5G C波段SA組網(wǎng)后如何避免同頻干擾？

1. 5G C波段SA組網(wǎng)后站點密度增加，如何避免小區(qū)間同頻干擾呢？

背景大事記

2019年9月，全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會（GSMA）正式宣布，成立《5G SA部署指南》工作委員會（task force）。鑒于中國電信在SA技術、組網(wǎng)等方面的突出工作成就，GSMA確定該工作委員會由中國電信牽頭，并且由中國電信5G創(chuàng)新中心王敏擔任主席，NTT DOCOMO、Hutchison等多家5G運營商以及華為、中興、大唐、愛立信等5G主設備和終端廠商正在積極申請加入。

問：5G C波段SA組網(wǎng)后站點密度增加，如何避免小區(qū)間同頻干擾呢？

答：從3G時代開始，無線空口就已經(jīng)實現(xiàn)采用同一個頻點組一張網(wǎng)的愿景，這樣大量節(jié)省運營商建設無線網(wǎng)絡時，所付出的無線頻譜的投資。到4G和5G時代，同樣支持同頻組網(wǎng)，甚至在5G RAN2.1之前無線基站都只支持同頻測量，都不支持起GAP進行異頻測量。這也說明建設一張連續(xù)覆蓋的5G網(wǎng)絡，工信部最初給各運營商每家分配的100Mhz頻譜資源完全夠用于建設一張獨立的5G網(wǎng)絡。但鑒于5G用戶越來越多，同時因采用3.5Ghz的C波段造成站點密度越來越高，5G小區(qū)間同頻干擾也越來越大。

最初建設4G無線網(wǎng)絡時，一開始說覆蓋不夠要抬天線下傾角要加站，隨著用戶越來越多又說加了站同頻干擾太大，要壓天線下傾角要控制覆蓋（參考《192天線陣子的32TR AAU與64TR AAU性能上有哪些差異？》）。所以為避免小區(qū)間的同頻干擾，有兩種方案：第一，實現(xiàn)異頻；第二，實現(xiàn)空間隔離。對于第一種方案，因為沒有更多頻點資源，不能直接增加，便產(chǎn)生了小區(qū)邊緣異頻解決方案ICIC，對于小區(qū)邊緣容量有所犧牲，如下圖：

圖一：小區(qū)間干擾協(xié)調方案

對于第二種方案，完全空間隔離在3G/4G時代的天線技術也提出一個智能天線的說法，最早時應用部署在中國移動的TD-SCDMA網(wǎng)絡，對于業(yè)務信道采用波束賦形，實現(xiàn)業(yè)務的空間波束隔離，如下圖：

圖二：3G/4G空間波束賦形的智能天線技術

對于5G SA小區(qū)，以上第一種小區(qū)間干擾協(xié)調方案不適用于AAU場景，而對于第二種波束空分隔離場景，不同于3G/4G只針對PDSCH信道進行波束賦形，5G AAU對所有信道都采用波束賦形。其小區(qū)同步廣播信道SSB采用時分掃描機制，相鄰小區(qū)間波束起始順序與PCI有關系，如果不考慮關聯(lián)PCI，都將波束起始方向從默認起始方向進行時，這會出現(xiàn)以下小區(qū)正中交匯處的同頻干擾，重疊覆蓋度為3，如下圖所示：

圖三：5G相鄰小區(qū)SSB波束干擾場景一

采用不同起始位置進行掃描輪詢也有講究，如下兩種場景，第一種場景有兩處存在波束同頻干擾，重疊覆蓋度為2，而第二種場景則減少到只有一處位置存在波束同頻干擾，重疊覆蓋度為2，如下圖所示：

圖四：5G相鄰小區(qū)SSB波束干擾場景二

圖五： 5G相鄰小區(qū)SSB波束干擾場景三

綜上所述，采用最后一種起始位置的分時掃描策略，小區(qū)間SSB同頻干擾概率是最小的，5G RAN2.1以后都采用該方式進行分時掃描賦形。如果干擾太大，會造成物理層的無線鏈路失步而導致掉話，所以在NR的物理層也有相應的RLM物理鏈路檢測機制，來及時檢測物理層的鏈路問題，如果觸發(fā)了物理層鏈路失步（RLF），可以通過相應的恢復機制保證上層協(xié)議鏈路的連通性，及時恢復業(yè)務。

因5G干擾級別從小區(qū)級細化到波束級，在空口物理層引入了針對單個波束的波束失步檢測（BFD）及恢復（BFR）的機制和流程。檢測機制類似小區(qū)級RLF，UE進行波束檢測也是通過RRC消息中的信元“RadioLinkMonitoringConfig”下發(fā)，如下圖所示：

