基于用户感知提升的LTE网络干扰问题分析与解决方法.doc

成果上报申请书成果名称基于用户感知提升的LTE网络干扰问题分析与解决方法关键词索引（35个）TD-LTE、系统内干扰、系统外干扰 对企业现有标准规范的符合度：（按填写说明5）符合企业现有规范成果来源：如果该成果来源于集团研发项目，请填写研发项目年度、项目名称及类型（按填写说明6）专利情况：如果该成果产出相关专利，且专利处于国知局专利申请审查阶段或已授权，请说明专利名称、类型、申请号、状态、是否海外申请等情况。（按填写说明7）成果简介：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。目前中国移动TD-LTE扩大规模试验网的建设及优化工作正在逐步开展中，TD-LTE的网络优化也成为中国移动面临的新挑战。TD-LTE网络区别于以往的2/3G网络，GSM网络为异频组网系统，控制信道和业务信道都采用异频系统，TD-SCDMA采用的N频点组网，控制信道采用异频方式，业务信道可以采用同频，而TD-LTE目前采用的是同频组网方式。这就决定了TD-LTE是个干扰受限的宽带系统，网络的干扰水平直接影响了用户的实际感知，所以在实际网络优化中需要尽量避免或降低干扰保证小区边缘的载干比。本成果介绍了各类影响TD-LTE网络用户感知的各类干扰问题成因，对这些问题分别给出了解决方法。针对实际网络中发生的干扰问题，需要结合外场路测、网管指标和底噪分析来定位干扰源；定位了干扰源后，可根据干扰的不同分类进行原因分析，确定干扰是来源于系统内还是系统外，是何种干扰；并且通过相应的网络优化手段，可以有效控制系统内干扰，同时通过干扰定位排查等手段，尽量消除系统外的干扰。本成果是实践经验的总结，TD-LTE是全新准4G网络，优化人员的网络优化和规划经验较少，本成果总结的TD-LTE网络干扰问题分析与解决方法在现网应用后，能够取得良好的经济和社会效益。提升优化工作效率40%，可以减少相应工作8人次每天，按照人工成本计算每天节省2000元/天，具有一定的经济效益。同时，能够解决网络建设初期优化经验不足的问题，可供网络优化人员在大规模建网时进行参考，能够提高规划效率，从而不断推进TD-LTE网络质量的提高和用户感知的提升。省内试运行效果：描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。本成果依托TD-LTE北京示范网络，总结归纳了TD-LTE示范网建网以来网络优化工作中遇到的各种干扰问题，并结合实际案例，重点介绍了每种干扰问题的现象、产生原因以及解决方法。运用该优化解决方法，北京TD-LTE示范网各项KPI指标都有较大程度提升，无线掉线率从最初的18.66%降低至3.98%，无线接通率由最初的90.53%提升至96.97%，切换成功率由最初的83.66%提升至95.96%，基本满足实现大规模商用网络的条件。本项目的推广和使用没有设备局限性，无需任何投资，所有移动省份都可以引进实施。该成果在北京移动的使用证明，可以有效地解决网络干扰问题、提升KPI指标、保证TD-LTE用户感知，可在TD-LTE建设初期积累良好的用户体验感知，有利于今后中国移动TD-LTE网络能够大规模快速建设运营。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容的要求有差异，具体要求见表格后的“填写说明8”。一、 背景情况随着当代移动通信技术的蓬勃发展，现有的3G网络已经不能满足人们日益增长的需求，无线通信领域的技术正快速向更高端的4G技术演进。