３６卷第４期 ２０ｌ６年１２Ｊ Ｊ 山东通信技术 Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ＿０ｌ３６ Ｎ０．４ Ｄｅｃ．２０１６ 大气波导干扰解决方法研究 张涛贾永超唐行斌 摘要：本文通过对大气波导的成因分析、干扰源定位思考，调整了时隙配比、资源调度与参考信号功率等， 并进行了效果对比验证，为大气波导干扰的识圳及规避提供了指导思路 关键词：大气波导时隙配比资源调度上行功控 １ 引言 住一定的气象条件下， 大气边界 尤其近地Ｊ 在时域ｊ 划分的帧结构中，仃■种子帧类型：下行、ｆ 行‘ 特殊子帧 ：ＪｊｉＭ，特殊子帧又分为｝ 行时隙、下 时隙、保护问隔。保护Ｉ１１ｊ隔是ＴＤＤ『Ｉ、ｆ分双１ 系统 中传播的电磁波受大气折射的影响，其传播轨迹弯 地而， 曲率超过地球表面ｆ¨１率时，电磁波会部分地 被陷获在一定厚度的大气薄层内，就像电磁波在金 传播 的特殊设计，不传送任何信号，避免在非设定的时隙 ＬＴＥ帧结构如 ｌ所乐． ．波导管，ｔ－，传播一样，这种现象称为电磁波的大气波导 中发送或接收信号 ＴＤ—大气波导现象能使ＴＤ—ＬＴＥ下 无线信号传播 远，ｒｆ１ ｆ传播距离超过ＴＤ—ＬＴＥ下行 保护时隙（ＧＰ）的保护距离．导致这 种远端ＴＤ—ＬＴＥ下行无线信号Ｆ扰到 ： …１个ｊ 线帧Ｔｆ＝３Ｏ７２ＯＯＴ，：１０ｍｓ ……………一●， ： ：１个 帧１５３６００Ｔｓ＝５ｍｓ ： 本地ＴＤ．ＬＴＥ｝：行信号。本文从大气 波导产生于扰的荩本原理、成因、对 ＴＤ．ＬＴＥ系统的影响等 而入丁二进行 分析，提出了一种１－扰识别及规避的 解决方案。 ２干扰成因分析 图１ ＴＤ—ＬＴＥ帧结构 （１ １ ＴＤ—ＬＴＦ系统ＧＰ时隙分析 ＴＤ—ＬＴＥ系统采用时分双 方式， 站、终端发 ｝ｌ１于传输时延的原因，在超远距离传输中，远端 站的下行信号 易造成本端基站 行信号的十扰， 射及接收电磁信号均在同一频段，仪通过ｔｔ寸域 划分 即传输时延超 十｛Ｊ 配置的保护问隔ＧＰ。大气波导ｌ： 小同时隙，分圳赋 上行及下行信号传播。ＴＤ—ＬＴＥ 扰原 如网２所ｌ，Ｊ 。 第４，ｔ￣ＩＪ 张涛等：人气波导干扰解决力‘汰研究 ６ １）移频判断卜扰 被 、 ■曰＿ 藤 ＜６４ＫＭ ｔ ｔ ｔ 捌 鞫豳一 通过移动频段 察ｒ扰在带１人ｊ干¨０ 外Ｉ－Ｉ。变化， 观察带外址 有丁扰，Ｈ前现场Ｆ煳段ＲＲＵ支持 １ ８８０ＭＨＺ一１９ｌ５ＭＨＺ， ３５Ｍ带宽 如 此类卜扰足 系统外ｆ：扰，那么 １９００ＭＨＺ以 也Ｊ、 陔仃 一定 ＞＝６４ＫＭ ＞＝１０７ＫＭ ｒ扰；５“１ ＝ｌ９００ＭＨＺ以卜没有十扰，ＪＪｆ５么此类十扰 ３ＯＤＫＭ 可能为系统『大】ｒ扰 图２大气波导干扰原理 移频ｌ５Ｍ（１８９５ＭＨＺ一１９１ ５ＭＨＺ）ＪＩ ． 频 潜扫捕Ｉ ｊ ＪＪ 以清晰看剑：１９００ＭＨＺ Ｊ－ 底噪九抬 丌，【ｆＩｊ｝Ｉ－／ｆ 仃住杂敞的干扰，说日Ｊ】十扰术『１系统内， （２）ＴＤ．