圖六：RLM消息信元

3GPP標準中只定義了下行鏈路檢測的流程，上行鏈路主要通過上行定時流程進行維護。根據(jù)規(guī)范的定義，無論是NSA組網(wǎng)還是SA組網(wǎng)，只要終端激活了相應的BWP，終端就需要進行鏈路檢測。一般場景下，我們可以認為只要終端處于RRC連接態(tài)（SA場景）或者SCG連接（NSA場景），終端就需要進行物理層檢測。終端可以使用SSB或者CSI-RS兩種參考信號進行檢測，測量規(guī)范中也沒有明確定義，UE會周期性的進行測量（周期不超過10ms），可以是RSRP，SINR或者是BLER。

對檢測后的結果進行評估，來觸發(fā)是否失步。3GPP中定義兩個門限，RlmInSync和RlmoutSync，簡寫為Qin和Qout，分別對應可靠的鏈路狀態(tài)和非可靠的鏈路狀態(tài)。BLF檢測基于RS的SINR進行檢測，而RLF檢測基于RS的電平進行檢測。

但這兩個門限的定義是基于特定DCI配置下，UE檢測PDCCH的BLER進行定義的。Qin和Qout可以通過RRC信令進行下發(fā)，如果不下發(fā)，則使用協(xié)議默認值：Qin=2%，Qout=10%。

終端L1根據(jù)每個周期的測量結果和這兩個門限對比，根據(jù)對比結果，終端L1會向L3下發(fā)相應的指示：

a.如果測量結果大于Qout，則L1向L3上報out-of-sync指示

b.如果測量結果小于Qin，則L1向L3上報in-sync指示

在RRC消息中，gNodeB會給終端下發(fā)N310常量參數(shù)，該參數(shù)表示終端連續(xù)接收失步指示的次數(shù)。如果終端的L3連續(xù)收到N310個失步指示，則終端側認為下行鏈路失步（RLF）。BLF波束檢測時，如果UE配置了多個波束的檢測集合，需要集合內所有的波束都滿足該條件才會判決為波束失敗。在連續(xù)N310個失步指示之前，如果終端L3收到過一次同步指示，那么N310將會被重置，重新進行計數(shù)。當UE檢測到RLF時，終端側會立即啟動定時器T310，該定時器會用于控制鏈路恢復流程。

圖七：失步檢測與定時器

當UE檢測到鏈路失步后，并不會立即導致掉話，UE側會采集相應的措施恢復物理層鏈路。RLF鏈路恢復有如下兩種機制：物理層直接恢復和RRC重建流程恢復（僅SA組網(wǎng)）。而BLF波束恢復不同，只能通過物理層隨機接入流程進行恢復，沒有RRC重建的流程，UE可以通過非競爭的隨機接入（CFRA）或者基于競爭的隨機接入（CBRA）進行波束恢復（參考《5G UE初始接入時經(jīng)歷哪些波束掃描的過程？》）。

如果在T310超時之前無法收到連續(xù)N311個同步指示，對于NSA組網(wǎng)來說，沒有其它的恢復機制，UE會立即向eNdoeB上報“SCG failure info”消息，觸發(fā)5G的掉話。但如果是SA組網(wǎng)，即使T310超時，UE還是可以通過RRC重建流程進行鏈路恢復，如果重建成功，那么不會導致掉話。在此過程中，會使用到T311，T301等定時器進行控制，定時器的作用和意義和LTE網(wǎng)絡基本一致。整體過程如下圖所示：

圖八：SA組網(wǎng)RRC空口重建

本文來自華為HICLC-ICT人學習交流社區(qū)

2. 干貨 | 頻譜分析儀基礎知識

說到頻譜分析儀很多資料中都會出現(xiàn)下面這張圖

頻域：是描述信號在頻率方面特性時用到的一種坐標系。

頻譜：頻率的分布曲線，復雜振蕩分解為振幅不同和頻率不同的諧振蕩，這些諧振蕩的幅值按頻率排列的圖形叫做頻譜。

從頻譜上可以直接獲取的信息：

1、信號包含的頻率成份；

2、信號各頻率成份的幅度；

頻譜的用途：通過觀察信號的頻譜，可以幫我們找出產(chǎn)生該信號的設備的問題或者特性。

頻譜分析儀按工作原理分可分為：傅立葉式頻譜分析儀

和 掃頻式頻譜分析儀

頻譜分析儀可以測量功率、頻率、調制、噪聲和失真。

為什么要了解一個信號的頻譜成分？

有些系統(tǒng)原本就與頻域有關，例如電信系統(tǒng)使用的FDM頻分復用，廣播電臺也采用頻域多用方式。在這些限制帶寬的系統(tǒng)中，了解一個信號的頻譜成分就顯得很重要。

