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运营与维护
电信工程技术与标准化
2.6GHz频段5G上行干扰分析与识别研究
宋心刚
1
,张冬晨
2
,李行政
1
,彭玉丽
1
(1 中国移动通信集团设计院有限公司,北京 100080; 2 中国移动通信集团设计院有限公司
新疆分公司,乌鲁木齐 830011)
摘 要
本文针对2.6 GHz频段5G干扰小区分析与干扰类型识别问题,梳理总结了5G常见干扰类型,研究提出了一种
基于干扰小区时频域特征的5G干扰分析和类型识别方法,给出了各种5G干扰类型的排查流程和方法建议,为
5G干扰分析排查提供理论指导,支撑5G干扰优化工作。
关键词
5G;2.6 GHz频段;干扰分析;干扰识别;干扰排查
中图分类号
TN929.5
文献标识码
A
文章编号
1008-5599(2021)04-0074-08
随着5G网络的规模商用和5G建设的全面展开,
上行干扰问题对网络性能的影响也愈发突出。2.6 GHz
频段是5G部署的重点频段,大带宽部署的5G系统将
面临多种干扰问题。如何准确评估干扰强度、精准识别
干扰类型是5G干扰优化工作中急需解决的难点问题。
本文在收集梳理5G常见干扰类型的基础上,研究
提出了一种基于频域干扰底噪分别计算全频段干扰均值、
D1频段干扰均值和D2频段干扰均值的5G干扰分析方
法,全面分析评估5G受扰程度。在提炼总结5G常见干
扰类型时频域干扰特征的基础上,提出了5G干扰识别
方法,并结合5G干扰排查经验,给出了各种干扰类型
的干扰排查流程和方法建议。上述研究成果可为5G干
扰自动化分析提供理论指导,支撑5G干扰优化工作。
TD-LTE系统频率重叠。在D1/D2频段TD-LTE未
清频区域,5G将面临严重的LTE同频干扰问题。此外,
根据5G干扰案例梳理总结,2.6 GHz频段5G还将面
临广电多路微波分配系统(MMDS)干扰、视频监控无
线回传设备干扰、伪基站干扰和干扰器干扰等。因此对
5G干扰问题进行分析和识别研究,对推进5G干扰问题
解决、保障用户体验和业务感知都有重要意义。
1.1 LTE同频干扰
在D1/D2频段TD-LTE尚未完成清频的区域,
TD-LTE小区在高负荷情况下,终端会对同覆盖的5G
小区产生上行同频干扰,严重影响5G网络性能。LTE
同频干扰强度和同覆盖区域的大小、无线环境和LTE
邻区业务量等因素有较大关系。
LTE同频干扰的主要特征是频域上D1/D2频段对
1 5G常见干扰类型
为保证5G网络的领先地位,2.6 GHz频段优先采
用100 MHz组网建设方案,与D1/D2频段已部署的
收稿日期:
2020-07-20
应的163~273 PRB底噪明显抬升,波形特征呈现出与
调度算法高度相关的特点;时域上则是24 h干扰强度随
业务量明显起伏且变化趋势基本一致,呈现出明显的时
域波动性。LTE同频干扰典型波形特征如图1所示。
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2021年4月 第 4 期(第34卷 总第284期)月刊
电信工程技术与标准化
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图1 LTE同频干扰典型波形图
1.2 MMDS干扰
多路微波分配系统(MMDS)是用微波频率以一
点发射、多点接收的方式,把电视、声音广播和数据信
号传输到各有线电视公用天线电视系统前端或直接分配
到个体用户的微波系统。根据我国MMDS传输发射电
视频道配置,工作在2 500~2 700 MHz频率范围内的
MMDS会对部署在2.6 GHz频段的5G系统造成严重干
扰,其干扰特征为多个规律的连续8 MHz带宽矩形干
扰波形,如图2所示。
2 500~2 700 MHz频段内的MMDS传输发射电视
频道配置见表1。可以看到,落在2 515~2 615 MHz
内的MMDS电视频道有2频道的后半段(4 MHz带宽)、
3~14频道等。当小区波性特征出现多个规律的连续
8 MHz带宽矩形波形时,可参考表1分析确认并上站排
查确定广播电视塔位置。
1.3 视频监控干扰
视频监控干扰主要是指视频监控的无线网桥和无线
频道
1
2
3
4
5
6
7
表1 MMDS传输发射电视频道配置表
频率范围(MHz)
2 503~2 511
2 511~2 519
2 519~2 527
2 527~2 535
2 535~2 543
2 543~2 551
2 551~2 559
频道
8
9
10
11
12
13
14
频率范围(MHz)
2 559~2 567
2 567~2 575
2 575~2 583
2 583~2 591
2 591~2 599
