您的当前位置:首页正文

杂散干扰导致TD-LTE系统切换成功率低的解决策略研究

2020-06-16 来源:易榕旅网
第26卷第3期 苏州市职业大学学报 Vo1.26.NO.3 2015年9月 Journal of Suzhou Vocational University Sep.,2015 杂散干扰导致TD-LTE系统切换成功率低的解决策略研究 曹庭松 ,范海健 (1.大唐移动通信设备有限公司培训中心,北京 100083;2.苏州市职业大学电子信息工程学院,江苏苏州 215104) 摘 要:为解决TD-LTE系统中由于杂散干扰导致的切换成功率低问题,围绕切换成功率指 标、切换流程、杂散干扰成因、杂散干扰特征等理论知识,分析TD-LTE系统切换成功率低问题 的定位流程、杂散干扰的排查和确认流程,提出对应的杂散干扰消除和杂散干扰规避的问题 解决策略,并通过实际工程案例验证杂散干扰规避对于快速定位和消除杂散干扰导致的系统 切换率低有显著效果. 关键词:TD-LTE系统;切换成功率;杂散干扰 中图分类号:TP317.4 文献标志码:A 文章编号:1008—5475(2015)03—0013—07 Strategy Research for Solution of TD-LTE Low Success Rate of Handover Caused by Spurious Emission Interference .CAO Ting-son ,FANHai-jian (1.Training Center,Datang Mobile Communications Equipment Co.,Beijing 100083,China; 2.School of Electronic Information Engineering,Suzhou Vocational University,Suzhou 2 1 5 1 04,China) Abstract:To solve low SUCCESS rate of handover caused by spurious emission interference in TD-LTE system, this article analyzes problem positioning process,investigation and confirmation process of spurious emission interference by handover SUCCESS rate index,procedure,origin of spurious emission interference and its feature. It also provides solutions to eliminate or avoid spurious emission interference.With actual engineering case,the solution proves that avoiding interference has evident effects on quick positioning and eliminating low success rate of handover caused by spurious emission interference. Key words:TD—LTE system;low success rate of handover;spurious emission interference 中国移动TD—LTE大规模网络建设已经接近一年半,经过这段时问的密集建设,在网基站数量突破 65万台,到2015年底预计达到100万台.现已形成2G/3G/4G基站共存的局面,系统间干扰的概率也大幅 提升.系统间干扰是影响TD—LTE网络性能发挥的重要问题,系统间干扰包括杂散干扰、阻塞干扰、互调 干扰、邻频干扰等.由于目前DCS1 800频段下行带宽为1 805~1 880 MHz,中国移动现网目前下行频率 使用在1 830 MHz左右,多数主设备厂家的双工器带宽一般都为75 M带宽.现网应用中,发现干扰信号 频段实际延伸到1 890频段,但是由于F频段实际采用的频段为1 880~1 920 MHz,所以,在F频段内经常 产生较强的杂散信号.由于TD—LTE属于硬切换系统,这些杂散干扰信号直接导致系统切换率受到极大 的影响,面对现网存在的这种现状,解决TD-LTE网络存在杂散干扰导致的切换成功率低下的问题已成 收稿日期:2015—05—07;修回日期:2015~06 01 基金项目:苏州市科技计划资助项目(SZP201310) 作者简介:曹庭松(1980一),男,四川西昌人,高级工程师,主要从事移动通信、物联网应用研究 第26卷 苏州市职业大学学报 为一个重要的课题. 