5G通信网络优化最佳实践之5G干扰问题分析

5G问题定位指导书-通道和干扰专题内部公开文档版本1.0.0(DOCPROPERTYReleaseDate2018-03-01)DOCPROPERTYProprietaryDeclaration华为所有和机密版权所有©华为技术有限公司Page华为所有和机密版权所有©华为技术有限公司PAGEi5G通信网络优化最佳实践之5G干扰问题分析目录(Contents)TOC\o"1-1"\h\z\t"标题2,2,标题3,3"5G干扰问题分析 i1概述 31.15G频谱资源 31.25G部署环境 32干扰问题定位指导 42.1干扰排查方法 42.1.1常见干扰场景说明 42.1.2小区上行干扰评估 52.1.3上行干扰特征快速判断 52.1.4时域类干扰分析 72.1.5下行干扰分析 113湛江处理案例 123.1邻区SSB波束干扰导致的SSBSINR低 123.2子帧配比不一致干扰 153.3广播卫星干扰 163.4800M模块互调干扰 184扫频指导 224.1常用仪器设备说明： 224.2扫描步骤介绍 23概述5G频谱资源 三大运营商已经获得全国范围5G中低频段频率使用许可。中国电信获得3400MHz-3500MHz共100MHz带宽的5G频率资源；中国移动获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段共260MHz的5G频率资源，其中2515-2575MHz、2635-2675MHz和4800-4900MHz频段为新增频段，2575-2635MHz频段为重耕中国移动现有的TD-LTE（4G）频段；中国联通获得3500MHz-3600MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源。 中国电信3400MHz-3500MHz，中心频点630000（3450.000MHz），100M带宽下SSB频点=630000-12=629988。5G部署环境继许可三大基础电信运营企业5G使用频率之后，为保障我国第五代移动通信系统(5G)健康发展，协调解决5G基站与卫星地球站等其他无线电台(站)的干扰问题，规范协调管理方法，工业和信息化部也印发了《3000-5000MHz频段第五代移动通信基站与卫星地球站等无线电台(站)干扰协调管理办法》(工信部无〔2018〕266号，以下简称《办法》)。基站的部署是5G系统运营的基础，而妥善解决5G基站与大量相同、相邻频段在用卫星地球站等无线电台(站)之间的有害干扰，是5G基站规模部署前提。《办法》确定了5G基站和卫星地球站等无线电台(站)设置使用单位开展协调工作的原则和方法，明确了适用范围和有关协调权责，指出干扰缓解措施等费用原则由相关5G基站设置使用单位承担;提出了5G基站与卫星地球站、固定业务电台、射电天文台等三类无线电台(站)之间的干扰保护标准、干扰协调区确定、协调程序、干扰缓解工程措施和地球站设备指标要求。除了卫星频段的干扰，本文还将就其他干扰问题一并展开分析。干扰问题定位指导干扰排查方法常见干扰场景说明常见干扰场景列表及风险说明序号干扰类型干扰来源说明1窄带干扰主要在室内覆盖环境，室分系统中GSM1800M信号产生2阶互调落在小区带内，造成窄带干扰；室外站点如果GSM1800M系统的天线存在2阶互调问题，也会产生窄带干扰对5G系统造成干扰2阻塞干扰小区带内存在持续的大信号，导致AAU上行受到阻塞干扰影响；也可能是邻区用户上行大信号导致的，也可能是天面附件存在其他系统的信号3杂散干扰存在使用邻频的无线系统，其产生的杂散信号落在小区上行带内，造成上行干扰4异系统同频干扰站点附近存在使用相同频段的其他5G系统，例如PoleStar设备，或者其他厂商的站点，由于上下行配比不同，造成下行信号对上行的干扰5邻区终端干扰由于邻区用户上行发射信号过大，对本小区造成干扰6TDD-LTE干扰部分区域在3.5G频段使用了LTE-TDD系统，由于子帧结构差异，会对3.5G的5G小区造成上行干扰；干扰强度与离干扰源站点的距离有关7时域类干扰由于TDD同系统内形成的干扰问题，主要有大气波导干扰，时钟失步干扰，环回干扰，超远干扰等。