ＬＴＥ大气波导ｆ：扰特 分析 可以简｝丫｛＾削断十扰来闩远端 站的卜ｉ ｌ 埘于人 ｔ Ｊ’以ｈｌ｛ｉ￣Ｊｊ 大气波导下扰是一种特殊人 下形成的大气对 面积卜扰，顺点 前移５Ｍ，前５Ｍ无干扰，Ｉ：扰的仔在 ３８４００频点与３８５００频 － 、 １ＯＯＰＲＢ 电磁波折射效应，一般都址令频段下扰，Ⅱ受影响而 外部Ｉ较人，各地分 不同。 某地的Ｔ扰特征如Ｆ： 十扰 ｝ｊ 埘比如冈３所乐 １）・般干扰时段为２３：００～１０：００； ２）大而积Ｔ扰 现时， Ⅲ小 ｆ：扰强度不¨， 部分小区兀１：扰； ３）地域性的１二扰强度随时ｆ１ｊ１的变化 变化；Ｊ ４）从受Ｔ扰的小区特 观察，大气波导干扰ｍ 现时下扰小区具有方向性。 ３干扰源定位 Ｈ前尚兀一币｝ 简单力 法确定系统所受 频干扰 类 （近距离丁扰源或远 离ｌ：扰源），也无法定位 远距离十扰源的精确位置 、 能根据ＴＤ—ＬＴＥ系统设 计的帧结构以及系统小区问ｎＤｒｉｅｒ令信息，确定Ｉ 行下 扰是否来自于某个超远距离 站的下行同频干扰，在 此基础卜再深入定位下扰源 （１）确定ＴＤ—ＬＴＥ系统ｒ｝Ｊ近处基站足 受到远距 离同频丁扰 判断基站卜行是 受剑 他小 信号的ｆ扰有 一 图３ ３８４００频点与３８３５０频点１ｏｏ ＰＲＢ干扰情况对比 本 则：如果ＴＤ—ＬＴＥ坫站帧结构时隙巾ＵｐＰＴＳ ２）Ｊ 于受扰琏站中心频率受扰情况分ｆＪ 远 瓜站 经过人气波导后的时 较人，会造 埘近 的非ＰＲＡＣＨ部分，以及ｊ 川、Ｊ‘隙１｝１还未分配给手机 那一部分的ＲＳＲＰ同时高于底噪声ｌＩＩ，则可以判断仔 、ｆＳ．ＳＣＨ共至ＰＢＣＨ信道的 在外部ｒ扰；在此基础卜，｛｝ｆ按照下述思路判断干扰 成远处 站Ｐ／是 为远距ｆ：扰、、 处基站信号 行时隙的十扰 、根据这 ｆ 逊 的 ７ 山东通信技术 特点，可以分析得出：近处受到干扰的基站的中心频 受扰基站通过对干扰信号进行相关检测算法，在 率１０８０ＫＨＺ带宽范围内肯定要接收到相对恒定的干 干扰源不是很复杂的情况下，可以判断施扰基站下行 扰。进而，若受干扰基站ＰＲＡＣＨ信道的频段范围占 信号所用扰码。根据上式计算出的干扰源大致距离 据中心１０８０ＫＨＺ时，则很可能是手机终端在不停发 以及施扰基站扰码信息，可以选定一些可能的干扰源 送ｐｒｅａｍｂｌｅ码。所以，此思路需要同时分析中心频率 基站。（基站保存一份网内其他基站信息的列表，包 １０８０ＫＨＺ的受干扰情况以及为ＰＲＡＣＨ信道分配的 括其经纬度、小区ＩＤ及扰码等信息。） 频域情况。 受扰基站通过扩展的Ｘ２接口，获取可能的干扰 在受干扰的基站ＰＲＡｃＨ信道不＿占据中心 源基站的工作频点、天线高度、下倾角、方位角等信 １０８０ＫＨＺ时，对受扰基站的信号进行分析。如果受 扰基站中心１０８０ＫＨＺ受到恒定干扰，则能初步认为 超远距干扰。 ３）基于受扰基站符号级扫描分析 远距离同频干扰受传播距离的影响，干扰情况与 距离有关，ＲＢ的时域ＯＦＤＭ符号不一定全部受到 干扰。而且，随着大气波导传输距离的增加，远距离 干扰一般为时域上ＯＦＤＭ符号顺序受到干扰，并且 干扰强度表现为减弱趋势。若受扰ＲＢ为自左向右的 ＯＦＤＭ符号依次受到干扰，则可初步确定小区接收到 了远距离干扰信号。 ４）基于邻基站ＰＲＡＣＨ和上行调度信息的交互 邻小区基站是在受干扰基站的受扰时隙上分配 该频段的相关资源，可以通过Ｘ２接口的信息完成核 查；如未配置，则说明邻基站并未产生干扰，相应认 为干扰源最大可能为远距干扰。考虑到基站动态调 度周期非常短，本方法在应用上会受较多限制，须在 算法实现时考虑其可操作性。 （２）定位ＴＤ—ＬＴＥ系统远距离同频干扰源 １）基于受扰ＯＦＤＭ符号的定位算法 确认基站受到的是远距离同频干扰后，根据受到 干扰的最后一个ＯＦＤＭ符号，可以基本得到远处干 扰基站的干扰信号传输至受扰基站所需的传输时延。 由于远距离同频干扰多发生在干扰源基站ＧＰ配置 为２个ＯＦＤＭ符号的情况，因此假设干扰到受扰基 站ＵｐＰＴＳ后第一个下行时隙第Ｎ个ＯＦＤＭ符号，那 么再加上ＧＰ的长度和ＵｐＰＴＳ的长度，传输时延为 Ｎ＋２＋２个ＯＦＤＭ符号的时域长度。通过下式可计 算出干扰源到受扰基站间的大致距离：受扰基站距离 （ｍ）为传输时延（ｓ）×（３×１０８）（ｍ／ｓ）。 息（这些信息如果受扰基站已知，则不需要进一步的 交互来获取）。在干扰基站（扇区）频点和受扰基站（扇 区）频点相同的前提下，由于是远距离同频干扰，通 过判断施扰基站的天线高度是否超高（超过普通城区 楼宇平均高度则为超高，一般为 ３０米）、下倾角是 否较小（下倾角 ５度）、方位角是否是受扰基站的方 向，来确定具体的施扰基站。 ２）基于周期性ＳＩＢ监听确定干扰源小区信息 确认基站受到的是远距离同频干扰后，通过监测 特定子帧判断干扰信号时延，与干扰信号取得同步， 获取ＰＣＩ，进而监听周期性ＳＩＢ消息，获取干扰源小 区的ＥＣＧＩ等可以精准定位的信息，从而匹配干扰源 小区的经纬度等信息，以便根据干扰的传播距离、干 扰源的基本工参等信息，制定个性化解决方案。方案 需建立详细的ＭＭＥ和ＥＣＧＩ小区列表等信息，可能 涉及到不同地市甚至相邻省份的相关信息，需提前沟 通协调。 ４干扰整顿及效果验证 为应对大气波导干扰，提升干扰时段用户的接入 能力，本文对功控参数、资源调度以及时隙配比进行 了研究。根据对ＴＤ．ＬＴＥ系统大气波导干扰形成的条 件与原因的分析，具体方案如下： （１）功控参数设置建议值 通过试点验证，以华为设备为例总结了８个 上行功控参数（表１）。其中Ａｌｐｈａ、ＰｏＮｏｍｉｎａＰｕｓｈ 详见３ＧＰＰＴＳ３６．２１３，ＭａｘＨＡＲＱ ＭＳＧ３ＴＸ详见 ３ＧＰＰＴＳ３６．３１２，其余详见３ＧＰＰＴＳ３６．３２１。 