1 理论综述 1.1 TD-LTE系统杂散干扰 中国三大运营商所建设的几乎每一张无线网络均是世界范围最火的网络,导致目前的无线网络环 境异常复杂,每个系统都将面临各种各样的无线干扰影响,同样,对于TD LTE无线网络也不例外.根据 目前无线环境的实际情况,TD LTE无线网络所面临的干扰主要包含2G/3G刚络对TD LTE网络的杂散 干扰、阻塞干扰、互调干扰,此外还有其他无线电设备,如终端信号屏蔽设备带来的外部同频干扰.具体 的干扰分类如表1所示. 由于TD-LTE系统的F频段与干扰 TD LTE频段 F频段 (I 880~1 90()MHz1 表1 TD—LTE系统干扰类型 容易受到的干扰 ①DCS 1 800系统和1.8FDD LTE系统带来的杂散干扰 源系统的频率异常接近,所以F频段受 到的杂散干扰最多.杂散干扰产生的原 因一般是由于发射机中的滤波、功放、 混频等器件工作特性非理想化,会在工 作带宽以外较宽的范围内产生辐射信 ②GSM900系统带来的I__一阶互调干扰 ③GSM900/DCS1 800系统和PltS系统带来的阻塞=F扰 ④PHS系统、手机信号屏蔽器和其他电子设备带来的外部干扰 ⑤因基站过覆盖带来的 E网内千扰 D频段 ①800 M Tetra系统 ̄[JCDMA 800 MHz系统带米的三阶互调干扰 ②手机信号屏蔽器和其他电子设备带来的外部干扰 ③闪基站过覆盖带来的LTE网内干扰  635 MHz1 号分量(不包括带外辐射规定的频段), f2 575~2包括电子热运动产生的频率转换产物、 热噪声、寄生辐射、各种谐波分量以及 发射机互调等.3GPP就把这部分信号 归类为杂散辐射,杂散干扰的带宽分布 杂散干扰有4个特征: E频段 ①WLAN AP带来的杂散和阻塞干扰 f2 320~2 37()MHz) ⑦手机信号屏蔽器和其他电子设备带来的外部1‘扰 ③因基站过覆盖带来的LTEl叫内丁扰 较为广泛,其他资料也称其为宽带噪声(wideband noise). 1)小区级干扰平均干扰电平曲线一般较为平直. 2)干扰源基站天线与TD LTEd ̄区天线隔离度越小,干扰越严重.仅通过工参信息无法得知系统『白J 天线隔离度大小,但可以从天线高度和天线水平方位角大致了解天线隔离度. 3)物理资源块(physical resource block,PRB)级干扰呈现的特点是频率靠近干扰源发射频段的 PRB更容易受到干扰,且干扰电平值呈现左高右低或左低右高的频谱特性,即靠近干扰源频段的PRB受 到的干扰较大且平滑降低. 4)如果干扰源是基站,则干扰源基站话务量 越大,TD LTE基站受到的干扰越大¨引.受到干扰 小区PRB轮询频谱特征如图1所示.受到杂散干扰 的小区其小区级干扰曲线图较为半直,波动一般重 95 在l dB左右;而受到低于自身频段的杂散干扰的站耋 … 点的PRB干扰图基本不受降功率影响,同时该小区 RB0一RB99所受干扰呈现“左高右低”或者“左低右 115 120 0 5 l0 l 5 20 25 3O 35 4()45 5O 55 60 65 70 75 80 85 90 95 PRB 高”平滑下降/上升态势,一般可以确认是受到了其他 基站的杂散干扰 . 1.2 TD-LTE切换成功率 图1 受杂散干扰小区PRB干扰波形图 切换(handover)是移动通信系统的一个非常重要的功能,作为无线链路控制的一种手段,切换能够 使用户在穿越不同的小区时保持连续的通话.切换成功率是指所有原因引起的切换成功次数与所有原 因引起的切换请求次数的比值.切换的主要目的是保障通话的连续性,提高通话质量,减小网内越区干 扰,为UE用户提供更好的服务. 切换成功率是移动保持类的重要指标之一,按照涉及的网元关系可以分为ENB内切换成功率、 14 第26卷 苏州市职业大学学报 而呈正相关变化趋势,则可判定为网内干扰;如果干扰不随话务提升呈正相关变化,同时小区级干扰较 为平直,对PRB轮询时干扰波形呈“左高右低”或“左低右高”特性时,则可定位为杂散干扰. 、区级干扰 区级干扰 务量正相 务量正相 是 干扰小区PRB轮询10 min,l 然后降低水平方位角更接『 近的两个GSM900d',区下I 否 行功率10 dB10min,再降l 低相同方向两个GSMI800l 基站功率10 dB10rain,并l 同时 ̄PPa3 l 判断为外部随机十 降低GSM900基站 降低GSM900基站 输出功率时干扰波 输出功率时干扰波 小区级干扰曲线较 峰干扰降低,降低 峰干扰降低,降低 为平直,PRB轮询 GSM1800基站输出 GSMl800基站输出 干扰波形呈现“左 功率时干扰波峰稍 功率时干扰波峰继 高右低”或者“左低 微升高 续降低 右高”特征的曲线 判断为二阶 互调干扰 判断为阻塞干扰 1 (判断为杂散干扰 小区级干扰曲线和PRB轮询所得干扰 波形曲线都呈波浪形 图3杂散干扰导致的切换成功率低 问题定位流程 级l区线波平一小曲扰为一山形直一 图4干扰源筛选流程 2.2杂散干扰导致的切换成功率低问题解决策略 对于杂散干扰导致的切换成功率低问题,在定位确认问题后,解决措施主要是消除杂散干扰源、规 避杂散干扰源两类方案. 