5G C波段SA组网后如何避免同频干扰？

1. 5G C波段SA组网后站点密度增加，如何避免小区间同频干扰呢？

 

背景大事记

 

2019年9月，全球移动通信系统协会（GSMA）正式宣布，成立《5G SA部署指南》工作委员会（task force）。鉴于中国电信在SA技术、组网等方面的突出工作成就，GSMA确定该工作委员会由中国电信牵头，并且由中国电信5G创新中心王敏担任主席，NTT DOCOMO、Hutchison等多家5G运营商以及华为、中兴、大唐、爱立信等5G主设备和终端厂商正在积极申请加入。

问：5G C波段SA组网后站点密度增加，如何避免小区间同频干扰呢？

答：从3G时代开始，无线空口就已经实现采用同一个频点组一张网的愿景，这样大量节省运营商建设无线网络时，所付出的无线频谱的投资。到4G和5G时代，同样支持同频组网，甚至在5G RAN2.1之前无线基站都只支持同频测量，都不支持起GAP进行异频测量。这也说明建设一张连续覆盖的5G网络，工信部最初给各运营商每家分配的100Mhz频谱资源完全够用于建设一张独立的5G网络。但鉴于5G用户越来越多，同时因采用3.5Ghz的C波段造成站点密度越来越高，5G小区间同频干扰也越来越大。

最初建设4G无线网络时，一开始说覆盖不够要抬天线下倾角要加站，随着用户越来越多又说加了站同频干扰太大，要压天线下倾角要控制覆盖（参考《192天线阵子的32TR AAU与64TR AAU性能上有哪些差异？》）。所以为避免小区间的同频干扰，有两种方案：第一，实现异频；第二，实现空间隔离。对于第一种方案，因为没有更多频点资源，不能直接增加，便产生了小区边缘异频解决方案ICIC，对于小区边缘容量有所牺牲，如下图：

图一：小区间干扰协调方案

对于第二种方案，完全空间隔离在3G/4G时代的天线技术也提出一个智能天线的说法，最早时应用部署在中国移动的TD-SCDMA网络，对于业务信道采用波束赋形，实现业务的空间波束隔离，如下图：

图二：3G/4G空间波束赋形的智能天线技术

对于5G SA小区，以上第一种小区间干扰协调方案不适用于AAU场景，而对于第二种波束空分隔离场景，不同于3G/4G只针对PDSCH信道进行波束赋形，5G AAU对所有信道都采用波束赋形。其小区同步广播信道SSB采用时分扫描机制，相邻小区间波束起始顺序与PCI有关系，如果不考虑关联PCI，都将波束起始方向从默认起始方向进行时，这会出现以下小区正中交汇处的同频干扰，重叠覆盖度为3，如下图所示：

图三：5G相邻小区SSB波束干扰场景一

采用不同起始位置进行扫描轮询也有讲究，如下两种场景，第一种场景有两处存在波束同频干扰，重叠覆盖度为2，而第二种场景则减少到只有一处位置存在波束同频干扰，重叠覆盖度为2，如下图所示：

图四：5G相邻小区SSB波束干扰场景二

图五： 5G相邻小区SSB波束干扰场景三

综上所述，采用最后一种起始位置的分时扫描策略，小区间SSB同频干扰概率是最小的，5G RAN2.1以后都采用该方式进行分时扫描赋形。如果干扰太大，会造成物理层的无线链路失步而导致掉话，所以在NR的物理层也有相应的RLM物理链路检测机制，来及时检测物理层的链路问题，如果触发了物理层链路失步（RLF），可以通过相应的恢复机制保证上层协议链路的连通性，及时恢复业务。

因5G干扰级别从小区级细化到波束级，在空口物理层引入了针对单个波束的波束失步检测（BFD）及恢复（BFR）的机制和流程。检测机制类似小区级RLF，UE进行波束检测也是通过RRC消息中的信元“RadioLinkMonitoringConfig”下发，如下图所示：

图六：RLM消息信元

3GPP标准中只定义了下行链路检测的流程，上行链路主要通过上行定时流程进行维护。根据规范的定义，无论是NSA组网还是SA组网，只要终端激活了相应的BWP，终端就需要进行链路检测。一般场景下，我们可以认为只要终端处于RRC连接态（SA场景）或者SCG连接（NSA场景），终端就需要进行物理层检测。终端可以使用SSB或者CSI-RS两种参考信号进行检测，测量规范中也没有明确定义，UE会周期性的进行测量（周期不超过10ms），可以是RSRP，SINR或者是BLER。

对检测后的结果进行评估，来触发是否失步。3GPP中定义两个门限，RlmInSync和RlmoutSync，简写为Qin和Qout，分别对应可靠的链路状态和非可靠的链路状态。BLF检测基于RS的SINR进行检测，而RLF检测基于RS的电平进行检测。

但这两个门限的定义是基于特定DCI配置下，UE检测PDCCH的BLER进行定义的。Qin和Qout可以通过RRC信令进行下发，如果不下发，则使用协议默认值：Qin=2%，Qout=10%。

终端L1根据每个周期的测量结果和这两个门限对比，根据对比结果，终端L1会向L3下发相应的指示：

a.如果测量结果大于Qout，则L1向L3上报out-of-sync指示

b.如果测量结果小于Qin，则L1向L3上报in-sync指示

在RRC消息中，gNodeB会给终端下发N310常量参数，该参数表示终端连续接收失步指示的次数。如果终端的L3连续收到N310个失步指示，则终端侧认为下行链路失步（RLF）。BLF波束检测时，如果UE配置了多个波束的检测集合，需要集合内所有的波束都满足该条件才会判决为波束失败。在连续N310个失步指示之前，如果终端L3收到过一次同步指示，那么N310将会被重置，重新进行计数。当UE检测到RLF时，终端侧会立即启动定时器T310，该定时器会用于控制链路恢复流程。

