中国移动5G SA系统内同频干扰分场景优化策略研究

封陆游 高骏远 朱 伟 叶 萍

1.中国移动通信集团江苏有限公司泰州分公司；

2.中国移动通信集团江苏有限公司；

3.中国移动紫金（江苏）创新研究院有限公司

0 引言

中国移动5G SA网络采用TDD同频组网结构，现阶段室内外均使用2515 MHz- 2675 MHz频段。同频干扰会导致5G SA网络的性能下降，用户感知变差，为此需研究缓解同频干扰的策略，改善同频组网结构，提升网络性能。本文提出了室内外同频干扰和大气波导远距离同频干扰的优化策略。

1 同频干扰及现状

SA同频组网干扰主要有两类：

一是重叠覆盖导致。TDD制式系统基站当前的PRB分配策略为由低到高，周边邻区存在重叠覆盖时，远端用户（边缘用户）会产生PRB碰撞，从而导致基站上行底噪抬升，形成系统内同频干扰。现网中主要是室外宏站对室内边缘用户性能造成影响。

二是大气波导导致。大气波导效应是一种发生在大气对流层的效应。在TDD系统的时隙结构中，通过设置GP（Guard Period）隔离上、下行时隙，避免上下行信号间互相干扰。在大气波导效应的影响下，干扰源gNodeB的信号远距离传输至受干扰gNodeB，当传输时间超过GP时，干扰源gNodeB的下行信号在受干扰gNodeB的上行时隙被接收，干扰了受干扰gNodeB的上行接收，产生远端同频干扰。同时，受干扰gNodeB的下行信号也会对干扰源gNodeB的上行接收产生干扰，称为大气波导的互易性，导致整个网络的KPI下降。

2 分场景干扰优化策略

在日常优化过程中，亟需做好室内外同频干扰和大气波导的抑制工作。下面从两个方面进行重点分析，开展分场景干扰优化策略研究。

2.1 城区室内外协同优化方案

解决室内外同频干扰，主要有覆盖控制、资源调度等手段。本次课题重点从联合功控优化、SSB波束协同优化和基于业务信道的PRB随机化策略三方面开展研究，改善5G室外室站对室分小区同频干扰的影响。

（1）策略一：联合功控优化

PUSCH联合功控功能是指gNodeB综合考虑本小区用户的性能和对邻区的干扰来调整UE的PUSCH发射功率。当邻区承受的干扰量超过一定值时，gNodeB将调整本小区UE的PUSCH发射功率，从而将对邻区的干扰控制在一定范围。建议在重载场景或者负载不均衡场景（既有轻载小区，又有重载小区的场景）打开PUSCH联合功控功能。

开启PUSCH联合功控功能后，具有邻区关系的小区会每隔5分钟交互一次各自所受到的来自邻区的干扰情况。当干扰严重，即小区的IoT（Interference over Thermal）超过本小区设定的IoT门限时，该小区邻区的gNodeB会调整UE的PUSCH发射功率，降低干扰量。现网试点开启PUSCH联合功控后，上行平均干扰噪声由-111.38dBm改善至-112.14dBm，改善0.76dBm，达到预期。

（2）策略二：室分SSB波束协同优化

目前宏站SSB一般默认8波束，室分Lampsite默认4波束，如图1所示，宏站多波束的发送时域位置会干扰室分的业务信道，即宏站有4个SSB波束发送时频位置对应的是LampSite PDSCH信道。在宏微强干扰场景下，对边缘UE整个业务信道测量和信道自适应造成影响，影响用户接入。

图1 SSB波束优化策略

室分4T4R设备小区的参数配置成“SINGLE_POLARIZATION”时，小区会按照和宏站一样支持最多的8个SSB波束，实现室分和宏站的SSB信号时频位置对齐，避免AAU SSB对室分PDSCH的碰撞干扰。通过以上操作，拉齐室分与宏站之间的CSI资源位置与SSB波束，能够降低宏站与室分之间的干扰，同时参数修改之前为4天线轮流发，修改后为4天线并发，可同步提升室分小区下载速率。在现网调整前后测试指标如表1所示，SINR值、下载速率、重叠覆盖均有明显提升。

表1 SSB波束协同优化效果

（3）策略三：基于业务信道的PRB随机化

室内外同频组网会出现业务信道调度RB位置重叠的情况，导致小区间互相干扰，本方案通过为相邻小区的RB资源分配不同的起始位置，主动避让业务信道频域位置复用来减少干扰，如图2所示。当小区RB占用率不高的时候，不同类型的小区间频域资源能够错开，这样可以降低邻区UE对本小区的上行干扰，提升中低负载时的上行系统容量和边缘用户吞吐率。