1)消除杂散干扰源策略.一是通过调整隔离度来消除干扰源.增大受干扰的TD LTE/形干÷ 否 较 一一 J',区天线与 干扰源小区天线系统间的隔离度,达到降低干扰的目的,通常可以将水平隔离改为垂直隔离.二是通过 滤波器消除干扰源.在干扰源小区加装带通滤波器来实现降低杂散干扰的目的.目前某运营商甲主流的 DCS 1 800 MHz基站落在F频段的杂散指标普遍较差,经测试,约有56%的设备杂散指标不达标,会对F 频段TD—LTE造成较大的干扰.为避免不达标设备的杂散干扰,建议新建基站全部采用垂直隔离,垂直 隔离度一般大于70 dB,可以较好地解决某运营商甲自身DCS 1 800 MHz基站带来的杂散干扰.如果无 法使用垂直隔离消除DCS 1 800 MHz基站的杂散干扰,就必须在DCS 1 800 MHz基站上安装带通滤波 器,滤波器对F频段的抑制能达到50 dB以上,可以抑制杂散信号干扰F频段TD LTE基站 . 2)规避杂散干扰源策略.实际网络优化工作中,对于干扰源采取消除策略往往不具备可操作性,或 者操作方案周期长、花费大,可以根据切换的理论基础,通过调整PRACH信道的位置来规避干扰源,快 速规避杂散干扰带来的影响.一般存在杂散干扰的小区通过OMC统计lOT所生成的干扰图呈现特征如 图5所示.实际操作时,可以看到作为切换接人的关键信道PRAcH刚好处于不可接受的杂散干扰底噪区 l6 第26卷 苏州市职业大学学报 有抬升,后半段PRB的底噪在可接受范围之内,符合杂散干扰的底噪图形“左高右低”的特征,至此,可以 判定本小区受到了杂散干扰,干扰导致了其他小区向该小区切换时,该小区无法正确解析移动终端通过 PRACH信道向该小区发送的尝试接人信令,而本区域内又无其他小区可以作为目标小区,所以,在该区 域出现了大量的切换失败现象. 3.2问题解决 为了解决杂散干扰的问题,可以通过消除干扰源和规避干扰源两种策略应对.在实际操作中,消除 干扰源,会涉及到大量的工程施工和对其他系统的改造,需要耗费大量的人力物力,所以,对于现场的这 类问题,建议通过规避干扰源的策略进行应对. 对于D公司现场无线网络参数的设置,主要参照((LTE无线网络和业务参数标定手册 进行约定设 置.目前公司将PRACH频域偏移设置为7,gFJPRACH信道从PRB6开始占用6//!.PRB,通过前述分析,这 个区域刚好受到杂散干扰的影响,该小区(“晋宁一乘驾校一DLH一3号”)的PRB7及后续6个PRB的底噪 受杂散干扰影响较高,手机在此范围的PRB上发送PRACH信道信息,基站自然很难正确地解析.为了实 现对干扰源的规避,必须将PRACH信道的频域位置在PRB33及以后. 在实际操作过程中,需要对系统中所有上行信道进行综合考虑.在TD LTE系统中上行信道分别是 PUCCH、PUSCH、PRACH、PRACH,信道频域位置的设置与PUCCH信道频域有关,且秉承两个原则:第 一,不能与PUCCH信道频域位置发生重叠冲突;第二,要分布在PUCCH频域位置附近,不能破坏PUSCH 当前D公司的PRACH频域偏移设置为7,即排在PUCCH占用的PRB0至PRB6之后,从PRB7开始占 的独立性,以保障用户数据的传输调度. 用.如果PRACH向后半段移,同样需要考虑PUCCH的位置.更改前上行信道分布如图10所示. 一在TD—LTE系统中,PUCCH使用跳频传输,即前半段与后半段所占位置完全相同.上行信道的一头 尾均为PUCCH使用,所以PRB93至PRB99被PUCCH占用.PRACH可以使用PRB87至PRB92这一段范 围,于是决定将问题小区(“晋宁一乘驾校-DLH 3号”)的PRACH频域偏移改为87,这样既可以满足规 避杂散干扰的需求,又可以满足系统对于上行信道位置的规定,更改后上行信道分布如图11所示. 85 P;P P 85 P P R A P U C U{R 90 C{A U C 90 uC95 C iC  ‘C H 95 c C }I C H 击 1o0 Ig、∞一1O0  .。105 删110 115 \,^_ ,一…PRB 105 110 115 ‘、、 PRB 一 v^ …一一. 、一 12O 0 5 1O15 20 25 30 35 4045 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 12O 0 5 1015 2O 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 9S 图10切换目标小区默认上行信道位置分布 图1 1 切换目标小区调整后上行信道位置分布 3.3实施策略效果验证 2014年1月27日完成调整,为了验证实施效果,对问题小区的最近一周切换成功率低问题进行了分 析,分析结果如图12所示.