目前中国移动TD-LTE扩大规模试验网的建设及优化工作正在逐步开展中，TD-LTE的网络优化也成为中国移动面临的新挑战。TD-LTE网络区别于以往的2/3G网络，GSM网络为异频组网系统，控制信道和业务信道都采用异频系统，TD-SCDMA采用的N频点组网，控制信道采用异频方式，业务信道可以采用同频，而TD-LTE目前采用的是同频组网方式。这就决定了TD-LTE是个干扰受限的宽带系统，网络的干扰水平直接影响了用户的实际感知，所以在实际网络优化中需要尽量避免或降低干扰保证小区边缘的载干比。与2/3G网络类似，TD-LTE网络中受到的干扰主要包括系统内和系统外两大部分，本成果通过对各类干扰问题进行分析，介绍了TD-LTE网络的各类干扰问题成因，针对这类问题分别给出了解决方法。利用解决方法可以有效控制系统内干扰，同时通过干扰定位排查等手段，尽量降低系统外的干扰。本成果依托TD-LTE北京示范网络，总结归纳了TD-LTE示范网建网以来网络优化工作中遇到的各种干扰问题，并结合实际案例，重点介绍了每种干扰问题的现象、产生原因以及解决方法。本项目是实践经验的总结，可供网络优化人员在解决网络干扰问题时进行参考，加快问题的定位与解决效率，从而提升TD-LTE网络质量，推进网络质量的提高和满足用户需求。二、 技术方案系统内干扰相较于2G/3G无线网络，TD-LTE系统网络更容易受到干扰的影响，TD-LTE在优化过程中要确保系统的干扰最小化。系统内部的干扰，主要由TD-LTE网络内部的因素引起，如参数配置不合适、GPS 跑偏、RRU工作不正常、器件性能不达标等均可能引起系统内部的干扰。主要的系统内干扰有以下几种：1. 邻小区干扰：不同于2G/3G无线网络，由于TD-LTE真正采用了同频组网技术，其产生的同频干扰是TD-LTE网络所面临的一个重要的干扰源，这一干扰如果不能得到有效的控制，将会严重影响TD-LTE网络的性能。相对于异频组网，同频组网最明显的优势在于可以高频率效率地利用频率资源，但小区之间的干扰造成小区载干比环境恶化，使得TD-LTE覆盖范围收缩，边缘用户速率下降，控制信令无法正确接收等现象。对此，可采用物理手段或者其他新型技术如ICIC、功率控制、波束赋型及IRC等措施，可以有效解决系统内同频干扰问题。2. GPS跑偏：TDD时分双工系统需要不同基站之间保持严格的时间同步，所以GPS跑偏会导致系统内干扰抬升。TD-LTE系统如果某个基站GPS跑偏会对周围其他基站产生干扰，系统无法正常工作。需要严格控制GPS精确度，通过GPS跑偏检测工具进行实时监控，一旦出现异常，可第一时间通知维护人员进行排障，确保造成的系统内干扰降到最低。3. 交叉时隙干扰：TD-LTE系统与TD-SCDMA系统类似，在组网应用中，应当注意网络上下行子帧配置的一致性，当不同的配置出现在邻近小区时，下行子帧发送信号将会干扰上行小区接收信号。4. 远距离同频干扰：TDD系统上下行之间一般留有保护间隔GP，但是保护距离有限，当远端发射源的信号延时超过了GP的保护范围，到达近端同频的目标基站后，可能会进入目标基站的其他传输时隙。远端基站天线位置较高，发射功率大，远端基站的下行信号，会干扰近端同频目标基站的上行接收。在TD-SCDMA系统中发现类似问题，对网络影响较大。TD-LTE系统可能会出现该问题，需要在前期站址规划中严格禁止高于50米的基站入网，避免产生远距离的同频干扰。5. 室内双路不均衡：MIMO是TD-LTE的技术特点之一，TD-LTE室内覆盖要实现MIMO功能，需增加一路天馈线。使用MIMO双通道建设模式可能会导致室分双路之间功率不平衡，从而影响网络性能。应适当对无源器件进行通道电平匹配，保证通道间电平差小于5dB。