小区上行干扰评估【分析描述】： 小区如果存在上行干扰，会对小区的上行性能造成影响，导致小区的上下行业务存在问题；所以需要通过话统快速的评估小区是否存在干扰问题，便于对干扰问题的影响范围，干扰的强弱关系进行评估。【分析思路】：无干扰情况下，5G低频小区的RB带宽是360KHz，理论底噪值为-116dBm，计算中以-174dBm@1Hz为基准，-174dBm+10lg360000dBm+2dBm模块噪声=-116dBm，该理论底噪值与带宽、频段无关通过采集小区的干扰话统指标，与理论底噪值进行对比，可以评估小区是否存在干扰。以下为华为厂家网管相关话统：【排查步骤】：步骤1：按照2.1小区上行干扰话统采集获得小区的干扰话统数据步骤2：小区RB级平均干扰值，按照每RB360KHz带宽测量，理论底噪值为-116dBm；如果小区的平均干扰噪声值>-106dBm，则判断小区存在干扰问题。上行干扰特征快速判断【分析描述】：当小区存在干扰时，由于小区的带宽达到100M，干扰存在多种可能性；可能存在宽带干扰，窄带干扰，局部RB强干扰等情况，所以需要快速的判断小区上行受到干扰的RB区域，才能更快的识别干扰特征。【定位思路】：通过采集小区的干扰性能监控数据，通过不同RB上的干扰值的情况，形成整个小区的上行干扰特征；根据干扰特征来进一步判断可能存在的干扰，以及指导后续的干扰排查工作。【排查步骤】：以下以华为厂家网管为准步骤1：按照2.2小区干扰性能检测数据采集，在U2020上采集小区的干扰性能监控数据5~10分钟步骤2：按RB将干扰数据按时间平均后，形成从RB0到RB272的干扰数据，通过图形来观察小区的上行干扰特征当确认小区存在干扰后，需要进一步分析干扰在频域上的特征，此时就需要使用FFT频谱分析功能来进一步分析了使用射频模块的FFT频谱扫描功能，获得整个射频模块上行频谱信息，来分析存在干扰的具体特征。步骤1：在WebLMT上进入“监测”->“FFT频谱扫描”步骤2：设置需要采集的RRU，扫描模式，分辨率，制式，通道信息小区激活状态下，扫描模式选择“宽带在线频谱扫描”小区去激活状态下，扫描模式选择“宽带离线频谱扫描”步骤3：FFT频谱扫描数据可以在线观察扫描结果，也可以将扫描结果保存到本地，通过离线工具解析后，得到频谱数据，与小区干扰性能监测的数据进行对比，确认干扰信号在RRU上行频域上的整体特征情况，比如干扰的带宽，频率范围，强度等信息。时域类干扰分析【分析描述】：在TDD系统中，要求全网的帧结构一致，确保小区间收发时隙相同，避免形成相互干扰。但是在实际运行过程中，会由于部分原因，比如帧结构不一致，时钟失步，大气波导等因素，导致小区被其他小区的信号干扰。【定位思路】：针对时域类干扰，主要针对如下的几个方面进行排查：帧配比，特殊子帧配比，帧偏置检查:主要是确保小区帧配比配置和帧偏置与其他小区一致,如果不一致，容易导致相互干扰的问题时钟检查:对于TDD系统，要求采用时间同步方式，尽量使用GPS时钟，而且不能有时钟相关告警出现时钟失步干扰/大气波导干扰的分析，通过干扰特征，分析时钟失步或者大气波导导致的干扰问题【排查步骤】：以下以华为网管为例步骤1：帧结构参数配置检查，使用MML:LSTNRDUCELL查询基站帧偏置参数帧配比，特殊子帧配比，帧偏置参数一般要求全网配置一致；如果存在LTE-TDD的同频段网络，则需要把