2 599~2 607
2 607~2 615
回传等设备对5G系统的干扰,属于非法频段占用干扰。
现在小区、楼宇和电梯使用安防设备(多用2.4 GHz
频段)较为普遍,但相关设备频率使用不规范,非法
占用5G频段导致对5G形成干扰。目前已发现一些厂
商的无线视频监控回传设备对5G产生干扰,干扰特征
多为宽带干扰,且干扰强度较高,主要集中在2 515~
2 575 MHz范围内。此外,视频监控无线回传设备多安
装在电梯和屋顶等隐蔽区域,干扰排查较为困难,需要
图2 MMDS干扰典型波形图
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频段底噪抬升或后半段大宽带的底噪抬升。干扰器干扰
典型波形特征如图5所示。
对常见视频监控安装区域重点排查。视频监控干扰波形
如图3所示。
1.4 伪基站干扰
D频段伪基站通过设置与4G网络相同的PCI、频
点伪装对周围5G小区造成干扰,其干扰波形呈现规律
的1.4/3/5/10 MHz等带宽的矩形波形。伪基站干扰
典型波形特征如图4所示。
1.5 干扰器干扰
干扰器通过全频段发射大功率干扰信号来阻断基站
与终端的通信,主要在学校、考场等区域安装使用。对
大带宽的5G小区干扰器干扰的频域典型干扰特征是全
2 5G干扰分析
2.1 5G干扰均值计算
5G干扰主要根据网管PM数据的“小区RB上行
平均干扰电平(NL._PRB)”指标进行
分析,该指标表征统计周期内各PRB底噪的平均值。
通过对所有PRB干扰均值的分析,可直观反映5G小区
的受干扰情况。
图3 视频监控干扰波形特征图
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图4 伪基站干扰波形特征图
图5 干扰器干扰波形特征图
5G小区底噪均值计算原则为先将频域PRB底噪转
换为功率值,然后对转化后的功率值求平均,之后再将
功率值的平均值转换为电平值;时域PRB底噪则直接
电平值求平均。2.6 GHz频段5G小区需按照带宽的不
同分别计算不同的干扰均值指标:即100 MHz小区需
判断是否存在D1/D2频段TD-LTE同频干扰,因此要
计算全频段干扰均值、D1频段干扰均值和D2频段干扰
均值。60 MHz小区则只需计算全频段干扰均值即可。
2.1.1 小时粒度干扰均值计算
小时粒度干扰均值指每个小时的全带段干扰均值
P
h
、D1频段干扰均值
P
h_
D1
和D2频段干扰均值
P
h_
D2
,
GHz频段100 MHz带宽小区
其中
P
h_
D1
和P
h_
D2
仅2.6
需要计算。全频段干扰均值计算是将每个小区每小时
273 PRB(60 MHz小区是162 PRB)每PRB底噪功率
转换为功率值,求平均后转换为电平值,记作该小时的
取值0,1,
全频段干扰均值
P
h
(
h
代表对应的小时时间,
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述方法,计算小区指定时段内的全频段干扰均值
P
All
后与5G干扰门限对比判断筛选4.9 GHz频段5G干扰
小区。
2,…,23)。D1频段干扰均值和D2频段干扰均值计算
是将D1/D2频段对应的PRB底噪功率先转换为功率值,
然后对功率值求平均,之后再转换为电平值。
每小时全频段干扰均值
P
h
计算公式如下。
3 5G干扰识别
3.1 5G干扰类型划分
每小时D1频段干扰均值
P
h_
D1
计算公式如下。
筛选出5G干扰小区后,即可根据小区的时频域典
型干扰特征识别小区干扰类型。根据前期5G干扰排查
结果,将5G干扰类型划分为LTE同频干扰、MMDS
干扰、视频监控干扰、伪基站干扰、干扰器干扰和其它
每小时D2频段干扰均值
P
h_
D2
计算公式如下。
干扰6种基本类型,代表5G干扰小区仅受到对应的一
种干扰。在6种基本干扰类型上又有复合干扰类型,指
同时受到两种及两种以上基本干扰类型的干扰小区。此
外,LTE同频干扰进一步细分为LTE D1干扰、LTE
2.1.2 指定时段干扰均值计算
目前定义的指定时段为8-22点,指定时段内干扰
均值包括全带段干扰均值
P
All
、D1频段干扰均值
P
D1
和
GHz频段100 MHz带宽
D2频段干扰均值
P
D2
(仅2.6
小区计算)。
指定时段内全频段干扰均值计算如下。
D2干扰和LTE D1/D2干扰3种情况。
3.2 5G干扰识别方法
2.6 GHz频段5G干扰小区类型识别流程如图6
所示。
5G干扰类型识别是指基于干扰小区的时频域典型
干扰特征识别判断最可能的干扰源,指导上站干扰排查。
大工作带宽的5G干扰小区可能会同时受到多种干扰影
响,因此5G干扰小区需全量进行LTE同频干扰识别、
指定时段内D1频段干扰均值