系统外干扰系统外的干扰，主要是来自于其他系统干扰。这一干扰相对而言较为复杂，排除难度相对较大，只有找到干扰的源头方可解决。1. 异系统邻频干扰：由于站址资源受限，TD-LTE系统建设时不可避免要同2G/3G系统共用站址，由于移动通信系统特性，彼此之间会产生不同程度的干扰。测试发现DCS1800M的临时频段（18501872M）可能对TD-LTE的F频段（18801900M）的上行造成干扰明显，不同的频段对TD-LTE F频段上行的影响程度不一，1860频点造成TD-LTE上行吞吐量下降23%，对TD-LTE F频段下行基本无影响。2. 器件性能：在室分系统中，由于合路的原因，常常会在TD-LTE系统中混入其他指示的信号，如果此时TD-LTE的RRU抗阻塞性能较差，很可能引起阻塞干扰，此时可以根据情况加装衰减器解决。3. 非法发射器：如业主私装的各类信号发射装置，形成对TD-LTE网络的干扰。定位干扰源，关闭非法发射器。4. 互调干扰：两个或两个以上信号混在一起后会形成新的调制信号。提升无线装置性能，提高发射器接收器本身的线性度，避免产生互调干扰。5. 谐波干扰：广播发射器如商业广播电台等会产生大功率信号谐波，影响附近的移动通信发射器。可以加装屏蔽设施，阻断辐射干扰。6. 微波传输：很多地方存在大量用于传输的微波链路，这些微波传输处于2GHz左右的频段，对于使用2GHz左右频段的系统就会存在干扰。寻找干扰源头后尽量避开周围强微波干扰，可以利用建筑物来遮挡固定方向的干扰波，适当加装防干扰装置。干扰问题解决方法从干扰分析的角度看，向空间辐射信号的发射机是干扰源，获取并处理空间信号的接收机是被干扰对象。一个系统发射机产生的信号对另一个系统的接收机来说，全都是无用信号，全都是干扰。系统间的相互影响可以描述为一个系统的基站天线发射信号（包括带内的有用信号和带外杂散辐射）被另一个系统基站天线接收到时，发射信号对接收系统性能产生的影响，这些影响将导致系统性能下降，信道质量恶化，信息误差或丢失，甚至阻断通信的进行。针对不同的干扰源，采用的解决方法是有所差别的，图1为针对各类TD-LTE无线网络的干扰问题，结合外场路测、网管指标和后台分析定位出问题，并给出了相应的解决方法。图1 TD-LTE无线网络干扰问题分析及解决方法1. 定位干扰是解决干扰问题的基础TD-LTE网络中，通常需要结合外场路测、网管指标和后台底噪分析来判断基站是否存在干扰。TD-LTE系统由于是同频组网方式，目前干扰绝大部分来源于系统内部，与TD-SCDMA N频点组网相比，TD-LTE系统对重叠覆盖的容忍度更低，受重叠覆盖影响更大。通过路测或后台MR提取，寻找TD-LTE内部重叠覆盖区域和重叠覆盖强（6dB以内）小区。对于系统外干扰，可先通过逐个关闭受干扰基站附近12 圈的站点进行排查；或者可通过使用八目天线，进行测试位置选取、天线方向以及极化方向进行定位；但如果是室分系统受到这一干扰，需要排除器件性能，并逐一关闭合路的其他系统，定位干扰的源头。2. 干扰问题原因分析定位了干扰源后，可根据干扰的不同分类进行原因分析，确定干扰是来源于系统内还是系统外，是何种干扰。确定了具体干扰，就可以通过网络优化的手段，一般而言可以有效控制系统内干扰，同时通过干扰定位排查等手段，尽量降低系统外的干扰。3. 寻求解决方法对于系统内干扰通常采取物理手段和技术手段进行控制。物理手段是通过调整网络中的各类工程参数、功率参数、算法参数、排查GPS、硬件性能等方式，尽可能消除干扰；技术手段是采用ICIC、FSFR、SON、IRC等增强的新技术手段来帮助控制系统内干扰。