图七：失步检测与定时器

当UE检测到链路失步后，并不会立即导致掉话，UE侧会采集相应的措施恢复物理层链路。RLF链路恢复有如下两种机制：物理层直接恢复和RRC重建流程恢复（仅SA组网）。而BLF波束恢复不同，只能通过物理层随机接入流程进行恢复，没有RRC重建的流程，UE可以通过非竞争的随机接入（CFRA）或者基于竞争的随机接入（CBRA）进行波束恢复（参考《5G UE初始接入时经历哪些波束扫描的过程？》）。

如果在T310超时之前无法收到连续N311个同步指示，对于NSA组网来说，没有其它的恢复机制，UE会立即向eNdoeB上报“SCG failure info”消息，触发5G的掉话。但如果是SA组网，即使T310超时，UE还是可以通过RRC重建流程进行链路恢复，如果重建成功，那么不会导致掉话。在此过程中，会使用到T311，T301等定时器进行控制，定时器的作用和意义和LTE网络基本一致。整体过程如下图所示：

图八：SA组网RRC空口重建

 

本文来自华为HICLC-ICT人学习交流社区

 

2. 干货 | 频谱分析仪基础知识

 

说到频谱分析仪很多资料中都会出现下面这张图

频域：是描述信号在频率方面特性时用到的一种坐标系。

频谱：频率的分布曲线，复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱。

从频谱上可以直接获取的信息：

1、信号包含的频率成份；

2、信号各频率成份的幅度；

频谱的用途：通过观察信号的频谱，可以帮我们找出产生该信号的设备的问题或者特性。

频谱分析仪按工作原理分可分为：傅立叶式频谱分析仪

和 扫频式频谱分析仪

频谱分析仪可以测量功率、频率、调制、噪声和失真。

为什么要了解一个信号的频谱成分？

有些系统原本就与频域有关，例如电信系统使用的FDM频分复用，广播电台也采用频域多用方式。在这些限制带宽的系统中，了解一个信号的频谱成分就显得很重要。

为什么要测量功率？

对于一个发射机而言，如果设计的发射功率太小就不能达到目的地，如果设计的发射功率过大，又会引起高能耗、高温升、失真等问题。因此功率测量在系统验证时会常常用到。

什么是调制调制与解调？

调制：将各种基带信号转换成适于信道传输的调制信号（已调信号或频带信号）；

解调：在接收端将收到的频带信号还原成基带信号。

为什么要调制？

调制的目的有以下三个：

1、将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号

2、改善系统的抗噪声性能

3、实现信道的多路复用

为什么要测量调制？

在调制系统中，为了保证系统工作正常，信号被正确的发送（有效性），需要对调制质量（可靠性）进行测量。

调制测量有哪些项目？

模拟调制：调制深度， 边带功率， 载波功率，调制效率， 占用带宽

数字调制：误差矢量幅度（EVM）， IQ不平衡（IQ imbalance），相位误差（phase error versus time）

什么是失真？

电子系统中所使用的许多电路都认为是线形电路。这意味着，对于正弦波输入，输出也是或许有不同幅度和相位的正弦波。在时域中，用户指望看到与输入波形形状精确相同的输出波形。在频率中，我们指望看到输出应具有与输入相同的频率（且只有该频率）。由输入信号产生的任何其他频率都视为失真。

为什么要测量失真？

1、谐波失真

最大谐波

相对谐波失真

总谐波失真THD：基波的百分数

2、互调失真

当输入两个不同频率的正弦波到非线性，输出除了这个两个信号以及他们的谐波外，还有谐波的和频和差频，这些新频率分量称为互调失真。

与原始信号接近的失真最难处理，因为失真分量落在“频带内”。

测量的量有三阶互调失真、截获点等。

3、邻近信道功率比ACPR

ACPR度量了干扰或者说是相邻频率信道功率的大小。通常定义为相邻频道（或偏移）内平均功率与发射信号频道内的平均功率之比，ACPR描述了由于发射机硬件非线性造成的失真大小。

4、杂散辐射

spurious emissions汉语叫“杂散辐射”或者“杂散发射”，指的是在模拟信号处理的过程中，经过频率变换和信号放大，会产生一些无用的信号，这些无用信号有些是有用信号的n次谐波，有的是在混频时产生的副产品。这样就造成了在输出信号的频谱上除了有用信号外，在其他频率上还有一些比较小的信号（如果设计的太差的话，没用的信号有时会比有用的信号还大），就像毛刺一样，这种东西也会随着有用信号从天线辐射出去，所以形象的叫做“杂散辐射”。

测量噪声

噪声功率谱密度

等效噪声带宽

分贝又是什么？

dB

分贝（dB）是借助于功率比来定义的：

A（dB） = 10log（P1/P2） = 20log（V2/V1）

dBm

P = 10log（P/PREF）

V= 20log（V/VREF）

频谱和网络测量最常用的功率参考值是1mW，结果用dBm表示。

P（dBm） = 10log（P/0.001）

分贝的用途？

分贝用来以对数方式确定功率的比值和电压的比值。也可以通过适当的参考值来确定绝对值。分贝常用于电子系统中增益和损耗的计算。

为什么要用dB？

1、对数方式压缩大范围变化的信号电平。

2、在增益和损耗的计算时，乘法运算变成较方便的加法运算。

使用对数幅度坐标的好处？

在同样屏幕分辨率下，可以同时观察很大和很小的值。

例如：1V信号和10uV信号都能出现在动态范围为100dB的显示器上，

而用线性刻度则不可能以清晰的图形同时显示这两个信号。

责任编辑：haq