第４期 张涛等：大气波导干扰解决方法研究 表１功控参数 参数 类型 参数名称 参数说明 集团建议值 现网值 建议值 ＰｒｅａｍｂｌｅＩｎｉｔｉａｌＲｅｃｅｉｖｅｄ 前导初始接收目标功率值 ＴａｒｇｅｔＰｏｗｅｒ ＰＲＡＣＨ Ｐ（ｄＢｍ） ．１００ｄＢｍ－．１０４ｄＢｍ ．１０４ ．９４ ｒｅａｍｂｌｅＴｒａｎｓＭａｘ ｐｏｗｅｒＲａｍｐｉｎｇＳｔｅｐ ＰＵＣＣＨ ｐ０－ＮｏｍｉｎａｌＰＵＣＣＨ Ａｌｐｈａ ＰＵＳＣＨ ＰＯＮｏｍｉｎａｌＰｕｓｃｈ 前导最大传输次数 功率攀升步长（ｄａ１ ＰＵＣＣＨ标称Ｐ０值 路径损耗因子 ＰＵＳＣＨ标称Ｐ０值 ｎ８，ｎｌＯ（现网是１０） ｄＢ２。ｄＢ４（设置为２） ．１００ｄＢｍ～．１０５ｄＢｍ ０．８ ．８７ ８或者１０ １０次 ２ｄｂ ４ｄｂ ．１Ｏ５ ．９６ ０．８ １ 依据Ａｌｐｈａ调整而改变， ．８７ 为ｌＵ￣不调整 ５ ４ ＭＳＧ３ ＭａｘＨＡＲＱ＿ＭＳＧ３ＴＸ ＭＳＧ３的ＨＡＲＱ最大传输 ５ 次数 ＤＭＳＧ３相对前导的功率 ｅｌｔａＰｒｅａｍｂｌｅＭｓｇ３ 偏置 ４ ８ ８ｄｂ 按照上述建议值修改上行功控参数会导致邻小 区底噪抬升，同时增大终端的耗电量，建议只在大气 波导干扰时段修改。由于大气波导干扰主要影响城 郊、乡镇和农村，因此参数修改的小区应尽量避免市 区小区。 某地市发生大气波导，指标下降严重。挑选部分 基站尝试修改前导初始目标功率值、Ｐ０及ａｌｐｈａ，修 改参数见表２。 表２参数修改 参数 类型 参数名称 ＰｒｅａｍｂｌｅｌｎｉｔｉａｌＲｅｃｅｉｖｅｄ 参数说明 前导初始接收 原值 修改值 ＰＲＡＣＨ ＴａｒｇｅｔＰｏｗｅｒ 目标功率值 （ｄＢｍ） ．１０４ ．９４ ＰＵＣＣＨ ｐＺｅｒｏＮｏｍｉｎａｌＰｕｃｃｈ ＰＵＣＣＨ标称Ｐ０值 ．１０５ ．９６ 图４指标变化详情 ＰＵＳＣＨ Ａｌｐｈａ 路径损耗因子 ８ １０ （２）频点修改 中国移动目前Ｆ１频点使用量远高于Ｆ２，Ｆ１频 点之间互相的干扰也比Ｆ２更加严重。把Ｆ１改为Ｆ２ 后，可大大降低甚至消除大气波导干扰的影响。选取 对修改参数的小区指标进行修改前乒对比，发现 ２个干扰较为严重的小区将频点改为Ｆ２，干扰小区由 参数修改前后上行干扰并没有减小，干扰恢复情况跟 重度干扰减弱为中度干扰，前后干扰噪声功率对比如 附近未修改参数小区一样，但指标明显好转（图４）。 图５所示。 ９ 山东通信技术 图５频点修改后ＰＲＢ波形图 ＬＦＥ １３４０９３１Ｈ １小区４月１３日１８：４５受大气 波导影响，出现严重上行干扰，导致各项指标恶化； ２０：００修改频点３８４００为３８５４４后指标恢复正常。且 由于该小区不在业务量特别大的热点区域，修改为 ３ ８５４４后上下行流量并没有明显下降。修改前后指标 对比如图６所示。 图６频点修改前后指标对比 在用户不是特别集中的郊区和农村地区，使用 Ｆ２频段有利于规避大气波导提高客户感知，但由于 带宽减半，对小区容量和用户下载速率有一定影响。 （３）替换Ｄ频段 部分干扰严重的小区可将Ｆ频点修改为Ｄ，既消 除干扰，又保持了２０Ｍ的带宽，不会造成容量的损失。 但该方案受限于ＲＲＵ类型，若ＲＲＵ不支持Ｄ频段， 则需更换ＲＲＵ，消耗资源较多。 （４）Ｆ １后移１０Ｍ 为规避修改Ｆ２频点方案存在的容量局限性问题， 将Ｆ １频段后退１０Ｍ，使用频点３８５００，带宽仍为２０Ｍ （１８９５—１９１５ＭＨＺ），既降低了干扰，又改善了指标。 后移１０Ｍ后前５０ＲＢ干扰值较大，而后５０ＲＢ干扰减 弱明显。如图７、８所示。 图７某单位Ｆ１后移１０Ｍ前后干扰对比 图８某单位Ｆ１后移１０Ｍ前后指标对比 选取ｌ８３个小区后移１０Ｍ，指标均提升明显，且 容量没有损失，没有拥塞发生。该方案适用于干扰频 繁发生、用户数较多的区域。 （５）天馈倾角的调整 根据大气波导与天线高度、俯仰角关系的分析， 如果要消除ＴＤ—ＬＴＥ系统的大气波导干扰，可以控制 发射源的位置和俯仰角，即控制实际发射天线的倾 角。但是，由于产生大气波导的区域都是农村，而现 网阶段农村区域站点考虑广覆盖，如果过度调整倾角 则将直接影响广覆盖，同时由于干扰是众多基站叠加 导致，所以此方案可行性较低。 （下转第２０页） 第４期 郭忠华等：ＬＴＥ网络中ＣＱＩ质差优化分析思路 ２０ （３）把某地空港天纺二库站点时钟同步方式从相 ５结束语 位同步改为频率同步进行验证，ＣＱＩ均值略有改善， 从９．８提升到１０．３。参数调整前后效果对比如图４所 示。 ＬＴＥ作为移动通信技术的新标准，其蕴含的各种 新技术不仅给网络评估带来各种新的问题，同时也给 网络优化带来新的挑战。随着ＬＴＥ商用进程提速，对 网络优化技术的要求也会越来越高，需要在后续的实 践运用中不断摸索和完善。 参考文献 １ 易睿得．ＬＴＥ系统原理及应用．北京：电子工业出版社．２０１２ 图４某地空港天纺二库站点参数调整前后指标对比 ２ 华为技术有限公司．ＬＴＥ网络规划优化技术．２０１４． ３ 刘思杨．ＬＴＥ网络优化技术．通信管理与技术．２０１ １（２）． （上接第９页） （６）增加保护间隔ＧＰ ５结束语 在无线信号的传播中，传播的距离越远，传播时 延越大。在一定的传输距离内，可以通过增加保护间 ＴＤ．ＬＴＥ系统由于特殊的ＴＤＤ特性，一定的ＧＰ 隔ＧＰ以规避干扰。 保护间隔无法完全避免长距离同频干扰。而河南东 目前ＴＤ．ＬＴＥ部署的特殊子帧配置为９：３：２、ＧＰ 部、山东西部、江苏北部以及沿海的特定区域、时间、 符号数是３，可以将配置修改为３：９：２、ＧＰ符号数是９， 天气条件下容易形成大气波导现象，加剧了ＴＤ．ＬＴＥ 增加保护间隔。 系统的远距离同频干扰，采取常规的网络结构调整很 根据ＧＰ覆盖距离的分析，需要对附近省、市区 难从根本消除。鉴于此，结合网络实际，通过算法优 域众多基站的特殊子帧全部进行修改，工作量较大， 化来进行干扰抑制，可以有效降低干扰带来的负面效 同时性能也会有所降低，所以此方案实施需综合考 应，从而提升用户感知。 虑。