降低LTE同频干扰方法论研讨

1、降低 LTE 同频干扰方法论研讨文帅川，张戈（中国电信股份有限公司湖北传输局，湖北武汉 434000）摘要：为了解决LTE网络同频组网面临的问题，本文对降低LTE系统同频干扰的可行性、复杂度及性能等 几个方面展开分析。目前 4G 网络已经从初期广覆盖、热点流量吸收转变为精品覆盖。同频组网是解决 LTE 系统频率资源紧张的方法之一，是提高其频谱利用率的重要手段。对于未放号或放号初期的空载网络 而言，同频干扰则主要表现为同频邻区的RS对数据造成的干扰。LTE采用子载波调度随机化的策略对邻 区干扰的影响进行削弱，但在小区满载或高负载的情况下邻区干扰无法避免。本文通过理论推导、现场实 验及模型验证，并

2、给出了频率复用、小区合并、异频组网及控制覆盖等多种降低同频干扰方法参数配置原 则及建议。关键词：移动通信 LTE 小区间干扰 小区合并中图分类号： TN929.5 文献标识码： A 文章编号：0 引言全国各运营商4G建设步伐正在不断加快。从过去1.8G、2.1G再到最近的800M建设。网络建设初期都是以广覆盖为目的，现在己经变成多张4G网叠加精品覆盖。LTE系统最引 人注目的优势之一是它的高数据速率，上行达到50 Mbit/s，下行达到100 Mbit/s甚至更 高1。由于 LTE 系统的数据速率越高，所需的系统带宽也越大，但是 LTE 系统可以使用的 频率较为有限，因此频率资源将是它的一个瓶

3、颈。同频组网是解决 LTE 系统频率资源紧张 的方法之一，是提高其频谱利用率的重要手段。但是同频组网方式会使小区边缘用户受到 严重的同频干扰，影响到小区边缘用户体验、小区的吞吐量和覆盖等2。所以本文对解决 LTE 系统同频干扰的可行性、复杂度及性能进行深入的研究和试验，在频率复用、小区合 并及异频组网及控制覆盖等多种方法中寻找一个最佳结合点，使得整个 LTE 网络系统性能 达到较高的水平。问题现象 网络建设面临的一个非常严重问题就是同频干扰。在实际网路中通常有一部分用户会 处于 SINR （Signal to Interference plus Noise Ratio）非常低的情况（小区边缘）

4、。特 别的，在小范围区域下，为了保证覆盖和热点流量吸收，站点规划非常密集，站间距很小， 小区之间控制信道干扰很大，导致小区边缘用户信噪比降低，高阶调制无法使用， LTE 的 优势无法体现。对于未放号或放号初期的空载网络而言，同频干扰则主要表现为同频邻区 的 RS 对数据造成的干扰。通过理论计算以及烟台项目组大量实际测试结果表明： 较高信 噪比区域如果受到同频邻区近乎相同功率的RS导频干扰，则吞吐率会降低60%左右。问题原理网络在轻载时，LTE的DL子帧结构以及导频的分部结构可以发现，对于DL子帧来说， 本小区的导频 SINR 可能受到相邻小区的 PBCH、 PCFICH 的影响， CFICH

5、在每一个子帧的第 一个符号发送，占4个REG, 4个REG的最低RE的索引和小区Cell ID （即PCI）有关。根 据协议 RS 位置协议可以看出，邻小区的 PCFICH 中的每一个 REG 一定会对本小区的一个导 频造成干扰，这种干扰无法错开。系统消息 PBCH 占中间频带的 72 个子载波，共 6 个 RB， 经过分析后可以发现 PBCH 会干扰本小区的 24 个导频子载波（假设共 2 天线端口），这种 干扰也无法错开。-Mapping to resource elements-The reference signal sequence rj” shall be mapped to co

6、mplex-valued mcdulaxion s-mbdsused as referencesv-mbols fee antenna port p in slot 坷 acccrfing to *（0.1）.lifm -ai. .2 2悉-1The variables v anddefine the position in the Frequency domain for the different reference signals where v isgiven by*10if p 0 and / 03if / 0 and Z 03if 1 and/ 0V 0if p 1 and / 0

7、3（性 mod 2if p 23+ 3（佻 mod 2） if p 3The cell-specific fiequency shift is given by人宓8 mod 6图 1 协议中 RS 位置LTE 同频干扰的根因是由于采用 OFDMA 编码方式导致，各个子载波对于本小区的用户 而言由于在子载波相互正交，故不存在干扰，但对于相邻小区而言则存在邻区干扰。 LTE 采用子载波调度随机化的策略对邻区干扰的影响进行削弱，但在小区满载或高负载的情况 下邻区干扰无法避免。LTE MOD3 干扰是由于相邻小区间 PCI 未能 MOD3 错开，导致 RS 功率在相同 RB 上发射 导致。附件材料说