LTE侧和NR侧的帧结构对齐；NR侧常见的配置场景如下：LTE侧帧结构配置LTE-TDD侧帧偏置NR侧帧结构配置NR侧配置值SA2(1:3),SSP70DDDDDDDSUU（8:2），SS5492160SA2(1:3),SSP60DDDDDDDSUU（8:2），SS5692160SA2(1:3),SS6TL_FrameOffset_SA2_SSP5DDDDDDDSUU（8:2），SS5670728SA2(1:3),SS7TL_FrameOffset_SA2_SSP5DDDDDDDSUU（8:2），SS5470728从帧结构配置来看，LTE-TDD侧的SA2（1:3）和NR侧的8:2的结构才能对齐，S帧也要尽量对齐，同时还需要在NR侧相对LTE增加3ms的相对偏置值，确保帧结构完全一致。其中LTE-TDD侧的帧偏置生效值，可以在LTE侧使用MML：DSPCELLFRAMEOFFSET；查询得到NR侧的帧偏置生效值，可以在NR侧使用MML：LSTGNODEBPARAM；查询得到根据LTE侧的帧偏置生效值X，在NR侧小区配置对应的帧偏置参数Y，NR侧需要相对LTE设置3ms对应的帧偏置值对齐规则如下：如果LTE侧的帧偏置生效值X处于[0,261120]时，NR的帧偏置参数Y=X+92160如果LTE侧的帧偏置生效值X处于[275943~307200]时，NR的帧偏置参数Y=X-307200+92160例如：当LTE侧帧偏置为TL_FrameOffset_SA2_SSP5，查询得到帧偏置生效值为285768；按照规则，NR侧帧偏置Y=285768–307200+92160=70728(Ts)步骤2：时钟检查：检查小区的时钟配置参数和时钟类告警使用MML：DSPCLKSTAT；命令查询时钟配置5GTDD网络，推荐使用GPS+时间同步方式，如果时钟处于非锁定模式时，可能存站点存在时钟失步问题。检查时钟类告警ALM-26260 系统时钟不可用告警ALM-26261 未配置时钟参考源告警ALM-26262 时钟参考源异常告警ALM-26264 系统时钟失锁告警ALM-26265 基站同步帧号异常告警ALM-26266 时间同步失败告警ALM-26267 TOD时钟异常告警ALM-26538 射频单元时钟异常告警ALM-28244 GPS参考接收机硬件故障告警ALM-28245 GPS参考接收机天线供电异常告警ALM-28246 GPS参考接收机天线故障告警ALM-28247 GPS参考接收机软件运行异常告警ALM-28248 GPS参考接收机位置未锁定告警ALM-28249 GPS参考接收机维护链路异常告警ALM-28250 GPS参考接收机初始化配置失败告警如果基站存在时钟告警问题，则会导致时钟失步，引发干扰问题。 下行干扰分析【分析描述】：下行干扰问题，主要是由于终端侧受到干扰，导致下行性能下降。从干扰的来源，主要分为外部干扰，邻区干扰，以及终端自干扰--二次谐波干扰。外部干扰：主要是外部其他系统产生的同频干扰信号，对终端的接收形成干扰；邻区干扰：主要是由于邻区的SSB波束，CSI波束和PDSCH波束形成的干扰；二次谐波干扰：主要是由于NSA场景下，当LTE侧使用FDD1.8G频段的小区作为锚点，终端上行发射的1.7G频段的信号的二次谐波信号会落在终端的NR3.5G接收带内，进而对下行造成干扰。【定位思路】：下行干扰问题，目前主要依靠测试软件（以华为probe为例）跟踪数据进行分析，通过服务小区的SSB-RSRP，SSB-SINR，CSI-RS-RSRP，CSI-RS-SINR，以及邻区的SSB-RSRP，SSB-SINR的数据来分析小区是否存在邻区干扰问题和外部干扰；对于二次谐波干扰，主要是依靠二次谐波规避开关的来对比验证。