关于FDD-LTE移频降低模三干扰研究

孙军峰

摘 要：本文主要介绍了FDD-LTE模三干扰形成的原因和其对网络的影响，并从物理层的角度分析了移频的可实施性。通过现场测试，映证了移频可以降低模三干扰，提升小区吞吐率。为优化模三导致速率低，提供了新的思路和理论支撑。

关键词：模三干扰;移频;吞吐率

1 概述

LTE同频组网时，所有小区使用相同的频率和带宽，频谱利用率最高，但同频网络干扰较大，特别是不同小区之间PCI模三值相等时，会形成模三干扰，严重影响网络性能。随着网络规模的扩大，站点越来越密集，模三干扰已经无法通过PCI规划和RF调整来解决。对于中国联通来说，目前LTE组网频率为1840-1860MHz，在不增加设备情况下，无法通过异频组网来解决模三干扰问题，因此需要深入分析，探索其他解决方案。

2 研究背景

2.1 模三干扰形成原因

在LTE系统中，UE利用小区特定参考信号（CRS）完成小区搜索，获得时间和频率的同步，继而读取系统消息，完成小区驻留。此外，CRS还可以被UE用作获取CSI（Channel State Information），针对小区的测量比如RSRP等，决定小区的选择和切换。

小区特定参考序列主要由PCI决定的：

为小区组ID，取值范围为0～167，对应168个SSS;

为组内ID，取值范围为0～2，对应3个PSS。

对于2天线端口的情况，其RS参考信号与RE资源映射情况如下：

参考信号RS在每个RB内的起始位置和小区特定的频率偏移有关。针对2天线端口，LTE定义了3个频率偏移，该偏移与小区的PCI有关，其值为PCI MOD 3={0，1，2}。在同频组网的情况下，频率偏移可以避免至多3个相邻小区的小区特定参考信号之间的时频资源冲突。

2.2 FDD-LTE移频可行性分析

PCI是LTE系统中的小区标识，RS参考信号的位置与PCI存在直接映射关系。在同频组网条件下，相同PCI的小区，其RS序列一致且位置相同，RS之间会产生干扰;不同PCI的小区，在2*2 MIMO的条件下，如果两个小区PCI模3相等，则两个小区之间的RS位置是相同的，RS之间会产生干扰，导致SINR急剧下降，从而影响小区吞吐量。移頻组网场景下，小区间子载波的正交性以及小区间频率重合部分的RS参考信号之间的干扰是影响移频组网性能的关键。

情况一：

F1：1840～1860MHz，实际为1841～1859MHz，中心频率为1850MHz;

F2：1835～1855MHz，实际为1836～1854MHz，中心频率为1845MHz。

移频前后有15MHz频段重叠，F1和F2重叠的起始频率为1841.005MHz。具体位置如下：

在2*2 MIMO，PCI MOD 3=0的条件下，F1的子载波337的RS_0与F2的子载波4的RS_1存在10KHz的频率重叠;F1的子载波343的RS_0与F2的子载波10的RS_1存在10KHz的频率重叠。以此类推，整个重叠的15M带宽内，F1的RS_0与F2的RS_1均存在10KHz重叠。同理，在PCI模值为1和2时，F1的RS_0与F2的RS_1也会存在10KHz重叠。

情况二：

F1：1840～1860MHz，实际为1841～1859MHz，中心频率为1850MHz;

F2：1837～1857MHz，实际为1838～1856MHz，中心频率为1847MHz。

移频前后有17MHz频段重叠，F1和F2重叠的起始频率为1841.005MHz。具体位置如下：

在2*2 MIMO，PCI MOD 3=0的条件下，F2的RB17与F1的RB0上的参考信号位置在频域上完全错开。以此类推，在其他重叠的RB上，F2与F1的参考信号位置也全部错开。同理，在PCI模值为1和2时，F2与F1的参考信号在频域上位置也全部错开。

相对于同频模3相等，移频后5M模3即使相等，其重叠频带的RS参考信号仅有一路信号的10KHz存在重叠，另一路则不受任何影响;移频后 F2频带上有将近5M的带宽不受来自邻小区的任何干扰。移频3M前后的RS参考信号在频域上是完全错开的，同时F2有3M的带宽不受来自其他邻小区的任何干扰。这些均对速率的提升有直接影响。

综上所述，“移频”可以降低模3干扰，提升小区吞吐率。

3 实践验证

3.1 相关参数调整

移频涉及中心频点调整，需要更改上行和下行链路的中心载频，同时也应该注意到异频的测量配置及异频的重选配置调整。其中异频切换测量配置与A2门限相同，建议取值范围为-90至-95dbm之间。

同时，由于移频需要占用部分GSM1800频段，需要对周边G1800进行清频。

3.2 测试范围

选取陕西安康高新区汉江路与高新四路十字路口作为验证区域，为了验证同场景下模三对速率影响情况，特选取4种场景进行验证对比，验证区域如表1。

验证测试区域图，本次移频站点为安康-市区N-高新汉江路东段-FDD-BBU。

3.3 指标对比

定点测试指标

场景 平均RSRP（dBm） 平均SINR（dB） PDCP层平均速率（Mbps）

同频无模三 -76.31 18.36 54.16

同频模三 -75.24 14.41 40.72

移频3M模三 -73.66 14.65 61.96

移频5M模三 -75.35 14.04 55.82

通过测试指标，可以明确以下几点：

1）同频组网下，模三干扰会导致SINR下降，速率降低。

2）模三干扰下，移频可以提升小区吞吐率。

3）移频对速率的提升直接原因并非由于SINR的提升。

4）移频多少和速率的提升非线性关系。即并非移的越多越好，主要取决于移频前后RS参考信号重叠程度。

4 结论

通过此次验证测试，得出了移频组网可以改善模三干扰提升速率的结论。在后期的优化实施过程中，可以针对特定场景进行移频，提升用户感知。此外，还应当注意到，实施移频前需要对GSM1800基站进行清频。

参考文献

[1]3GPP TS 36.211Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA）;Physical channels and modulation（Release 11）

[2]Erik Dahlman， Stefan Parkvall， andJohanSk?ld 《4G LTE/LTE-Advancedfor Mobile Broadband》