方東旭，王麗秋，薛曉宇，方義成（.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)重慶有限公司，重慶 40；.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司重慶分公司，重慶 4047）

0 前言

大帶寬是5G 的特性之一。在5G NR 中，定義了2種頻段范圍，F(xiàn)R1 和FR2；FR1 表示低頻頻段，最大支持100 MHz帶寬；FR2表示毫米波高頻頻段，最大支持400 MHz 帶寬。大帶寬伴隨的是更多的網(wǎng)絡(luò)干擾，隨著5G 網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)發(fā)展，5G 網(wǎng)絡(luò)干擾問(wèn)題將日益凸顯。如何開(kāi)展5G小區(qū)干擾識(shí)別和優(yōu)化，已經(jīng)成為運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化維護(hù)中的重點(diǎn)工作之一。

本文將5G小區(qū)的干擾情況進(jìn)行分段分析，分別計(jì)算5G 小區(qū)每20 MHz 帶寬的平均干擾值，當(dāng)分段平均干擾值的最大值滿足干擾小區(qū)門(mén)限，則判斷該小區(qū)為受干擾小區(qū)；然后通過(guò)受干擾的分段數(shù)、各分段干擾值以及小區(qū)業(yè)務(wù)量3 種因素，對(duì)目標(biāo)干擾小區(qū)進(jìn)行綜合排序，得到干擾小區(qū)的處理優(yōu)先級(jí)；再根據(jù)干擾小區(qū)PRB 的干擾程度和分布特征，識(shí)別對(duì)應(yīng)的干擾類型，以便于現(xiàn)場(chǎng)掃頻中快速甄別干擾源，以達(dá)到快速支撐5G 干擾優(yōu)化工作，達(dá)到提升5G 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和用戶感知的目的。

1 5G干擾現(xiàn)狀

目前5G 小區(qū)的干擾判定方法，通常以指標(biāo)“上行每PRB 的接收干擾噪聲平均值”作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)該指標(biāo)取值大于門(mén)限M，則判定該小區(qū)有干擾，一般情況下門(mén)限M=-107 dBm。以該方法統(tǒng)計(jì)某地（市）5G干擾小區(qū)數(shù)量為385個(gè)，干擾占比為1.58%。

從目前已排查的干擾小區(qū)情況分析，5G 小區(qū)主要受到外部干擾，干擾類型為屏蔽器干擾和無(wú)線網(wǎng)橋干擾。屏蔽器干擾主要由學(xué)?？荚嚂r(shí)開(kāi)啟屏蔽器產(chǎn)生，無(wú)線網(wǎng)橋干擾主要由碼頭、倉(cāng)庫(kù)、居民樓使用的無(wú)線監(jiān)控非法占用5G頻段產(chǎn)生（見(jiàn)圖1）。

圖1 各5G干擾類型占比

2 5G干擾小區(qū)識(shí)別

2.1 干擾分段

5G 100 MHz帶寬的小區(qū)，采用30 kHz子載波間隔時(shí)，擁有273 個(gè)RB。當(dāng)僅有部分RB 被干擾時(shí)，平均干擾值有可能達(dá)不到門(mén)限M而被忽略。

為了更精準(zhǔn)地了解5G 小區(qū)被干擾情況，將5G NR小區(qū)100 MHz頻段按20 MHz帶寬劃分為：D4、D5、D6、D1、D2共5個(gè)分段，如表1所示。

