基于实际网络的TD—LTE干扰定位及处理方法

【摘 要】

TD-LTE是4G网络主流制式的一种。由于TDD双工的特性，随着TD-LTE网络规模的不断扩大，干扰成为影响TD-LTE网络质量的一个关键问题。基于现有TD-LTE网络，对干扰定位手段进行了总结，并就三点定位方法在TD-LTE网络中的应用进行了实验，最终总结出了一套适合现有TD-LTE网络的干扰处理方法。

【关键词】TD-LTE 干扰 扫频 三点定位

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.04.001 中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2016）04-0005-05

引用格式：朱斌. 基于实际网络的TD-LTE干扰定位及处理方法[J]. 移动通信， 2016，40（4）： 5-9.

1 引言

随着TD-LTE站点的增加，干扰问题成为影响TD-LTE网络质量的一个关键问题。在2G/3G时代，干扰问题的分析处理思路相对成熟。而TD-LTE作为一种新型网络，如何去发现、分析、处理干扰问题，本文将依托杭州移动TD-LTE实际网络情况，有针对性地就TD-LTE干扰发现、分析、定位手段进行分析和阐述。

2 干扰监控

要想解决干扰，改善通话质量，首先就是要发现干扰，然后采取适当的手段定位干扰，最后是排除或降低干扰。在LTE系统中可以用来发现干扰的方法有：检查话统、使用LMT（Local Maintenance Terminal，本地维护终端）辅助分析、查看RSSI（Received Signal Strength Indication，接收信号强度指示）、路测、频谱扫描。

2.1 话统

话统全称话务统计，是对网络性能的统计结果，反映了网络的基本性能。每项话统项目（又称“测量指标”）都对应网络某个方面的特性，不同设备厂家在各自的话统数据库中会定义不同的测量指标。以华为TD-LTE为例，干扰相关的测量指标主要有2个，具体如表1所示：

L.UL.Interference.Max 系统上行每个PRB上检测到的干扰

噪声的最大值

L.UL.Interference.Avg 系统上行每个PRB上检测到的干扰

噪声的平均值

2.2 CHR

CHR（Call History Record，呼叫日志）可以通过信令平台采集。除此以外，部分设备厂家也提供了相应的采集分析平台。在CHR中定义有干扰检测相关的字段：

（1）UpPTS（Uplink Pilot Time Slot，上行导频时隙）的NI（Noise Indicator，噪声指示器），用于检测UpPTS区域的干扰情况，如果NI高于一定门限，则可能存在干扰。

（2）第一个和最后一个上行子帧的NI，用于检测每个上行子帧的干扰情况。

（3）通道级RTWP（Received Total Wideband Power，宽带接收总功率），用于检测不同通道间的RTWP情况，用于辅助判断是否存在干扰。

（4）第一个上行子帧符号0和符号6的接收功率强度，用于进行TDD（Time Division Duplexing，时分双工）超远干扰的区分。

（5）最后一个上行子帧的符号0和符号12的接收功率强度，用于进行GPS失步干扰的区分。

2.3 RSRP、RSSI和SINR

（1）路测

当某基站覆盖范围内业务异常，怀疑到可能是干扰造成的，则首先要判断是上行链路干扰还是下行链路干扰。

需要说明的是，由于终端的多样性以及性能差异，下行测量到的SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比）和RSSI可能有较大差距，如不能确认，可设法获取无干扰状态环境下的测试值与之对比。

（2）下行干扰判断

如果在该测试点，UE（User Equipment，用户终端）测量的下行RSRP（Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率）指标正常，但是下行SINR指标明显偏低，并且下行数据传不动、BLER（Block Error Ratio，误块率）高，则有可能是下行链路受到了干扰。

如果在该测试点，UE测量的下行RSSI指标异常，则有可能受到了异系统干扰，可以通过下行频谱扫描功能查看频域情况。

如图1所示，可以看到所测UE接收到的信号的频率情况，其中横轴为频点，纵轴为信号大小。这里信号是以载波级15kHz为测量单位的，因此底噪通常在-125dBm左右。

图1 UE扫频图

（3）上行干扰判断

如果在该测试点，UE下行测量的RSRP及SINR正常，测量的上行RSSI指标异常，并且上行数据传不动、BLER高，甚至UE在该点无法入网，则有可能是上行链路受到了干扰，可以通过基站侧观察RSSI来确认是否存在干扰。

2.4 频谱仪扫描定位

当初步排除硬件干扰时，首先排查内部干扰，对TDD系统着重排查基站GPS时钟不同步问题造成的系统内部干扰；然后排查外部干扰；再考虑因LTE与其他系统共存造成的干扰。以上的干扰排查可以借助频谱仪/扫描仪扫描查找干扰并定位干扰源。