8、明，当邻区在满载或高负载时，由于业务信道同时用满，由于远近效应 等原因，依然会对邻小区的RS信号产生干扰，降低SINR值3。（SINR均是参考信号的 SINR,协议规定使用参考信号的SINR评估空口的质量，决定CQI和编码方式，当空载时邻 区 MOD3 错开会提升 SINR 值，但当邻区负载高时由于业务信道同样会对 RS 信号产生干扰， 故 MOD3 是否错开意义不大。）解决方案及效果超级小区在地铁密闭环境下，隧道覆盖通常通过泄露电缆两端对打方式，导致交叠覆盖区域大， 信噪比降低。针对这一问题，湖北省网优中心组织开展地铁 4 号线（青鱼嘴至东亭段）专 项优化工作，具体如下：（1）优化方案1、调

9、整青鱼嘴对东亭方向RRU归属至东亭BBU，使东亭至青鱼嘴段RRU均归属东亭BBU；2、将青鱼嘴-东亭区段 RRU 设置为超级小区（同 PCI）。（2）优化效果1、 用户感知速率提升。平均速率达75.52M，较优化前提升23.9%。2、覆盖质量提升。优化后平均SINR达25.5dB，较优化前约提升3dB。地铁隧道内（青鱼 嘴-东亭）4 个 RRU 之间交叠覆盖，导致覆盖重叠区域过大，干扰较为严重，近 1/3 区域SINR低于20dB。改造成超级小区后测试SINR明显改善，平均SINR达到25.50，全区段 SINR 高于 20dB。3、 用户的下行平均速率为60.94Mbps。改造成超级小区后测

10、试发现，下行平均速率达到 75.52Mbps，相比普通模式提升23.9%。表 1 名称RSRPSINR平均速率峰值速率优化前-76.2222.9860.9495.30优化后-77.3925.5075.5296.86Map - q-dajlSft_0213-i93937892_UEl: Huawei E392u-12 (1)1图 1 优化前后 SINR 对比J P&amS gligPOCP Throughput DLy x 40000000 40000000 XSOOOOOOO g 50000000 x-70000000 70000000 x 80000000 圈 80000000 x 9000

11、0000 60a DataV HuaweE392u-12(l):q-dfaiJ Stes3 0 Events切盘 FTPDowiioadDrop bOgpsQ 価加空虬021349393789；图 2 优化前后吞吐率对比异频组网（1）优化方案1、华科大武昌分校异频组网试验，将其中 2个 RRU 替换为 2.1G；2、黄石武汉路商业圈其中一个RRU替换为2.1G.同频组网异频组网（2）优化效果1、SINR 整体提升 2.50dB2、平均下载速率提高7.48Mbps。SINR平均速率峰值速率优化前11.7681.5430.76优化后14.26101.7338.25提升+21.26%24.75%69

12、.53%表 1 名称0 -_uo回因SM ：M X 卜團 0 x-5.浴保債广场足浴保強广场? 0 x52Sx15匡,lSx20/20 x25日極亠Data礼 HiweE392u42l控制覆盖同频干扰的本质是重叠覆盖过度问题。控制覆盖是一种常用和普遍使用方法。1 ）优化方案1、RF 优化，调整方位角、下倾角、修改功率，避免直接在主要道路上信号深度交叠；2、PCI冲突检测，修改PCI避免邻近站模三冲突，减少重叠覆盖，降低模三干扰机率;3、修改切换参数，如增大切换迟滞系数，可以降低乒乓切换。RS选择性发射（1）优化方案1、湖北荆州区域开通试点，设定门限，只在需要的时间和 PRB 上发射小区参考信号

13、 RS。（2）优化效果1、功能开通后，单用户速率略有提升，全天由开通前平均的 9.24Mbps 上升到开通后的11.13Mbps;忙时23点由开通前平均的1.94Mbps上升到开通后的2.18Mbps;2、平均CQI有改善，全天上看从开通前的10.26上升到开通后的10. 38；话务忙时23时, 从开通前的9. 78上升到开通后的9. 91，提升了 1.34%；话务闲时5时，CQI均值从开通前 的10.59提升至11.12，提升了5%。开通前后平均CQI对比开通前后单用户速率对比存在问题（1）超级小区后理论上整个小区容量实际为单RRU容量，整体容量会下降。由于前一段内RRU 仅覆盖隧道内，所有

14、用户均集中在列车上（即区段某点处），所有用户在某一时刻只能 占用其中一个RRU资源，优化前看似整体容量较高，但对于没有被占用的RRU，资源实际处于闲置状态。因此该优化方法对用户来说，实际容量没有下降。异频组网可以有效降低同频干扰，但同时也引起异频切换问题，会容易引起掉线，影响用户感知。RS选择性发射在网络轻载时，对于提升边缘用户很有效果，但网络重载时主 要干扰在于业务信道干扰，此时该方法作用不大。控制覆盖是最普遍使用常规降低同频干扰方法，但是对于核心商圈、热门景点、医院、 校园、交通枢纽等高人流高价值高密度基站区域，该方法很难达到预期效果。结论本文给出了降低同频干扰几种方案，但各种方案都有利弊。例如 ICIC 技术能够降低边 缘的干扰，改善边缘用户吞吐率，这些是以牺牲部分整体频谱利用率为代价。网络建设完 成时，通过控制覆盖手段对全网进行优化调整，解决大部分区域过度重叠覆盖问题。网络 轻载时，可以采用 RS 选择性发射方案，可以有效提升边缘用户。网络负荷较重时，对于高 价值区域可以采用异频组网。对于高铁，隧道，桥梁等场景可以采用小区合并。