【排查步骤】：步骤1：Probe数据分析SSB和CSI信号的差异性 通过Probe的跟踪数据，分析终端在受干扰区域服务小区的SSB_RSRP，SSB_SINR，以及邻区的SSB_RSRP和SSB_SINR；同时对比服务小区的CSI-RS_RSRP和CSI-RS_SINR； 如果|服务小区SSB_RSRP–邻区SSB_RSRP|<10dB,则存在SSB波束的邻区干扰风险；同时可以对比服务小区的CSI_RSRP和CSI_SINR,如果在SSB和CSI的RSRP比较接近的情况下，SSB_SINR明显差于CSI-RS_SINR，则可以进一步判断为干扰主要是由于邻区的SSB波束形成的。 如果邻区的SSB信号远小于服务小区的SSB信号(小25dB以上)，则可以认为不存在邻区干扰问题，那么干扰可能跟外部干扰有关。 如果分析是邻区干扰问题，可以通过关闭邻区信号或者降低邻区信号后进行测试对比；如果分析是外部干扰问题，需要通过扫频来识别外部干扰信号。 步骤2：二次谐波干扰排查 对于二次谐波干扰的验证，可以采用如下的几个方法对比确认；在同一个测试点，使用不同的终端进行对比；二次谐波干扰问题在不同的终端上会有不同的结果；在NR侧打开二次谐波规避开关，对比开关打开前后业务性能的变化；如果打开开关后干扰消失，则可以判断为二次谐波干扰问题。二次谐波干扰规避开关：NSADC场景下：MODNRDUCELLALGOSWITCH:NSADCALGOSWITCH=HARMONIC_INTRF_AVOID_SW-1;SUL场景下：MODNRDUCELLSUL:ULDLDECOUPLINGALGOSWITCH=SEC_HARMONIC_INTRF_AVOID_SW-1;湛江处理案例邻区SSB波束干扰导致的SSBSINR低【问题描述】外场测试时，发现在路测的部分位置，会出现小区SSBRSRP信号很好的时候（-60dBm左右），SSBSINR值出现偏低（<10dB）的情况。如下图所示，在SSBRSRP-62dBm时，SSBSINR只有2dB。【问题分析】1、比较SSB波束VSCSI波束的RSRP与SINR值SSBSINR低，怀疑存在干扰问题。首先对比同时刻SSB波束与CSI波束的RSRP与SINR值，如下图所示：图中红框内SSBRSRP和CSI-RSRSRP相近，可以看到SSBSINR有明显下降和抬升过程，在第29个点达到最低，而同区间的CSI-RSSINR无明显变化。分别查看下降时刻本小区和邻区的SSBRSRP，发现邻区SSBRSRP强度与本小区差值很小。2．CSI-RSSINR和SSBSINR的差异分析CSI-RS主要用于信道质量测量、波束管理、时频偏跟踪和RRM/RLM测量。CSI-RSSINR是通过同频带内，所有承载CSI参考信号的RE上功率的线性平均值除以噪声和干扰的线性平均值得到。当有用户在这个CSI波束下面的时候（连接态），这个波束才发信号；如果无用户（空闲态），CSI波束是不发信号的。由下式可以看到，在测试场景中，由于邻区无用户，本小区CSI-RSSINR不会受到邻区CSI-RS信号的影响。CSI-RSSINRSSB包含4个OFDM符号，由PSS、SSS、PBCH组合而成。在80ms周期内，实际发送四次PBCH，其中SSB占用前5ms。各个SSB波束按照时间顺序发送，UE会扫描各时刻的SSB信号强度，并按信号强度排序。SSBSINR指的是同频带内，所有承载同步信号的RE上功率的线性平均值除以噪声和干扰的线性平均值。SSB信号是周期性发射，与是否有用户无关。SSBSINR【分析结论】SSBSINR除主小区SSBRSRP、干扰和噪声外，还受到邻区的SSBRSRP影响。