TD-LTE同频干扰影响的实测及优化措施论文_侯建华

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摘 要:TD-LTE系统对用户的通信质量及数据传输速率提出了更高的要求，而TD-LTE系统的频谱资源有限。因此，为提高频率利用率，常常采用同频组网技术。本文对TD-LTE系统的抗干扰措施进行了分析，并对TD-LTE同频干扰影响的实测及优化措施进行了详细的介绍。

关键词:TD-LTE；同频干扰；优化

0 引言

随着我国国民经济的快速发展，人们对高质量的移动通信服务需求日益迫切，对数据传输速率的要求也越来越高。TD-LTE系统作为实现4G网络的核心技术，具有上网速度快、通信质量高等优点。由于TD-LTE系统频谱资源有限，同频组网技术成为了提高频率资源利用率、增加系统的容量主要技术之一，但是也带来了同频干扰的问题，对TD-LTE系统提出了巨大的挑战。基于此，笔者进行了相关介绍。

1 TD-LTE的抗系统内干扰的措施

TD-LTE是时分双工的通信系统，系统传输带宽可为1.4、5、10、15、20MHz。为了提高频谱利用率，TD-LTE系统采用同频组网技术，即所有蜂窝小区的工作频带范围相同。尽管TD-LTE中采用OFDMA技术，即小区中的每个用户所使用的是系统工作频带内的随机离散的正交的若干子载波，但处于不同小区的UE可能由于资源分配的问题导致在某些子载波上的“碰撞”，这就是TD-LTE同频组网带来同频干扰的问题。由于TD-LTE的同频组网，处于小区边缘的用户设备(UE)在上行和下行时所受邻区同频信号的干扰要比处于小区中心的UE严重得多，这将严重影响边缘UE的覆盖、信干噪比(SINR)、数据速率和用户体验。同频干扰对TD-LTE系统的网络规划设计、安装施工和参数设置等方面都提出了挑战。为了解决干扰问题，3GPP为TD-LTE提出了干扰随机化、软频率复用、部分功率控制、干扰消除、基于HII和OI的上行小区间的干扰协调技术(inter cell interference coordination，ICIC)等技术。

1.1 干扰随机化

干扰随机化就是将干扰信号白噪声化，使用户终端通过处理增益对干扰信号进行抑制，但这种处理并不能降低干扰信号的能量。干扰随机化包括小区特定的加扰和小区特定的交织，后者由于实现复杂且性能提高不明显，目前只采用前者。

1.2 软频率复用和部分功率控制

软频率复用就是允许小区中心的用户自由使用工作频带内的所有频率资源(相应频带上的eNodeB发射功率小)，而对边缘UE只允许按照频率复用规则使用一部分频率资源。如图1所示，所有小区中心都使用全部频段，而将整个系统的频率资源分成三段后，小区1的边缘只使用第一频段，小区2，4，6的边缘只使用第二频段，小区3，5，7的边缘只使用第三频段。所谓部分功率控制也是同样道理，就是对处于边缘的UE，由于使用了和相邻小区相同的频率资源，所以按照以前的移动通信系统那样调整UE的发射功率来达到期望的信干噪比(SINR)是不合适的，应该适当降低SINR的期望值，只对UE进行适度功控，以降低对邻区上行信号的干扰。

图1 软频率复用示意图

1.3 干扰消除技术

干扰消除技术的指导思想是在接收端将干扰信号进行解调甚至解码识别，再从总接收信号中去除。LTE考虑两种干扰消除技术，一种是基于多天线接收终端的空间干扰压制技术，另一种是基于干扰重构/减去的干扰消除技术。但由于技术太复杂，LTE除了采用基于终端多天线对有用信号和干扰信号的识别，进行干扰抑制合并外，并没有采用更多的干扰消除技术。

1.4 小区间的干扰协调技术

ICIC的基本出发点是对下行资源调度以一定的限制，以协调多个小区的资源分配动作，避免产生严重的小区间干扰。为了消除小区边缘UE对相邻小区上行产生的干扰，小区间的干扰协调技术最理想的实现办法是基于高干扰指示(high interference indiaction，HII)和过载指示(overload indication，OI)的上行ICIC技术。每个eNodeB对本小区的流量负载和过载信息进行统计，然后以“事件触发”的方式给邻区发送HII和OI信息，使邻区在对边缘UE进行上行资源调度时采用合适的PRB，以避开对邻区的上行干扰。所以，TD-LTE系统与3G系统不同，它在相邻基站之间有X2接口相连，如图2所示。

图2 基于HII和OI的上行ICIC示意图

2 对同频干扰影响的实测及优化措施

TD-LTE由于是同频组网，与TD-SCDMA的N频点组网相比，对重叠覆盖的容忍度更低，受重叠覆盖影响更大。经TD-LTE项目的实际路测统计，得到TD-LTE的下行速率随重叠覆盖强(RSRP差6dB以内)、邻区数目的增加而下降的比例，如图3所示。可见，尽管TD-LTE采用了抗系统内同频干扰措施，但TD-LTE对同频组网时小区的重叠覆盖更加敏感。统计数据表明，当存在相同数目的重叠覆盖强邻区时，TD-LTE每增加一个强邻区，性能下降20%～40%，而TD-SCDMA每增加一个强邻区，性能下降10%～30%，TD-LTE性能下降较TD-SCDMA高10%～15%。

图3 速率随重叠覆盖强(6dB以内)邻区数目增加而下降比例

为了尽量避免多个强邻区(RSRP相差6dB以内)重叠覆盖，需要精细化地优化LTE的无线网络，主要从几个方面采取措施:一是优化邻区的PCI设置，不同的邻区应配置不同的PCI，同时也要避免PCI模3冲突；二是调整天馈系统，比TD-SCDMA等系统更精细地调整天线的挂高、下倾角和方位角；三是调整发射功率，避免用过强的发射功率覆盖邻区而形成干扰。如果TD-LTE与TD-SCDMA共站，可参考TD-SCDMA的功率配置，但要注意TD-LTE中的RSRP与TD-SCDMA中的换算关系RSRP=RSCP-18.75；四是注意TD-LTE中切换参数的配置，避免UE进入邻区中心不切换导致强发射对邻区的上行干扰。

3 结语

综上所述，TD-LTE移动通信系统对用户服务质量和数据传输速率提出了更高的要求，由于TD-LTE系统频谱资源有限，为提高频率资源的利用率，增加系统的容量，常常采用同频组网技术，而同频干扰是TD-LTE系统面临的巨大挑战。在TD-LTE网络建设中，要进行合理的规划设计，采取有效的优化措施，做好安装施工工作，从而有效地规避和抑制同频干扰，提高TD-LTE系统的服务质量。

参考文献

[1]周慧娟.TD-LTE网络同频干扰解决方案[J].移动通信.2014(14)

[2]郭鸿.TD-LTE Advanced小区间同频干扰优化研究[J].山东通信技术.2014(02)

论文作者:侯建华

论文发表刊物:《基层建设》2016年19期

论文发表时间:2017/9/12

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