图2 SSB波束优化策略

根据小区PCI的不同，错开相邻小区之间的RB资源分配的起始位置，上行调度RB资源从频带的不同起始位置开始调度，邻区UE对本小区的上行干扰降低。

现网CQT测试验证开启PRB随机化后，邻区50%加扰时，在与邻区占用资源完全错开时增益最大，本小区数据业务大小固定时，上行占用RB数在近点、中点、远点最大分别减少了4.51%、4.63%、7.21%，下行占用RB数在近点、中点、远点分别减少了3.53%、5.12%、6.86%，小区吞吐率提升5%～10%。但在邻区加扰100%时，本小区固定大小数据业务上下行占用RB无明显变化，高负载场景效果不明显，因此，该方案只适用于中低负载场景。

2.2 农村区域大气波导对抗方案

为了解决因大气波导效应产生的远端干扰问题，计划从时域、空域和频域三个角度进行干扰抑制研究。在时域方面，引入远端干扰管理特性功能，通过动态调整gNodeB下小区的GP，以降低远端干扰对gNodeB的影响；在空域方面，创新性地研究集中式RIM算法实现电子下倾角及波束阵列的调整；在频域方面，结合未来700M建设讨论规避方案。

（1）时域方案：远端干扰自适应

远端干扰管理特性包含远端干扰自适应规避功能、远端干扰自适应规避增强功能。当检测到远端干扰后，干扰源gNodeB通过下行符号发送RIM-RS，受干扰gNodeB检测上行符号中包含的RIM-RS，识别远端干扰特征，如图3所示。RIM-RS（Remote interference management reference signal，远端干扰管理参考信号），是一个长度为15bit～22bit的序列，用于测量远端干扰源的强度、识别远端干扰源的位置等。

图3 远端RM-IS实现原理

5G SA支持15种特殊子帧配比，如表2所示，目前现网使用的为6:4:4，通过特殊子帧配置，可以将GP符号数从4个扩大到18个，单符号传播距离=0.5ms/14×C=0.0005s/14×3000 00000m/s=10714m，4个符号对应的GP距离为43KM，18个符号对应的GP距离为192.85KM。

表2 5G SA特殊子帧配比

gNodeB周期性检测特征序列RIM-RS，并根据检测结果动态调整GP，以减少远端干扰对gNodeB的影响。图4即为特殊时隙GP错位调整示意图。

图4 特殊时隙GP调整示意图

打开NR远端干扰自适应规避特性后，干扰时段上行干扰噪声由-109.65下降至-110.69dBm，干扰噪声下降了约1dB；干扰小区数由30个下降到27个，下降比例达10%。

（2）空域方案：集中式RIM算法实现电子下倾角及波束阵列的调整（部分实现）

大气波导干扰主要发生在一般城区及农村，平均40m站点相对较多。波瓣下倾角和覆盖率测试结果如表3所示，通过此模型测算可以参考覆盖受影响程度。假设下倾角从6度调整为9度，主瓣覆盖距离从381m变为253m，源主瓣381m处变为调整后的上波瓣-3dB覆盖位置。

表3 波瓣下倾角和覆盖距离

数字电下倾角调整后，干扰底噪改善3.34dB，干扰小区数减少36%，效果较为明显。方案应用后，实现对现网37个小区的天线调整，有效改善了5G干扰底噪。

（3）频域方案：借助700M实现异频组网

基于5G（FDD700M）上下行对称组网的天然优势，室外5G异频组网可从根本上避免大气波导干扰。当大气波导来临时，4G和5G的TDD系统通常会同时受到干扰，此时根据大气波导强度进行判断，如果5G大气波导干扰过强，可以向NR 700M小区进行业务分流，改善用户感知。

3 结束语

由于中国移动采取5G同频组网方案，5G同频干扰将是未来一段时间内网络优化面临的重要问题。在基站受扰严重的情况下，从联合功控优化、室分SSB波束协同优化和基于业务信道的PRB随机化三个方面缓解室内外同频干扰；同时，从时域、空域和频域开展大气波导干扰对抗抑制研究。实施本研究课题给出的室内外同频干扰和大气波导远距离同频干扰的优化措施和抑制方案，可以有效降低干扰影响，提升5G用户的使用感知。