作者：陸南昌、韓喆、黃海暉、趙培、姜書敏

目前中國(guó)移動(dòng)主要基于2.6GHz頻段開展5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，由于室分系統(tǒng)和宏站共用100MHz頻譜，因此室內(nèi)外同頻干擾會(huì)對(duì)5G用戶感知產(chǎn)生不利影響。本文提出了一種基于4G測(cè)量報(bào)告快速識(shí)別室外5G高干擾小區(qū)的技術(shù)方案，可用于識(shí)別5G室內(nèi)外高干擾小區(qū)。研究分析和測(cè)試驗(yàn)證表明：該方案可快速發(fā)現(xiàn)并定位室內(nèi)外同頻干擾覆蓋問題，有助于輔助制定網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化措施。

5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，用戶數(shù)量較少，5G的測(cè)量數(shù)據(jù)相關(guān)網(wǎng)管功能尚不完善，暫無法通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析覆蓋和干擾等問題;同時(shí)，人工入戶掃樓測(cè)試時(shí)，存在部分區(qū)域無法進(jìn)入導(dǎo)致測(cè)試不完整的問題。本文利用現(xiàn)階段4G與5G網(wǎng)絡(luò)共天線建設(shè)的特點(diǎn)，提出并驗(yàn)證了一種基于室分系統(tǒng)4G錨點(diǎn)小區(qū)的測(cè)量報(bào)告(MR)數(shù)據(jù)反推5G室內(nèi)外同頻干擾的方案，可快速發(fā)現(xiàn)并定位室外強(qiáng)干擾小區(qū)，進(jìn)而輔助提升5G室內(nèi)用戶感知。

1 技術(shù)方案

1.15G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)外同頻組網(wǎng)干擾分析

目前，中國(guó)移動(dòng)的5G室內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)均基于2.6GHz頻段的100MHz帶寬，是同頻組網(wǎng)。外場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)表明：在5G室內(nèi)外同頻組網(wǎng)情況下，室外同頻強(qiáng)干擾信號(hào)對(duì)室內(nèi)小區(qū)影響較大。從圖1和圖2可見，當(dāng)室內(nèi)電平高于室外電平5dB以上時(shí)，室內(nèi)小區(qū)的下載速率損失一般低于15%;當(dāng)室內(nèi)電平低于室外電平5dB以上時(shí)，室外干擾對(duì)室分下載速率性能影響最大則可達(dá)45%。

圖1 同頻組網(wǎng)時(shí)室內(nèi)外電平差對(duì)室分速率的影響

圖2 同頻組網(wǎng)時(shí)室內(nèi)外電平差對(duì)速率損失的影響

然而，現(xiàn)階段5G網(wǎng)絡(luò)用戶較少，主設(shè)備供應(yīng)商5G網(wǎng)管的MR功能尚未全面開啟，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試評(píng)估方式成本較高，現(xiàn)有這兩種手段均目前均無法支撐5G室外強(qiáng)干擾小區(qū)的識(shí)別。

1.2基于4G與5G共天線特征的室外高干擾小區(qū)識(shí)別方案

1.2.1總體思路

根據(jù)當(dāng)前4G與5G共天線建設(shè)的現(xiàn)網(wǎng)特點(diǎn)，按照與5G室分小區(qū)共RRU的FDD1800錨點(diǎn)4G小區(qū)MR數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，可分別估算出室內(nèi)外5G小區(qū)電平，并根據(jù)室內(nèi)外5G電平差的比例識(shí)別室外5G強(qiáng)同頻干擾小區(qū)(圖3)。

圖3 總體思路示意

1.2.2建模方案

相同無線環(huán)境下，基于經(jīng)典的Cost231-Hata模型，1800MHz與2600MHz頻段的路徑損耗差約5.4dB;選取深圳市某典型室分系統(tǒng)(表1)開展的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試(圖4和圖5)也驗(yàn)證了該模型：與FDD1800錨點(diǎn)站共RRU的5G NR室分小區(qū)電平低于錨點(diǎn)站小區(qū)約5.5dB。同時(shí)，實(shí)測(cè)結(jié)果(圖5和圖6)也表明4G的3D-MIMO小區(qū)共AAU的5G NR宏站小區(qū)電平與4G的3D-MIMO小區(qū)電平基本一致(均為2600MHz)。

表1 室內(nèi)外站點(diǎn)關(guān)鍵參數(shù)

(1)室分系統(tǒng)中5G NR與錨點(diǎn)FDD1800頻段的對(duì)比測(cè)試情況

圖4和圖5分別是在深圳市某典型室分系統(tǒng)中4G錨點(diǎn)站及5G NR系統(tǒng)的路測(cè)情況，表2列出了數(shù)據(jù)分析結(jié)果，可知室分共RRU時(shí)，5G NR小區(qū)電平低于錨點(diǎn)FDD1800小區(qū)約5.5dB。

