TD-SCDMA网络同频干扰的解决方法

摘　要：本文首先分析了TD-SCDMA网络的同频干扰问题，介绍了N频点技术、TFFR算法和动态资源分配技术解决同频干扰的原理和优、缺点，认为N频点技术结合动态资源分配很好地结合了频率和时隙资源的多维分配，通过合理调整资源来降低同频干扰，取得了较好的效果。

关键词：同频干扰 ；N频点技术； TFFR算法； 动态资源分配
1、引言
　　同频干扰就是指干扰信号的载频与有用信号的载频相同，因而对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。在CDMA网络中，同频干扰是一个比较关键的问题，对提升CDMA系统的容量及其他关键指标有重要意义。TD-SCDMA网络同频干扰主要包括：公共信道（TS0）同频干扰、导频同频干扰及业务时隙同频干扰。
　　同频干扰是TD-SCDMA网络固有的问题，主要原因是：TD-SCDMA系统的射精理念是通过智能天线、联合检测、同步等技术极大地降低系统内的干扰，从而提高系统扩频码道利用率。但是，由于采用了长度较短的扰码和扩频码，扩频增益相对较小，造成TD无法像WCDMA一样同频组网。同时，频率资源不足，造成TD无法像GSM一样异频组网，因此，造成同频干扰较高。
2、N频点技术
　　传统的多载频TD-SCDMA系统每个载波扇区为一个逻辑小区，每个小区发送各自的导频和广播信息，每个载频都必须配置完整的公共信道。组网方式有同频组网和异频组网两种典型的方式。同频组网指各扇区使用相同的载频，而异频组网指各扇区采用不同的载频。
　　显然，同频组网可以充分实现TD-SCDMA系统的高频谱利用率，但这种情况下，载频间广播信道的干扰严重，导致系统性能和效率降低，需要做更多的网络规划和优化工作。异频组网，小区工作在不同的频点，邻区干扰很小，网络性能较好，同时网络规划和优化实施也比较容易。但异频组网也有明显的缺点，不同小区分别占用一个频点资源，15 MHz带宽可支持的最大配置是S3/3/3。当需要支持多个载波以提供更大的容量时，这种方式耗费频谱资源非常快，频谱的使用不太经济。
  另外，对于移动用户， 在同频干扰较强下发生小区间切换时，由于切换用户发射功率的抬升引起目标小区用户发射功率抬升，对源小区用户干扰增大，使得源小区用户发射功率进一步提高，反过来又导致目标小区干扰增大，在这种相互作用下，邻区边缘用户间的功率竞争会导致系统底噪抬升，严重时将导致功控失效。当功率的抬升不足以补偿路损及干扰的影响时就会导致切换用户掉话。
　　针对传统多载频技术的缺陷，N频点技术在一个小区配置多个载频，承载PCCPCH的载频称为主载频，不承载PCCPCH的载频称为辅载频。只在主载波上配置DWPCH和PCCPCH，多个频点使用一个共同广播，如图1所示，这样下行导频和小区广播就不会因载波增加而导致覆盖收缩。
　　
　　
　　
　　
主载波
TS0DWGPUPTS1TS2TS3TS4TS5TS6辅载波1


TS1TS2TS3TS4TS5TS6辅载波2


TS1TS2TS3TS4TS5TS6图1 N频点技术主、辅载波配置
　　TD-SCDMA的 N频点技术的应用可以使同一扇区下的多个载波按照一个小区的方式来管理，可以减少许多小区参数相关的规划工作，比如小区ID、邻区列表、扰码、位置区、路由区等等。N频点小区内只有一个主载波发射下行导频和广播信道，因此可以将相邻小区的主载波规划在不同的频点。对于B频段15MHZ划分为2部分：F1~F3，室内分布或微蜂窝使用；F4~F9宏蜂窝使用。常见的S3/3/3配置方式如下图2，主载波异频配置，辅载波同频配置。