P
D1
计算如下。
干扰器干扰识别、MMDS干扰识别和伪基站干扰识别,
并标记干扰小区识别出的干扰类型。而视频监控干扰识
别则因其干扰特征与MMDS干扰和伪基站干扰特征重
指定时段内D2频段干扰均值
P
D2
计算如下。
叠,识别前需先剔除MMDS干扰小区和前60 MHz频
段存在伪基站干扰的小区,即视频监控干扰识别仅对未
被标记为MMDS干扰和伪基站干扰的小区进行识别和
2.2 5G干扰小区筛选
2.6 GHz频段5G干扰小区筛选根据指定时段内的
3个干扰均值和5G干扰门限对比判断筛选5G干扰小区。
若小区3个干扰均值(
P
All
、
P
D1
、
P
D2
)中有任一均值大
于5G干扰门限即为5G干扰小区。
4.9 GHz频段5G干扰小区计算和筛选也是采用上
类型标记。然后对标记为LTE同频干扰、干扰器干扰、
MMDS干扰、伪基站干扰和视频监控干扰类型的5G干
扰小区进行复合干扰判断,即判断同一小区受到多种干
扰的情况,并做类型标记。最后对经过上述干扰类型识
别流程而未被标记为任何干扰类型的5G干扰小区,标
记为其它干扰小区。需要注意的是,复合干扰类型的标
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可能的干扰源。
(3)分析干扰的地理域
特征:对同干扰类型的多小区
进行地理分布分析,结合各
小区受扰强度和覆盖方向等
信息,判断可能的干扰源所
在区域,缩小上站排查范围。
4.1.2 小区状态/告警信
息核查
核查5G干扰小区状态
是否正常、有无告警,排查
受扰小区是否存在设备故障,
如AAU故障、GPS告警和
天线通道告警等,排除小区
故障原因。
4.1.3 小区参数配置核查
图6 5G干扰类型识别
核查5G干扰小区相关无
线参数是否配置正确,重点
记级别高于LTE同频干扰、干扰器干扰、MMDS干扰、
伪基站干扰和视频监控干扰,即上述5种基本干扰类型
代表5G干扰小区仅受到对应的一种干扰。
关注时隙配置和帧偏置等参数,排除参数配置错误原因。
4.1.4 上站干扰排查
在排除5G干扰小区不存在故障问题和参数配置错
误等情况后,根据该小区的干扰特征分析结果上站排查,
4 5G干扰排查
4.1 5G干扰排查方法
5G干扰排查与LTE干扰排查类似,主要包括干扰
特征分析、小区状态/告警信息核查、小区参数配置核
查和上站干扰排查4个步骤。
结合后台干扰波形分析与现场扫频测试等手段确定干扰
源。上站干扰排查的基本方法是使用便携式频谱分析仪
或扫频仪和定向天线,利用天线的定向接收特性对多个
方向进行扫频分析,对比扫频测量到的干扰波形是否与
IDS 5G后台干扰波形一致,寻找干扰强度最大的干扰
方向确定干扰来源。在找到疑似干扰源后,采用协调关
闭干扰源和屏蔽/遮挡干扰信号等方式进行确认。建议
在上站排查前,根据干扰小区的干扰特征分析确定可能
的干扰源和所在区域,提高干扰排查的针对性和效率。
4.2 5G典型干扰排查优化建议
4.1.1 干扰特征分析
干扰特征分析是指对5G干扰小区的全天24 h频域
底噪数据进行时域、频域和地理域维度的干扰特征分析。
(1)明确时域干扰特性:基于24 h干扰均值变化
趋势确定干扰是连续存在还是间歇发生。
(2)分析频域干扰特征:将受扰PRB转换为频率,
确定受扰频率特性,结合时域特性判断小区受扰类型和
4.2.1 LTE同频干扰
LTE同频干扰是指部署在D1/D2频段上的TD-
LTE小区终端对5G邻区的上行同频干扰,其无法通过
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LTE干扰源小区,并推进后续清频工作。
确定LTE干扰源小区后,可通过关站和移频等
方式完成D1/D2频段清频工作,消除D1/D2频段
LTE对5G的干扰影响;若无法清频则可根据LTE小
区业务负载情况,采取载波关断、降功率和优化LTE
PUCCH功控参数等方式降低LTE同频干扰影响。
扫频分析确定具体的干扰源小区。因此对LTE同频干扰,
需采用如下方法确定可能的干扰源小区。
(1)获取4G/5G工参:提取5G工参和LTE工参。
(2)制作MapInfo图层:按照LTE频点和5G带
宽信息,分别制作LTE工参图层和5G工参图层,确定
受LTE同频干扰的5G小区位置。
(3)分析LTE同频邻区:根据5G小区的LTE受
扰类型,确定其周边一定距离内的同频LTE小区列表。
需注意TD-LTE D1/D2频段按照Band38和Band41
计算载频号有不同取值,筛选时需予以关注,避免漏判
LTE同频邻区,见表2。
表2 D1/D2频段载频号设置
频段
Band38
Band41
D1载频号
37900
40738
D2载频号
38098
40540
4.2.2 MMDS干扰