通过指标统计,发现从28日开始,本小区的切换成功率达到了99%的挑战值, 已经完全正常,问题得到彻底解决. 10Ol00 槲 95.o0 锚 9()_0o 日期 图12 2Ol4年1月问题小区一周切换成功率 曹庭松等:杂散干扰导致TD—LTE系统切换成功率低的解决策略研究 2015年第3期 4 结论 本文通过理论分析,对TD—LTE系统切换成功率低的问题定位流程、杂散干扰的成因、判断方法进 行系统阐述.根据杂散干扰的特点给出了解决杂散干扰导致的系统切换成功率低问题的二种解决策略, 并且从TD—LTE系统协议、行业应用实际情况的角度提出通过调整上行信道频域位置的杂散干扰规避 策略来解决现场遇到的问题,这种策略不仅很好地解决了实际问题,更重要的是,相比传统的干扰消除 策略,可以节约大量的人力、物力和财力,并且由于本策略完全通过系统软件执行,为快速解决现场问题 奠定了坚实基础.在移动运营商大规模的4G系统建设和优化过程中,由于客观存在非常复杂的无线网 络环境,杂散干扰影响网络质量的情况大量存在,本文的研究成果为后续TD—LTE网络中由于杂散干扰 导致的切换成功率低的问题快速定位、快速处理提供了理论依据及实际操作方法,具有一定的推广及借 鉴意义. 对于TD—LTE系统中切换成功率低问题,目前存在多种原因,其中杂散干扰导致的问题是目前阶段 经常遇见的根源,对于这些干扰类问题的定位目前基本还基于通过技术工程师现场指标提取、分析,根 据工程师的个人经验并结合一定的理论基础来处理这些问题.由于复杂的网络环境出现大量的干扰而 导致的切换成功率低等一些列网络问题,虽然本文的方法对于定位和处理这类问题提供了理论支撑和 可操作性强、效果良好的思路和方法,但是,毕竟这种方法还需要通过工程师的大量分析并需要具备较 强的理论和经验才能完成问题的处理,处理方法还处于初步阶段,对于杂散干扰而导致的切换成功率低 等网络质量问题的处理需要通过自动化工具实现这类问题的自动监控、自动分析、自动预警,以实现“智 能的网络维护”目标,后续将结合现实网络的实际情况及进一步积累的经验,展开对问题定位算法的研 究,通过开发特定的软件工具,实现“智能网络”的目标. 参考文献: [1]屈晓光.TD LTE干扰分析fJ1.科技致富向导,2015(5):276 279. [2】俞兴明.TD LTE的抗系统内干扰设计及优化川.苏州市职业大学学报,2015,26(2):26 28. [3】李俊利.面向TD LTE的干扰排查【D1.北京:北京邮电大学,20l1. [4]何枫,曹东旭,蔡海波,等.TD LTE网络F频段系统间干扰的排查方法研究『J】.信息通信,2013(8):206 207. (责任编辑:沈风英) (上接第l 2页) [9]王舂霞,李英琳,王舂红,等.还原剂和氢氧化钠对涤纶纤维化学镀银的影响『J1.电镀与涂饰,2014,23:1004 1007. [10]DJOKI S S,CAVALLOTT!P L.Electroless deposition:theory and applications[J].Electrodep0sition(Modern Aspects ofElectrochemisty),r 2Ol0,48:251-289. [1】]ANTONELLO A,JIABH,HE ZG,et a1.Optimized electroless silver coatingfor optical and plasmonic applications[J].Plasmonics,2012(7): 633 639. [12]冯亚丽,张慧茹.涤纶织物化学镀银工艺探究[J].高分子材料科学与工程,2014(6):106~l1O. [13]AHN M S,KIM K,LEE B H,et a1.Particle size—dependent magnetic properties ofpoly(methyl methacrylate)core/nickel shell hybrid spheres[J].Colloid and Polymer Science,20 1 5,293:75 l_一759. 【14]徐文龙,徐勤,邹奉元,等.pH值对涤纶织物化学镀银的影响[JJ.材料科学与工程学报,2011(2):277 281,226. [1 5]UYSAL M,KARSLIOGLU R,GUL H,et a1.The preparation ofZeolite/Ag composite powders by electroless deposition process[J].Powder Metallurgy and Metal Ceramics,2014,53:262 268. (责任编辑:李 华) 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容