為什么要測量功率？

對于一個發(fā)射機而言，如果設計的發(fā)射功率太小就不能達到目的地，如果設計的發(fā)射功率過大，又會引起高能耗、高溫升、失真等問題。因此功率測量在系統(tǒng)驗證時會常常用到。

什么是調制調制與解調？

調制：將各種基帶信號轉換成適于信道傳輸?shù)恼{制信號（已調信號或頻帶信號）；

解調：在接收端將收到的頻帶信號還原成基帶信號。

為什么要調制？

調制的目的有以下三個：

1、將基帶信號變換成適合在信道中傳輸?shù)囊颜{信號

2、改善系統(tǒng)的抗噪聲性能

3、實現(xiàn)信道的多路復用

為什么要測量調制？

在調制系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)工作正常，信號被正確的發(fā)送（有效性），需要對調制質量（可靠性）進行測量。

調制測量有哪些項目？

模擬調制：調制深度， 邊帶功率， 載波功率，調制效率， 占用帶寬

數(shù)字調制：誤差矢量幅度（EVM）， IQ不平衡（IQ imbalance），相位誤差（phase error versus time）

什么是失真？

電子系統(tǒng)中所使用的許多電路都認為是線形電路。這意味著，對于正弦波輸入，輸出也是或許有不同幅度和相位的正弦波。在時域中，用戶指望看到與輸入波形形狀精確相同的輸出波形。在頻率中，我們指望看到輸出應具有與輸入相同的頻率（且只有該頻率）。由輸入信號產(chǎn)生的任何其他頻率都視為失真。

為什么要測量失真？

1、諧波失真

最大諧波

相對諧波失真

總諧波失真THD：基波的百分數(shù)

2、互調失真

當輸入兩個不同頻率的正弦波到非線性，輸出除了這個兩個信號以及他們的諧波外，還有諧波的和頻和差頻，這些新頻率分量稱為互調失真。

與原始信號接近的失真最難處理，因為失真分量落在“頻帶內”。

測量的量有三階互調失真、截獲點等。

3、鄰近信道功率比ACPR

ACPR度量了干擾或者說是相鄰頻率信道功率的大小。通常定義為相鄰頻道（或偏移）內平均功率與發(fā)射信號頻道內的平均功率之比，ACPR描述了由于發(fā)射機硬件非線性造成的失真大小。

4、雜散輻射

spurious emissions漢語叫“雜散輻射”或者“雜散發(fā)射”，指的是在模擬信號處理的過程中，經(jīng)過頻率變換和信號放大，會產(chǎn)生一些無用的信號，這些無用信號有些是有用信號的n次諧波，有的是在混頻時產(chǎn)生的副產(chǎn)品。這樣就造成了在輸出信號的頻譜上除了有用信號外，在其他頻率上還有一些比較小的信號（如果設計的太差的話，沒用的信號有時會比有用的信號還大），就像毛刺一樣，這種東西也會隨著有用信號從天線輻射出去，所以形象的叫做“雜散輻射”。

測量噪聲

噪聲功率譜密度

等效噪聲帶寬

分貝又是什么？

dB

分貝（dB）是借助于功率比來定義的：

A（dB） = 10log（P1/P2） = 20log（V2/V1）

dBm

P = 10log（P/PREF）

V= 20log（V/VREF）

頻譜和網(wǎng)絡測量最常用的功率參考值是1mW，結果用dBm表示。

P（dBm） = 10log（P/0.001）

分貝的用途？

分貝用來以對數(shù)方式確定功率的比值和電壓的比值。也可以通過適當?shù)膮⒖贾祦泶_定絕對值。分貝常用于電子系統(tǒng)中增益和損耗的計算。

為什么要用dB？

1、對數(shù)方式壓縮大范圍變化的信號電平。

2、在增益和損耗的計算時，乘法運算變成較方便的加法運算。

使用對數(shù)幅度坐標的好處？

在同樣屏幕分辨率下，可以同時觀察很大和很小的值。

例如：1V信號和10uV信號都能出現(xiàn)在動態(tài)范圍為100dB的顯示器上，

而用線性刻度則不可能以清晰的圖形同時顯示這兩個信號。

責任編輯：haq