邻区SSBRSRP较小时，对本小区SSBSINR的影响较小，当邻区SSB信号强度和主小区SSB信号强度相近时，将造成本小区的SSBSINR降低，而CSI-RSSINR无明显变化是因为CSI-RS只在连接态可测所以不会受到邻区干扰的影响【解决方案】对于此类由于邻区SSB信号造成的邻区干扰问题，需要通过小区覆盖调整来优化。主要的优化手段：调整邻区波束覆盖倾角，降低问题区域的邻区干扰信号。调整小区覆盖方向，缩小小区之间的重叠覆盖区，降减低邻区干扰。在测试站点，按照优化手段进行优化后，上图中路测数据显示原问题区域的SSBSINR已经恢复正常，邻区干扰明显降低了。子帧配比不一致干扰【问题描述】在3.5G的外场测试中，发现小区上行存在严重干扰，影响SRS的测量结果，导致小区业务严重受损。【问题分析】小区内干扰特征确认：首先通过小区的干扰性能监控功能，分析小区的在不同RB上的干扰强度；如果发现所有RB均存在干扰，则可以判断干扰是宽带型干扰，可能是系统内干扰问题。干扰特征的确认：使用FFT频谱扫描功能，获得射频模块上行带内的整体信号在频谱中，可以看到干扰信号的带宽与小区一致，可以确认干扰信号来自于本系统内；对网络内的小区的上下行子帧配比和特殊子帧配比参数进行检查，排查所有小区的参数是否一致，如出现小区配置不一致的情况，则需要修改；上下行子帧配比查看：LSTNRDUCELL【分析结论】TDD网络中如果存在小区的子帧配比或者特殊子帧配比与其他小区不一致的情况，会导致下行信号落在其他小区的上行符号上，对其他小区造成严重干扰【解决方案】可以通过全网的参数核查，找出配置不一致的小区；全网的站点都必须尽量保持统一的子帧配比方式。广播卫星干扰【问题描述】政企客户收到来自广电的投诉，认为5G小区对其卫星广播系统造成了干扰，导致接收误码过高，要求关闭5G小区进行验证。现场经过测试验证，发现关闭5G系统后，卫星干扰消失，打开5G系统后，干扰明显上升。【问题分析】 首先，分析3.5G系统对广播卫星可能造成的干扰存在2种情况：杂散干扰和阻塞干扰。按照协议要求，杂散指标是是-30dB@1MHz对现网使用的3.5G模块进行杂散测试，确认指标符合协议要求使用扫描仪，在广播卫星使用的频段进行扫频，然后在NR小区侧打开模拟加载功能，提高下行发射功率，通过扫频仪观测卫星频段上是否有干扰信号的抬升。经过测试，未发现干扰有明显抬升。可以确定AAU模块不存在杂散干扰问题。对于阻塞干扰，由于卫星系统不具备扫频功能，无法快速识别阻塞干扰。只能通过在卫星接收器的高频头后面增加滤波器，将3.5G的信号隔离掉来进行验证。增加滤波器之后，卫星干扰消失，可以证明是阻塞干扰导致的问题。最后，在广电的卫星接收器上增加抗阻塞滤波器后，干扰彻底解决。【分析结论】为什么5G信号会对卫星广播系统造成干扰？A：早期广播卫星分配的频率使用范围是3400MHz~4200MHz，所以其高频头的接收范围很大，3.5G的卫星信号会进入卫星接收器。由于3.5G的信号较强，会导致卫星接收器内部信号达到饱和，在其内部形成阻塞干扰。【解决方案】由于干扰主要是由于5G信号在卫星的接收通道上形成的阻塞干扰造成的，需要在其接收线路上增加抗阻塞滤波器，使3.5G频段的信号无法进入其接收带内，就不会造成阻塞干扰了。800M模块互调干扰【问题描述】在3.5G的外场测试中，发现上行存干扰，影响SRS的测量结果。【问题分析】通过WebLMT上的FFT频谱扫描确认干扰，为了排除是系统内干扰，去激活外场区域内所有的3.5G小区，使用FFT的宽带离线频谱扫描功能进行扫频，在小区100M的频域范围内，发现2个宽带干扰信号使用频谱仪在现网干扰严重站点扫频，在相同的频率范围内找到了2个宽带干扰信号，带宽接近4M。左侧干扰信号右侧干扰信号使用扫频仪配合定向天线外场站点附近的路面进行扫频，未发现干扰信号，只有在高楼上进行扫频，才能扫到干扰信号特征。根据定向天线的信号指向的路径进行扫频，在距离干扰站点2公里的位