，一般认为TD-LTE系统中小区内干扰较小，为了验证现网与理论的偏差，通过在服务小区内的定点测试对该结果加以验证。

为了保证现网周围F频段基站对测试结果无干扰，本次实验场景采用6个D频段基站作为实验场景。

1.1 同一地点接入用户数的影响

理论上，同一位置上，接入UE的数量对小区吞吐量影响较小，选择测试小区内的无线环境好点，依次接入5个终端，测试结果如表1所示。

表1 相同位置接入用户数对吞吐量影响

5个终端依次接入，小区吞吐量变化在10%之内，吞吐量的变化标准方差为1.19 Mbit/s，平均变动范围2.6%，测试结果表明相同位置接入用户数对小区吞吐量影响不大，用户之间干扰对小区吞吐量影响较小。

1.2 不同地点接入用户数的影响

同一小区内的不同位置，由于无线环境的变化，导致每个位置的信道质量不同，造成每个位置的吞吐量能力不同，小区的吞吐量理论上和资源数量和用户调度能力相关，选取同一小区的好中差点共9个点，每个点用户平均分布，小区吞吐量如图1所示。

图1 用户数和小区吞吐量关系

测试结果表明，小区用户数与小区吞吐量基本不相关，在允许接入的范围内，单个用户的速率跟信道质量直接相关联，但是小区的吞吐量不受用户数的影响，也不受用户分布的影响。

2 邻区干扰程度对吞吐量的影响

2.1 邻区干扰对小区吞吐量的影响

TD-LTE系统内同频干扰的存在，是影响网络质量的主要因素之一，理论上干扰越严重，小区吞吐量下降越多。通过对邻区的加扰调整，发现邻区干扰对小区吞吐量的影响。

图2 邻区加扰和小区吞吐量关系

从图2可以看出，邻区加扰越大，服务小区的吞吐量下降的越多，说明控制小区吞吐量的一个主要因素是系统内的干扰，主要来源是邻区的干扰。

2.2 邻区干扰对小区内不同位置吞吐量的影响

邻区的干扰对服务小区的吞吐量是一个决定性的因素，对于服务小区内部的不同位置，由于信道质量的不同，抗干扰的能力也不同，选取服务小区内代表不同信号环境的位置进行单用户速率测试，如表2所示。

表2 不同位置单用户下载速率（Mbit/s）

图3 邻区加扰和小区内不同位置能力下降对比

如图3所示，测试结果可以看出，小区内不同位置抗干扰能力不同，越接近小区边缘的差点，用户速率受干扰影响越大，速率下降比例也越大，需要对邻区干扰格外重视的就是小区边缘区域。

3 邻区用户行为对吞吐量的影响

3.1 邻区用户业务状态对小区吞吐量的影响

TD-LTE系统内资源分配是根据用户需求调度的，当用户在空闲态时，系统资源基本不占用，特别是业务信道功率不分配，对主服务小区干扰强度相对较低。观察邻区内相同位置单用户进行下载业务和空闲态时服务小区的受干扰程度，可以验证上述理论判断。如图4所示。

图4 邻区用户状态对吞吐量影响

测试结果表明，邻区用户连接态占用下行业务信道，发射功率作用于业务信道，造成对服务小区的干扰。在邻区资源占用相同的情况下，邻区用户数的多少无论在连接态还是空闲态基本上不会影响主服务小区的吞吐量。

3.2 邻区用户业务状态对小区吞吐量的影响

上节分析邻区业务信道的占用会对服务小区造成干扰，但是TD-LTE系统由于是时分双工系统，系统各小区严格同步，理论上邻小区的上行时隙不会干扰服务小区的下行吞吐量。当邻区用户只进行上行业务时，观察服务小区的吞吐量变化。如图5所示。

图5 邻区用户业务状态对吞吐量影响

结果和理论预期吻合，在邻区只有上行业务时，不会影响服务小区的下行业务。

3.3 邻区用户位置对小区吞吐量的影响

TD-LTE系统在业务信道上具有波束成形技术，是针对每个用户的，特别是在小区边缘时，波束成形发挥的作用更大。邻区用户的位置不同，会造成信号的波束指向性不同，对服务小区的干扰强度也不同。在邻区边缘区域中选取不同的位置的5个点A～E，分别发起下行业务，发现邻区用户的位置对服务小区吞吐量也有一定的影响。如图6所示。

图6 邻区用户位置对吞吐量影响

从测试结果发现，在邻区C点发起下行业务对服务小区干扰最大，研究C点位置，正处于两小区扇区中心连线交点上，邻区业务信道的信号由于波束指向性正对服务小区，造成干扰较大。该结果表明今后网络规划中需要更加细致，需要考虑用户分布的状态，特别是容易发生用户聚集情况的小区，需要考虑对该方向上的邻区干扰情况。

4 小结

TD-LTE系统内干扰对系统的吞吐量有一定的影响，随着干扰级别的增加，小区性能逐渐下降。用户所处的位置也决定了其受干扰的城区，该位置到邻区的无线环境越好，受到的干扰也越严重。在后期的网络规划中，不但要考虑单小区的覆盖，也要兼顾考虑邻区的干扰，通过规划手段避免严重干扰的出现。

[1] 王映民，孙韶辉. TD-LTE技术原理与系统设计[M]. 北京：人民邮电出版社， 2011.3.

[2] 赵训威，林辉. 3GPP长期演进(LTE)系统架构与技术规范[M].北京：人民邮电出版社， 2010.1.

Affection of TD-LTE system interference to the cell throughput

HU Zhe-feng, SONG Wei, JI Guo-qiang
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Zhejiang Branch, Hangzhou 310012, China)

TD-LTE system is the same frequency self-interference and adjacent areas with frequency interference is the main source of interference, this paper through the test to verify that the interference suppression ability and cell throughput changes up and down in the increase of the load of the cell boundary with the adjacent areas, according to the results of research groupnetwork when you need to pay attention to the problem of interference.

neighbor; cell beamforming; interference; uplink; downlink

TN929.5

A

1008-5599（2013）08-0041-04

2013-04-10