圖4 4G錨點(diǎn)站RSRP

圖5 5G NR室分站RSRP

表2 室分系統(tǒng)1800MHz與2600MHz頻段的損耗差

數(shù)據(jù)來源 平均電平

(2)室外宏站4G與5G共AAU時(shí)4G 3D-MIMO與5G NR小區(qū)電平對(duì)比測(cè)試情況

圖6和圖7分別是典型室外宏站中4G錨點(diǎn)站及5G NR系統(tǒng)的路測(cè)情況，表3列出了數(shù)據(jù)分析結(jié)果，在本參數(shù)配置情況下同一點(diǎn)位上，4G 3D-MIMO小區(qū)與5G NR小區(qū)的電平基本接近。

圖6 4G 3D-MIMO小區(qū)RSRP

圖7 5G NR小區(qū)RSRP

表3 室外宏站4G 3D-MIMO與5G NR的損耗差

數(shù)據(jù)來源 平均電平

基于以上分析，本文提出一種基于室分系統(tǒng)4G FDD1800網(wǎng)絡(luò) 的MR數(shù)據(jù)快速識(shí)別5G室外高干擾小區(qū)的方案，步驟如下：

(1)篩選出與5G站點(diǎn)室分小區(qū)共RRU的錨點(diǎn)FDD1800小區(qū)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。

(2)室分FDD1800小區(qū)的電平值減去頻段引起的路損差(5.5dB)，即為室分NR小區(qū)的電平。

(3)通過開啟室分FDD1800的異頻測(cè)量功能，可獲取室分小區(qū)周邊宏站3D-MIMO小區(qū)在室內(nèi)的電平，該電平即可近似為周邊宏站的NR小區(qū)電平。

(4)基于以上兩步分析，利用FDD1800的MR數(shù)據(jù)，即可分別計(jì)算出室內(nèi)外NR小區(qū)電平，再對(duì)每個(gè)MR采樣點(diǎn)計(jì)算出的NR電平差值進(jìn)行匯總分析，即可計(jì)算出5G網(wǎng)絡(luò)室外對(duì)室內(nèi)的強(qiáng)干擾小區(qū)。

上述步驟中的基本判斷規(guī)則可以定義為如下指標(biāo)：

NR電平差值小于5的采樣點(diǎn)占比

(1)

其中，In NR RSRP為室分NR小區(qū)電平，可用室分FDD1800小區(qū)電平(In RSRP)減去5.5dB來近似估算，Out NR RSRP為宏站NR小區(qū)電平，可用宏站3D-MIMO小區(qū)電平(3D-MIMO RSRP)來近似估算，MR Point為FDD 1800的測(cè)量報(bào)告總采樣點(diǎn)數(shù);同時(shí)，根據(jù)圖1中的測(cè)試結(jié)論，可將室內(nèi)外電平差門限設(shè)為5。

如果該指標(biāo)的值越大，說明該小區(qū)收到的室外同頻干擾就越嚴(yán)重。但需要指出的是：對(duì)于部分共站率不如本文所述場(chǎng)景高的情況，須根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r開展圖4和圖5所示測(cè)試，具體估計(jì)場(chǎng)景的偏差;同時(shí)，上述室分系統(tǒng)中5G NR與錨點(diǎn)FDD1800頻段的對(duì)比測(cè)試情況是在廣州典型商業(yè)樓宇中開展的。

2 測(cè)試驗(yàn)證

2.1驗(yàn)證區(qū)域

依據(jù)公式(1)可以對(duì)室分系統(tǒng)開展篩選式計(jì)算。本文在廣東深圳密集城區(qū)內(nèi)選取了某營(yíng)業(yè)廳進(jìn)行驗(yàn)證，該室分站點(diǎn)已經(jīng)開通5G小區(qū)，且使用共pRRU開通的FDD1800作為5G錨點(diǎn)，該營(yíng)業(yè)廳周邊已經(jīng)開通5G宏站以及反開3D-MIMO 的4G小區(qū)。

2.2驗(yàn)證方案

根據(jù)上面介紹的建模方案，基于MR數(shù)據(jù)識(shí)別的5G宏站干擾小區(qū)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況進(jìn)行比對(duì)，以驗(yàn)證方案的準(zhǔn)確性。

(1)基于5G室分小區(qū)的錨點(diǎn)FDD1800小區(qū)MR數(shù)據(jù)，按照上面方法分別估算室內(nèi)共模5G NR小區(qū)電平和周邊宏站5G NR小區(qū)電平，進(jìn)而識(shí)別室外NR強(qiáng)干擾小區(qū)。

(2)開展現(xiàn)場(chǎng)路測(cè)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果分析識(shí)別周邊宏站的NR同頻小區(qū)，并對(duì)室內(nèi)5G下載速率影響情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