对于系统外干扰只有找到干扰的源头，消灭干扰源或者采取加装滤波器、屏蔽器的手段尽量降低干扰对无线系统的影响。 通过应用上述优化解决方法，能够对大部分干扰现象进行消除和减弱，其他未知干扰源同样可以采用上述优化方法，触类旁通寻找到干扰源后，采取相应优化手段消弱或彻底消除干扰。三、 应用效果TD-LTE网络中，干扰是决定无线网络性能的重要指标，对无线环境的要求更高。利用本成果可以准确定位干扰源，采取手段消弱或彻底消除干扰。本成果依托TD-LTE北京示范网络，总结归纳了TD-LTE示范网建网以来网络优化工作中遇到的各种干扰问题，下面便结合实际案例，重点介绍每种干扰问题的现象、产生原因以及解决方法。邻小区PCI干扰问题描述：测试车辆沿杏坛路由南向北行驶，终端占用北邮明光楼1小区（PCI=12）进行业务，随后切换至北邮教学主楼1小区（PCI=9），SINR值较差。问题分析：北邮明光楼与北邮教学主楼两站点之间距离较近，发现北邮明光楼1小区（PCI=12），北邮教学主楼1小区（PCI=9），PCI造成模三干扰，导致两小区切换带SINR值较差。调整建议：根据测试情况，将北邮教学主楼1小区原PCI 9调整为10，北邮教学主楼2小区原PCI 10调整为9，以解决两小区之间模三干扰问题。调整结果：修改后SINR有明显改善。图2 实际路测图室外重叠覆盖问题描述：测试车辆延长安街由东向西行驶，终端占用海淀新兴宾馆2小区（PCI=202、RSRP=-78dBm）进行业务，速率在30Mbps左右，车辆继续向西行驶，速率陡降至5Mbps左右，如图3所示。图3 优化前问题分析：通过回放测试数据观察，在海淀新兴宾馆2小区（PCI=202）进行下载业务时 ，该小区的RSRP正常为-78dBm，但是SINR为-4.8较差。观察邻区列表中次服务小区为公主坟桥南3小区（PCI=197），当前RSRP值为-77dBm，与当前主服务小区新兴宾馆2小区RSRP相差1dBm。以此判断该路段存在海淀新兴宾馆2小区与公主坟桥南3小区重叠覆盖情况，导致SINR值恶化，速率陡降。调整建议：为避免在该路段产生一个上RSRP较强小区，建议调整公主坟桥南3小区天馈系统，由原310调整为270，避免覆盖到长安街。调整结果：调整后，海淀新兴宾馆2小区（PCI=202）成为该路段最强服务小区，SINR值良好，如图4所示。图4 优化后室内同频干扰问题描述：北京某个室分楼宇是挑空大堂的设计，根据小区规划情况，如图5所示，在公共区域（非办公区，如平台及南北过道等）会有比较严重的相邻小区泄露信号现象，导致公共区域会存在多个小区覆盖，且个小区信号强度类似，而由于目前TD-LTE采用同频组网，重叠覆盖的泄露信号会导致比较强烈的干扰问题，从而导致吞吐量下降，如图6所示，对公共区域进行的定点测试，在无其他用户存在情况下，其下行速率仅为20Mbps，与Cat 3类终端理论速率（约60Mbps）存在较大差距。图5楼宇小区规划图图6 问题现场及优化前速率指标问题分析：由于目前TD-LTE网络主要采用同频组网，因此重叠覆盖区域时会产生比较大的同频干扰，对于同频干扰最有效的解决手段为异频组网方式。在本案例中，优先采用了标准异频方案，但是采用异频方案配置后，虽然同频干扰解决，但是发现网络仍然无法获得峰值速率，此时定点测试结果为40.42Mbps，如图7所示。图7 标准异频测试结果调整建议：考虑到东直门正常切换区域均在电梯及走廊等区域，一方面该场景较少触发，一方面终端掉线后可以自动重选回网络，对用户数据业务影响可以接受，因此从容量考虑，东直门采用异频非标准方案进行配置，禁止异频切换的发生，其主要参数配置为：PCI=4小区中心频点设置为：23300；PCI=5小区中心频点设置为：23600；PCI=6小区中心频点设置为：23600；PCI=7小区中心频点设置为：23300；GapCfgFlagForRrcConnect(测量GAP配置指示)=OFF、删除异频载波、删除异频邻区关系。