3 干扰判断

TD-LTE系统最常遇到的干扰可以分为系统内干扰、系统外干扰、硬件故障。其中，系统内干扰主要是同频干扰，包括LTE TDD帧失步（GPS失锁）、TDD超远干扰、数据配置错误导致干扰、越区覆盖导致干扰等；系统外干扰主要是异系统非法使用LTE频段以及异系统的杂散、阻塞或者互调干扰对本系统的影响；硬件故障包括RRU（Remote Radio Unit，远端射频模块）故障、自系统杂散和互调干扰、天馈、天馈避雷器干扰等。

3.1 硬件问题判断

若已检查出此时存在干扰，对相关小区还应该检查操作记录历史。检查最近是否增加或修改基站硬件、是否修改过数据，干扰的出现是否与这些操作存在时间上的关联性。

如果此阶段没有数据调整，则干扰来自于硬件本身或网外干扰，也有可能是相邻别的厂商基站（针对插花组网或省市边界区域）进行了调整所致，建议先重点检查硬件是否存在故障。

（1）首先应该检查该小区所在基站是否正常工作。

在远端应检查有无天馈告警；有无关于TRX的告警；有无基站时钟告警等。

在近端则应检查有无天线损坏、进水；馈线（包括跳线）损坏、进水；TRX故障、基站跳线接错、时钟失锁。

（2）然后判断是否频率计划、数据配置错误导致的网内同邻频干扰。天馈如果有问题，当下行发射功率到问题节点之后，就会产生交调、互调干扰，这些信号落在接收频段内，导致RSSI抬升。发射功率越大，交调、互调就越严重，对RSSI影响也越大（LTE可以通过模拟加载，对比加载前后RSSI变化来判断是否有互调干扰，通常产生互调干扰的两通道RSSI不平衡，且发射功率越大，不平衡现象就越明显）；反之，则影响越小。可以通过互换小区天馈系统，来判断是否是由于天馈互调导致的干扰问题。

（3）最后再确定是否是网外干扰。协调客户了解别的厂商近期是否做了网络调整，如果排除这些因素后仍然存在干扰，则重点检查是否存在网外干扰。

3.2 系统内干扰的判断

系统内干扰包括LTE TDD帧失步（上行）、TDD超远同频干扰（上行）、数据配置错误导致干扰（上下行）、越区覆盖导致干扰（下行）等。

对于GPS不同步、频点配置错误（异频配成同频情况）、邻区漏配、PCI（Physical Cell Identifier，物理小区标识）配置错误和终端造成的上行同频干扰，都可以在基站侧跟踪数据（目前版本暂未实现所有功能）。

越区覆盖会表现在被干扰小区RSRP好但SINR很差，甚至在被干扰小区内UE切换比例增大。原因可能是：系统设计不佳，如导频发射功率偏大；基站位置或天线倾角选取不当；地理环境复杂，特别是海面、湖面、山区等地形，设计时考虑不充分等。

话统平台RSSI跟踪并且通过上行基带参数及基带原型工具进行定位。

（1）TDD超远同频干扰（超远干扰）

远距离同频TDD干扰多数发生在有海湾、岛国、湖泊等大面积水面的网络。超远TDD干扰是一种基站对基站的干扰，所有TDD系统都有可能出现这种干扰。

对于TDD超远干扰，处理手段如表2所示：

（2）帧失步（GPS失步）造成的干扰

失同步干扰的最显著特征是上行尾帧收到干扰，同时受干扰基站的地理化特征非常明显，会造成周边基站收到干扰。

失同步干扰产生的原因通常是GPS问题，也存在由于参数配置（如TDDFRAMEOFFSET）错误导致的失同步干扰。

对于TDD失同步干扰，处理手段如表3所示：

3.3 系统外干扰的判断

网外干扰源有电视台、大功率电台、微波、雷达、高压电力线、模拟基站、异系统网络、会议保密设备、加油站干扰器等。网外干扰的现象和网内问题造成的干扰有很大的类似性，都是信号受到干扰。针对不同的外部干扰源，不同设备有不同的特点：一些外部通信设备的干扰可能仅影响某一个频段，避开这些频段就可以避免受到干扰；某些雷达设备的干扰有时间间断性。外部干扰问题导致的干扰处理很类似，必须使用频谱仪和定向天线查找干扰源。

4 干扰的定位及处理

无论是哪种干扰，都可以跟踪干扰出现的时间，摸清干扰的规律。例如，发现干扰主要是在10：00～18：30，晚上则干扰消失，周末干扰也消失，这样可以判断干扰主要是在白天上班的时间。如果是系统内干扰，可以判断是一些企业用户终端的干扰；如果是系统外干扰，可以判断是一些工厂等比较有规律的干扰源。