表1 頻段劃分規(guī)則

2.2 分段干擾強(qiáng)度計(jì)算

將5G 小區(qū)分段后，分別計(jì)算每個(gè)分段的干擾值，計(jì)算步驟如下。

第1步：將頻域PRB 底噪電平值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的功率值。

第2步：將所有PRB的功率值求平均。

第3步：把功率值的平均值轉(zhuǎn)換為底噪對(duì)應(yīng)的電平值，得到分段平均干擾值。

具體如下：

D4頻段干擾均值的計(jì)算公式為：

D5頻段干擾均值的計(jì)算公式為：

D6頻段干擾均值的計(jì)算公式為：

D1頻段干擾均值的計(jì)算公式為：

D2頻段干擾均值的計(jì)算公式為：

其中NIPRBi表示第i個(gè)PRB的底噪電平值。

干擾值越大，對(duì)用戶的影響越大。當(dāng)干擾電平在-107～-105 dBm 時(shí)，時(shí)延有所增加；當(dāng)干擾電平在-105～-100 dBm 時(shí)，體驗(yàn)速率有所降低；當(dāng)干擾電平在-100～-95 dBm 時(shí)，瀏覽網(wǎng)頁(yè)存在明顯卡頓；當(dāng)干擾電平在-95～-90 dBm時(shí)，用戶語(yǔ)音通話容易掉線；當(dāng)干擾電平大于-90 dBm時(shí)，用戶接入網(wǎng)絡(luò)困難。

因此，定義5G 小區(qū)的整體干擾電平取分段的電平的最大值，P=MAX(PD4,PD5,PD6,PD1,PD2)。

2.3 干擾小區(qū)識(shí)別

以P值大小進(jìn)行干擾小區(qū)識(shí)別，當(dāng)P>-107 dBm時(shí)，判定目標(biāo)小區(qū)存在5G 干擾；當(dāng)P≤-107 dBm 時(shí)，判定目標(biāo)小區(qū)不存在5G 干擾。以該方法統(tǒng)計(jì)相同地（市）5G 干擾小區(qū)數(shù)量有454個(gè)，干擾占比為1.86%，相比傳統(tǒng)方法增加17.92%，干擾小區(qū)的識(shí)別更精準(zhǔn)。

3 5G干擾小區(qū)等級(jí)確定

干擾小區(qū)的處理過(guò)程是很復(fù)雜的，定位干擾源的過(guò)程通常需要長(zhǎng)達(dá)多天的掃頻測(cè)試，耗費(fèi)大量的人力和物力資源。為了將有限的資源投入到最值得的地方，確定5G干擾小區(qū)的處理優(yōu)先級(jí)顯得尤為重要。

本文從干擾范圍、干擾強(qiáng)度、小區(qū)業(yè)務(wù)量3 個(gè)維度，對(duì)干擾小區(qū)進(jìn)行綜合排序，確定干擾小區(qū)的處理優(yōu)先級(jí)（見(jiàn)圖2）。干擾范圍和干擾強(qiáng)度表現(xiàn)了小區(qū)受干擾影響的程度，而小區(qū)業(yè)務(wù)量則表示了該小區(qū)的價(jià)值，小區(qū)業(yè)務(wù)量越大，則表示受干擾的高價(jià)值用戶越多。

圖2 5G干擾處理優(yōu)先級(jí)排序

3.1 干擾等級(jí)劃分

根據(jù)干擾范圍、干擾強(qiáng)度、小區(qū)業(yè)務(wù)量分別對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量影響的程度，劃分不同的優(yōu)先等級(jí)，具體如表2所示。

表2 優(yōu)先級(jí)劃分規(guī)則

3.2 TOPSIS綜合排序算法

把綜合評(píng)價(jià)的問(wèn)題列成矩陣，通過(guò)矩陣歸一化確定正理想解和負(fù)理想解，然后計(jì)算每一個(gè)被評(píng)價(jià)的對(duì)象與正理想解和負(fù)理想解之間的差距，再比較與理想解的接近度，從而得出綜合評(píng)價(jià)排名。其具體計(jì)算流程如下。

步驟1：將趨勢(shì)化相同的原始矩陣Xij歸一化處理，得到歸一化矩陣Zij。其中，Xij表示第i個(gè)小區(qū)的j指標(biāo)優(yōu)先級(jí)，本示例中，表2 可表示為()n× 3 的矩陣Xij，i表示小區(qū)數(shù)，i=1,2,3,…,n；j表示指標(biāo)數(shù)，j=1,2,3，則。

步驟2：經(jīng)過(guò)歸一化處理后，可以得到干擾范圍、干擾強(qiáng)度、小區(qū)業(yè)務(wù)量3 個(gè)維度最優(yōu)指標(biāo)（正理想解Z+）和最差指標(biāo)（負(fù)理想解Z-）:

步驟5：對(duì)各小區(qū)接近程度Li進(jìn)行排序，數(shù)值越小，干擾處理優(yōu)先級(jí)越高。

4 5G常見(jiàn)干擾類型識(shí)別

目前5G 常見(jiàn)干擾類型有：偽基站干擾、D 頻段未退頻干擾、屏蔽器干擾、無(wú)線網(wǎng)橋干擾。通過(guò)統(tǒng)計(jì)PRB 干擾數(shù)據(jù)的分布特征，以及每種干擾類型常出現(xiàn)的干擾分段，對(duì)干擾類型進(jìn)行識(shí)別。

4.1 偽基站干擾

偽基站干擾原理：偽基站獨(dú)立于運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，又與運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)同頻率，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商正常的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)被干擾。

偽基站干擾波形圖：頻段內(nèi)連續(xù)20～40 個(gè)PRB 底噪抬升，其余PRB 底噪無(wú)抬升，常出現(xiàn)在頻段D1、D2中，如圖3所示。

圖3 偽基站干擾波形圖

4.2 D頻段未退頻干擾

D 頻段未退頻干擾原理：LTE-TDD 和5G 系統(tǒng)存在頻譜重疊區(qū)，2個(gè)系統(tǒng)間在頻譜重疊區(qū)域相互干擾。

D 頻段未退頻干擾波形圖：僅在D1、D2 頻段連續(xù)超過(guò)50 個(gè)PRB 底噪抬升，其余PRB 底噪無(wú)抬升，如圖4所示。

圖4 D頻段未退頻干擾波形圖

4.3 屏蔽器干擾

屏蔽器干擾原理：從信道的低頻段向高頻段以一定的速度掃描，使手機(jī)接收?qǐng)?bào)文信號(hào)中形成亂碼干擾。屏蔽器干擾波形圖如圖5 所示，全頻段PRB 底噪抬升或者后80 MHz頻段的PRB底噪抬升。

圖5 屏蔽器干擾波形圖

4.4 無(wú)線網(wǎng)橋干擾

無(wú)線網(wǎng)橋干擾原理：無(wú)線監(jiān)控設(shè)備發(fā)射信道占用5G的D4&D5頻段。無(wú)線網(wǎng)橋干擾波形圖如圖6所示，僅在D4、D5 頻段連續(xù)超過(guò)30 個(gè)PRB 底噪抬升，其余PRB底噪無(wú)抬升。

圖6 無(wú)線網(wǎng)橋干擾波形圖

5 5G干擾優(yōu)化工具及優(yōu)化效果

將以上所述的干擾小區(qū)識(shí)別和干擾等級(jí)排序以及常見(jiàn)干擾類型識(shí)別過(guò)程，通過(guò)工具化實(shí)現(xiàn)，可以有效地提高干擾監(jiān)測(cè)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。5G 干擾識(shí)別工具只需要從網(wǎng)管中導(dǎo)出5G 小區(qū)業(yè)務(wù)量以及273 個(gè)RB 的干擾值，通過(guò)程序自動(dòng)計(jì)算和處理，即可得到目標(biāo)區(qū)域的受干擾小區(qū)處理優(yōu)優(yōu)先級(jí)和干擾類型，如表3所示。

表3 5G干擾處理和分類自動(dòng)識(shí)別工具

某地（市）將5G 干擾識(shí)別工具投入應(yīng)用，5G 干擾小區(qū)占比從2.52%降低到1.67%。同時(shí)將干擾引發(fā)的投訴占比由2.38%下降到0.66%，有效地提升了用戶滿意度。

6 結(jié)束語(yǔ)

5G 的大帶寬特性為用戶帶來(lái)高速體驗(yàn)和良好感知的同時(shí)，也更容易受到外界的干擾。本文通過(guò)對(duì)5G干擾小區(qū)進(jìn)行分段分析和處理，確定干擾小區(qū)的處理優(yōu)先級(jí)，同時(shí)對(duì)小區(qū)干擾類型進(jìn)行初步識(shí)別。有助于提高5G干擾問(wèn)題的識(shí)別精確度和5G干擾源的掃頻定位速度，將有限的干擾處理資源投入到對(duì)網(wǎng)絡(luò)影響最大的干擾處理工作中，不僅能夠提升用戶網(wǎng)絡(luò)感知還能降低運(yùn)營(yíng)商的OPEX。