(3)對(duì)比以上兩步的分析結(jié)果，確認(rèn)基于室分錨點(diǎn)小區(qū)MR數(shù)據(jù)識(shí)別5G室外強(qiáng)干擾小區(qū)方案準(zhǔn)確性。

(4)對(duì)識(shí)別出的強(qiáng)干擾小區(qū)進(jìn)行優(yōu)化，降低室外信號(hào)在室分的同頻影響，并再次驗(yàn)證建模方案的準(zhǔn)確性，同時(shí)對(duì)室內(nèi)速率改善情況進(jìn)行分析對(duì)比。

2.3模型驗(yàn)證

2.3.1基于4G錨點(diǎn)小區(qū)MR數(shù)據(jù)的模型驗(yàn)證

驗(yàn)證區(qū)域周邊環(huán)境如圖8所示，在網(wǎng)管側(cè)提取了FDD1800錨點(diǎn)小區(qū)的兩兩異頻鄰區(qū)MR數(shù)據(jù)，并結(jié)合5G室內(nèi)外同頻組網(wǎng)干擾原理，通過總采樣點(diǎn)占比識(shí)別出有兩個(gè)室外同頻小區(qū)與5G NR室分小區(qū)存在同頻干擾(表4)。

圖8 試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)分布圖

表4 采樣點(diǎn)占比情況表

需要說明的是：雖然深圳海王工業(yè)D-HRH-1、深圳科技北D-HRH-1的采樣點(diǎn)占比也很高，但是由于采樣點(diǎn)總數(shù)都很少，不建議作為強(qiáng)干擾小區(qū);而深圳科興科學(xué)D-HRH-3、深圳科技北D-HRH-2的總采樣點(diǎn)和電平差值小于5采樣點(diǎn)的占比都很高，符合干擾小區(qū)的特性，這兩個(gè)小區(qū)可識(shí)別為室外同頻高干擾小區(qū)。

2.3.2基于現(xiàn)場(chǎng)5G道路測(cè)試的驗(yàn)證

由于5G用戶較少，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)營(yíng)業(yè)廳周邊5G宏站小區(qū)模擬加載50%，進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)被測(cè)室分小區(qū)與上述方案所識(shí)別出的兩個(gè)室外宏站小區(qū)確實(shí)存在同頻干擾，造成營(yíng)業(yè)廳門口位置的下載速率惡化嚴(yán)重(圖9右紅框區(qū)域)。

圖9 現(xiàn)場(chǎng)速率測(cè)試結(jié)果圖

2.3.3驗(yàn)證總結(jié)

根據(jù)以上驗(yàn)證結(jié)果，除去個(gè)別MR采樣點(diǎn)極少的小區(qū)外，基于5G室分錨點(diǎn)的MR數(shù)據(jù)建模并識(shí)別的5G強(qiáng)干擾小區(qū)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試強(qiáng)干擾小區(qū)基本相符。

2.4優(yōu)化處理

(1)優(yōu)化調(diào)整前：由于5G室分小區(qū)與室外宏站鄰區(qū)存在同頻干擾，營(yíng)業(yè)廳整體速率585Mbit/s，營(yíng)業(yè)廳門口位置速率惡化明顯，平均速率只有285Mbit/s。

(2)優(yōu)化調(diào)整后：針對(duì)室外高干擾小區(qū)開展了無線射頻(RF)優(yōu)化，將深圳科興科學(xué)D-HRH-3小區(qū)的電傾角由4度調(diào)至6度、方位角由270度調(diào)至260度，將深圳科技北D-HRH-2小區(qū)的電傾角由5度調(diào)至8度、方位角由60度調(diào)至75度)，室分小區(qū)的平均下載速率提升明顯(表5)。

表5 問題路段優(yōu)化前后測(cè)速情況

優(yōu)化調(diào)整后，對(duì)營(yíng)業(yè)廳內(nèi)4G與5G共RRU室分小區(qū)再次開展頻鄰區(qū)MR采集，結(jié)果(表6)表明：干擾小區(qū)差值小于5的采樣點(diǎn)占比下降幅度很大，不再屬于強(qiáng)干擾小區(qū)。

表6優(yōu)化后采樣點(diǎn)占比情況表

3 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種基于4G網(wǎng)絡(luò)測(cè)量報(bào)告數(shù)據(jù)來快速識(shí)別5G室外高干擾同頻小區(qū)的技術(shù)方案，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果符合理論預(yù)期，從而證明在5G覆蓋開展初期，可以采用上述5G室外同頻干擾源識(shí)別技術(shù)，高效發(fā)現(xiàn)5G同頻高干擾小區(qū)，該方案避免了大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)排查協(xié)調(diào)工作，且可以在5G網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷抬升之前提前開展網(wǎng)絡(luò)預(yù)優(yōu)化工作。

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