4.1 硬件问题判断

主要检查是否存在上下行通道故障、天馈故障、上行小区干扰、鸳鸯线等问题。

4.2 系统内干扰的处理

当判断为GPS失锁造成的干扰后，需要对周边的基站GPS同步情况进行检查，并排除GPS失锁的故障，且要不定期地对全网的GPS情况进行检查。

当判断为同频终端造成的干扰后，需要找出干扰终端。查找终端的方式有：

（1）可以看到闭塞了某个扇区后干扰消失，基本确定是此扇区下面的终端造成的干扰，可对扇区下面的终端进行逐一排查。

（2）在干扰出现的时候，记录被干扰扇区下面入网终端的MAC（Media Access Control，媒体访问控制）地址；然后可以将周围的同频扇区闭塞（如果可能的话将周围的所有扇区闭塞），闭塞之前记录此时准备闭塞的同频扇区下面的入网终端MAC地址，看闭塞后有哪些终端入到被干扰扇区下面，可以基本判断是这个终端造成的干扰。

（3）如果在网用户不多，可以将同频扇区下面的终端一个个强制退网，可看到哪个终端退网后干扰消失。

当判断为下行同频干扰，干扰的水平是否在组网干扰的正常水平内。如果组网干扰不可接受，可以从网络结构、天线挂高、方位角、下倾角、功率等方面进行进一步优化调整。查找同频干扰扇区的方法是：

（1）通过查看周围的基站，可以初步判断哪些同频扇区可能产生干扰。

（2）如果通过查看周围基站实在判断不出来，那么可以将终端固定在干扰区域，把服务扇区闭塞，可以看到终端入网其他和服务扇区同频的扇区，从而确定是这个扇区产生的干扰。

4.3 系统外干扰的处理

当判断是外部干扰，查找干扰源主要是借助频谱仪，需要做的事情有：分析干扰产生的时间，看看在时间上有没有什么规律，还是干扰一直存在；通过上行频谱分析工具查看干扰信号的特性，分析干扰信号频谱特性，首先看能不能从这个频谱特性判断是什么系统产生的干扰，可以向局方了解是否存在这个无线系统；通过跟踪受干扰扇区周围扇区的干扰情况，看看是个别扇区干扰还是大范围存在干扰，这样可以大概判断干扰可能存在的区域；通过频谱仪在可能存在干扰的区域进行扫频，确定干扰源的具体方向，顺着干扰源的方向将干扰源查找出来。

（1）TDD系统上行干扰定位

经过数据分析，判断基站上行存在外界干扰，需要对干扰的来源进行定位。上行定点测试干扰定位步骤如下：

第一步：通过Internet或者运营商了解当地的频谱分配及存在的通信系统，结合采集数据分析，判断可能的干扰源；

第二步：按照图2连接测试设备，天线使用增益10dB以上的定向天线（建议使用八木天线，即YAGI天线），在站点的天面上，每隔45°方向测试干扰信号强度，找到干扰最强的方向，参数设置保持与电磁背景测试的参数设置一致；

图2 上/下行干扰定位仪器连接示意图

第三步：根据扫描到的干扰信号性质，改变SPAN和中心频率设置，进一步分析干扰信号的频谱宽度、分布范围、变化特性和信号强度等；

第四步：如果定位干扰源来自于共天面的其他通信系统，则找到干扰源，否则进入下一步；

第五步：根据在测试站点找到的干扰最强方向，驱车通过三点定位方法，逐步缩小干扰的范围，最终定位到干扰源。在每一点，按照第三步中确定的SPAN和中心频率，设置频率仪的参数，扫描各个方向的干扰信号强度，找到干扰最强的方向。三点定位干扰示意图如图3所示：

图3 三点定位干扰示意图

（2）TDD系统下行干扰定位

测试仪器的连接示意图见图2。根据路测数据的地理分布图和频域分析，了解存在干扰的区域，对每个干扰区域采用三点定位方法，逐步缩小范围，最终确定干扰源的位置，如图4所示。初时参数设置与电磁背景干扰测试中的下行参数设置一致。

在测试过程中，可能会存在多个干扰源，这时需要根据干扰性质，通过频率或者功率变化情况一个一个地分别定位干扰源，参数设置可根据具体情况设置，通常会修改频率、RBW和参考电平。

下行电磁背景干扰测试过程中经常遇到的问题有：在协议规定的下行整个频段内，相邻的信道已经存在GSM/CDMA/UMTS/WiMAX等系统，这些系统的下行一直是在发射的，路测时如果靠近这些系统的站点，在电磁背景测试的目标频段内会出现比较多的干扰。对于这类干扰，建议选取几个典型点，直接获得包含邻道系统频段和测试目标频段的频谱，证明干扰是来自于邻道系统。

5 结论

与2G/3G网络相比，TD-LTE网络干扰的发现、分析、定位手段相对较少，但由以上杭州移动网络实例可以看出，2G/3G时代一些干扰分析处理思路、方法依然可以较好地拓展至TD-LTE网络中，如硬件问题的判断、系统外干扰的处理、三点定位方法的使用等。需要注意的是，LTE网络的技术还在飞速发展中，如VoLTE技术的引入，势必引入新的话统指标和问题。TD-LTE网络干扰的发现、分析、定位手段也需随着LTE网络技术的发展不断拓展和完善。

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