LTE时期已排查处理过2 575~2 635 MHz范围内
的MMDS干扰,且国家广播电视总局也已安排MMDS
退网清频,但目前仍存在部分地区的MMDS站点干扰
5G。MMDS干扰频域特征呈现连续多个规律的8MHz
矩形波形,干扰频段与电视频道配置吻合,且因其台站
高度高和发射功率大(500~1 000 W),一般呈现大规
模干扰。因此,MMDS干扰可基于上述特征进行分析识
别,发现后需与当地广电协商退频,关闭MMDS发射
台站。
(4)确定潜在LTE干扰源小区:首先核实列表内
的同频LTE小区是否已完成清频,若仍未清频则结合
4G/5G小区间距、相对位置和LTE小区业务负载等信
息进行分析,确定潜在LTE干扰源小区。
(5)确认干扰源:通过关站和降功率等方式确认
4.2.3 视频监控干扰
现在电梯、楼宇和小区的视频监控安防设备使用较
为普遍,且其无线回传设备频率使用不规范,非法占用
5G频段造成严重干扰。发现疑似视频监控干扰后,需
图7 IDS 5G干扰诊断分析系统
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要重点对电梯井和屋顶等视频监控常见安装区域进行干
扰排查确认。排查时在监控中心或交换机附近调测即可,
非专业人士请勿进入电梯井道和屋顶等危险区域排查。
确认视频监控干扰后,可与物业、设备厂家等相关人员
核实设备的频率使用能否调整频段配置,以规避对5G
的干扰。若无法修改设备工作频段,则需与设备所属单
位沟通能否关闭或降低功率等方式消除或减弱对5G的
干扰。后续也需推动视频监控设备厂家规范器设备频率
使用,避免非法占用5G频段。
运营与维护
的通信,主要在学校、考场等区域安装使用。发现干扰
器干扰后,要对干扰器位置、干扰小区等信息做好记录
和干扰历史管理,并与干扰器所属单位沟通协调关闭干
扰器,对确需开启的干扰器要做好记录,并提醒相关单
位用完之后及时关闭。
5 结束语
基于上述理论研究成果开发了IDS 5G干扰诊断分
析系统,如图7所示,实现了5G干扰分析、类型识别
与排查优化功能,为5G干扰优化工作提供了自动化集
中化的工具手段,全面支撑5G干扰分析优化工作。
4.2.4 伪基站干扰
在确定伪基站干扰后,首先建议沟通关闭伪基站以
避免对5G产生干扰。若无法关闭伪基站,则可通过调
整天馈控制伪基站覆盖区域,将伪基站所用PCI加入到
黑名单,伪基站设备移频使用E频段和调整伪基站帧偏
置等手段降低伪基站对5G的干扰。
4.2.5 干扰器干扰
干扰器通过大功率发射干扰信号来阻断基站与终端
参考文献
[1] 宋心刚, 张冬晨, 李行政,等. 5G NR上行干扰问题研究[J].
电信工程技术与标准化, 2020(3).
Research on interference analyzing and recognition of 5G in 2.6 GHz
SONG Xin-gang
1
, ZHANG Dong-chen
2
, LI Xing-zheng
1
, PENG Yu-li
1
(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China; 2 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd.
Xinjiang Branch, Wulumuqi 830011, China)
Abstract Aimed at the interference analyzing and recognition problems of 5G system in 2.6 GHz frequency,
this paper summarizes some typical 5G interference cases and proposes a method of 5G interference
analyzing and recognition based on characters in time domain and frequency domain. Then this paper
summarizes the study of 5G interference disclosing procedures which could guide 5G interference
optimizing.
Keywords 5G; 2.6 GHz frequency; interference analyzing; interference recognition; interference disclosing
81
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