调整结果：采用该方案后定点测试下行速率为53.62Mbps，如图8所示，已接近终端理论峰值，问题解决。图8 优化后双路不平衡问题描述：为了实现MIMO技术，TD-LTE室内分布需要进行双路改造，但在实际测试中发现室分楼内的TD-LTE室分系统部分天线点下速率较低，通过对所有天线点位进行测试排查，发现部分天线点存在两路系统功率不均衡问题，影响了室分系统的性能，TD-LTE双路存在的问题如表1所示。表1 室内分布天线点排查问题点楼层天线编号RSRP-1RSRP-2功率差问题天线位置16A03-61-7312功率不平衡观光电梯门口15A14-61-7312功率不平衡南楼卫生间门口15A15-60-7616功率不平衡观光电梯门口14A12-66-7812功率不平衡东侧领导办公室前13A4-71-8918功率不平衡北楼进门右侧13A10-60-7515功率不平衡南楼卫生间门口11A10-69-8011功率不平衡南楼卫生间门口8A12-62-7715功率不平衡南楼卫生间门口8A13-78-6612功率不平衡观光电梯门口问题分析：在现场排查中发现以下几种情况造成双路功率不平衡。1. 由于老系统做过补点，多出个5dB的耦合器，造成第一路（老系统）和第二路（新系统）RSRP不均衡。 造成第一路（老系统）和第二路（新系统）RSRP不均衡原因是：老系统做过补点，多出个5dB的耦合器。A13-1-F8：-61dBmA13-2-F8：-65dBmA12-1-F8：-60dBmA12-2-F8：-65dBm图9 室内分布图2. 器件施工工艺不过关，通过将新系统所有器件接头拧紧后解决问题。A4点位通过将新系统所有器件接头拧紧后解决；A10两路不均衡是由于老系统做过补点，多出个5dB的耦合器。A4-1-F13：-70dBmA4-2-F13：-60dBmA10-1-F13：-60dBmA10-2-F13：-71dBm图10 室内分布图调整建议：由于器件施工工艺不合格引起的不平衡，需要将新系统个别器件接头拧紧后问题解决；由于TD-LTE新系统设计未按照分布系统实际情况进行设计，老系统补点未能在TD-LTE设计中考虑的情况，需要再次通过室分系统改造解决问题。调整结果：完成改造后再次测试，双路功率均衡，定点测试下行速率为51.54Mbps，解决该问题。F频段干扰问题描述：测试发现DCS1800M的临时频段（18501872M）可能对TD-LTE的F频段（18801900M）的上行造成干扰明显，测试发现1860频点造成TD-LTE上行吞吐量下降23%，但对TD-LTE F频段下行基本无影响。问题分析：定位干扰主要由DCS1800M的高频部分引起，干扰类型主要为杂散干扰。基于测试结果，如果没有使用临时频段则目前不需要针对现有DCS1800网络采取干扰规避措施。但如需使用DCS1800临时频段，建议优先使用1850-1860频段，且需要加装滤波器和采取其他规避措施。调整建议：如需使用DCS1800临时频段，需要定制DCS基站双工滤波器，安装在机架顶，滤除对TD-LTE F频段的杂散干扰；更换互调指标不达标的DCS基站天线，减小对TD-LTE F频段的互调干扰；优化TD-LTE共址DCS小区频点配置，减少对TD-LTE的杂散和互调干扰。调整结果：按照建议调整后，干扰下降。上行干扰优化问题现象：北京示范网的美惠展厅是主要的演示地点，为了保证演示效果，针对该展厅单独扩容了一个小区，但扩容之后，