图2  N频点技术S3/3/3配置方式
　　N频点技术主载波频点设置相异，利用异频的良好特性，较好地削弱了各小区间主载波的干扰。N频点的设计思想将辅载波对主载波TS0上公共控制信道的干扰降到最低，保证了公共控制信道具有较高的接收质量和覆盖能力。
　　对于辅载波的频点配置，考虑的基本原则是尽量减少辅载波对邻小区的主载波业务信道的干扰。在建网初期，容量需求不大，辅载波可以配置较少数量。通过频率规划，实现辅载波的频点与其他小区主载波的频点重用距离尽可能远。当网络逐渐步入成熟期，市场容量需求旺盛，由于TD-SCDMA系统呼吸效应不明显的特点，可以使用直接增加载波的方式实现扩容，解决网络的容量压力。注意此时各相邻小区的主载波频点配置不变，而且辅载波上TS0通常不承载业务，两方面共同确保主载波TS0时隙上的广播信道遭受的干扰不增加。对覆盖影响很小，保持不同时期网络规划的一致性。
　　TD-SCDMA的工作频段已在B频段基础上，扩展了A频段(1880MHz-1900MHz)。网络规划可以以B频段做主频点，而A、B频点作为辅频点实现N频点组网。这种方式就要求系统设备在同一小区内即支持A频段又支持B频段，也保证了现网终端的正确驻留，主频点可用数量的增加提升了公共信道的覆盖质量，从而提升网络质量。
　　N频点技术相比多载频组网优势：（1）降低了系统干扰，提高了系统容量，一个扇区、小区内只有一个主载波频点发射下行导频和TS0，因此TS0时隙和下行导频时隙在任何情况下都是异频组网；（2）降低了系统拥塞率，提升了系统效率，N频点小区中所有载频资源属于同一小区，公共导频和广播信道，降低了手机接收广播信道的数量，而且系统可以对多个载频的容量进行统一分配合调度，提高系统效率；（3）改善系统同频组网性能，提高了在同频情况下，公共信道和导频信道的覆盖效果。
3、TFFR算法
　　对于公共信道和导频同频干扰，可采用上述N频点技术进行消除，对于业务时隙同频干扰，则必须通过其他方法消除。基于动态频率复用的TFFR（TD-SCDMA软频率复用）算法，正是为了有效抑制小区间同频干扰，尤其是小区间切换带内的干扰设计的，可以有效提升TD-SCDMA系统的网络性能。
　　N频点技术主载波全网连续覆盖，是小区边缘用户的服务载波，相邻小区主频点异频并“接壤”，辅频点覆盖范围小于主频点，辅频点之间并不“接壤”，是小区中心区域的服务载波。
TFFR算法在N频点的架构和有限的载波资源条件下，为了减少小区之间的同频干扰，考虑通过网络侧的算法为小区内不同终端选择不同的驻留载波。网络侧根据终端上报的测量报告，动态调整终端的工作频率，终端在离天线较近的地方时，被系统调配到辅载频，当终端在小区边缘时则调配到主载频。当终端需要进行切换时，由于切换在两个主载频之间进行，因此不存在同频干扰。
4、动态资源分配技术
　　TFFR算法给出了一种消 除业务时隙同频干扰的方法，但有一个本质的问题，就是主、辅载频的覆盖面积并不一致，这就给主辅载频的容量均衡带来了挑战。由于距离天线较近的终端既可以使用主载频，又可以使用辅载频，而距离天线较远的终端只能使用主载频，因此系统必须不断将用户调整到辅载频，以释放更多的资源给距离天线较远的用户。另外，无论是将距离天线较近用户调整到辅载频，还是距离天线较远用户进行主载频间“切换”，都是根据主频点PCCPCH的相对功率大小进行调整。由于终端是根据主频点的干扰情况进行调整的，而主频点的干扰情况并不能代表业务时隙的干扰情况，因此根据主频点干扰调整可以被看作“盲调”，而且，由于系统要进行调整，就要求终端不断上报所测量的干扰信息，这给系统带来巨量下行测量控制、上行测量报告。特别是上行报告的增多增加了终端电耗，并影响了业务质量。
　　TD-SCDMA系统中一条信道是由频率/时隙/扩频码的组合唯一确定。针对TFFR算法的缺陷，可以充分利用TD-SCDMA系统资源单元多维度的特点，当干扰出现在某一个维度时，通过频域DCA和时域DCA，充分利用频率和时隙资源，将几种干扰重新分配到不同维度，以降低干扰。在TFFR算法进行载频调整的基础上，在用户干扰增大后需要调整时，再经过时隙调整，使各时隙的负载保持均衡有效降低负荷较高时隙的各用户的干扰。
　　当用户处于接入和切换时，邻小区干扰是主要干扰，充分考虑邻小区干扰对资源分配的影响，选择资源包括各个载波的各个时隙，计算各频点各时隙所受到的干扰，并按照大小进行排序，优选干扰最小的资源进行分配。
　　当用户处于连接状态时，根据时隙的上下行的负荷情况，Node B测得的上行时隙的干扰和UE测得的下行时隙干扰，各时隙剩余RU资源情况，将用户调整到干扰较小的频点时隙上，有效提高资源调整的质量。
5、总结
　　目前在N 频点组网的情况下，TD-SCDMA系统中仍然存在专用业务信道同频干扰，同频干扰将导致网络KPI的严重下降。在引入动态资源分配技术后，很好地结合了TD-SCDMA制式资源维度多的特点，通过合理调整资源，不但能够在同频干扰严重的小区间切换带区域，降低甚至消除小区间的同频干扰带，而且，能避免TFFR算法的“盲调整”的风险，提高切换成功率，很好地解决了业务时隙同频干扰。
参考文献：
[1] 崔骅．以“运”达“维”TD-SCDMA同频干扰解决方案 中国新通信  2010，（5）
[2]李世鹤．TD—SCDMA第三代移动通信系统标准．北京：人民邮电出版社。2003
[3] 中国移动北京公司.TD-SCDMA网络同频干扰问题优化建议.