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5G C波段SA组网后站点密度增加,如何避免同频干扰呢?干货
发稿日期:2021-01-11 06:03:36
1. 5G C波段SA组网后站点密度增加,如何避免小区间同频干扰呢?

背景大事记

q5.1

2019年9月,全球移动通信系统协会(GSMA)正式宣布,成立《5G SA部署指南》工作委员会(task force)。鉴于中国电信在SA技术、组网等方面的突出工作成就,GSMA确定该工作委员会由中国电信牵头,并且由中国电信5G创新中心王敏担任主席,NTT DOCOMO、Hutchison等多家5G运营商以及华为、中兴、大唐、爱立信等5G主设备和终端厂商正在积极申请加入。

问:5G C波段SA组网后站点密度增加,如何避免小区间同频干扰呢?

答:从3G时代开始,无线空口就已经实现采用同一个频点组一张网的愿景,这样大量节省运营商建设无线网络时,所付出的无线频谱的投资。到4G和5G时代,同样支持同频组网,甚至在5G RAN2.1之前无线基站都只支持同频测量,都不支持起GAP进行异频测量。这也说明建设一张连续覆盖的5G网络,工信部最初给各运营商每家分配的100Mhz频谱资源完全够用于建设一张独立的5G网络。但鉴于5G用户越来越多,同时因采用3.5Ghz的C波段造成站点密度越来越高,5G小区间同频干扰也越来越大。

最初建设4G无线网络时,一开始说覆盖不够要抬天线下倾角要加站,随着用户越来越多又说加了站同频干扰太大,要压天线下倾角要控制覆盖(参考《192天线阵子的32TR AAU与64TR AAU性能上有哪些差异?》)。所以为避免小区间的同频干扰,有两种方案:第一,实现异频;第二,实现空间隔离。对于第一种方案,因为没有更多频点资源,不能直接增加,便产生了小区边缘异频解决方案ICIC,对于小区边缘容量有所牺牲,如下图:

q5.2

图一:小区间干扰协调方案

对于第二种方案,完全空间隔离在3G/4G时代的天线技术也提出一个智能天线的说法,最早时应用部署在中国移动的TD-SCDMA网络,对于业务信道采用波束赋形,实现业务的空间波束隔离,如下图:

q5.3

图二:3G/4G空间波束赋形的智能天线技术

对于5G SA小区,以上第一种小区间干扰协调方案不适用于AAU场景,而对于第二种波束空分隔离场景,不同于3G/4G只针对PDSCH信道进行波束赋形,5G AAU对所有信道都采用波束赋形。其小区同步广播信道SSB采用时分扫描机制,相邻小区间波束起始顺序与PCI有关系,如果不考虑关联PCI,都将波束起始方向从默认起始方向进行时,这会出现以下小区正中交汇处的同频干扰,重叠覆盖度为3,如下图所示:

q5.4

图三:5G相邻小区SSB波束干扰场景一

采用不同起始位置进行扫描轮询也有讲究,如下两种场景,第一种场景有两处存在波束同频干扰,重叠覆盖度为2,而第二种场景则减少到只有一处位置存在波束同频干扰,重叠覆盖度为2,如下图所示:

q5.5

图四:5G相邻小区SSB波束干扰场景二

q5.6

图五:5G相邻小区SSB波束干扰场景三

综上所述,采用最后一种起始位置的分时扫描策略,小区间SSB同频干扰概率是最小的,5G RAN2.1以后都采用该方式进行分时扫描赋形。如果干扰太大,会造成物理层的无线链路失步而导致掉话,所以在NR的物理层也有相应的RLM物理链路检测机制,来及时检测物理层的链路问题,如果触发了物理层链路失步(RLF),可以通过相应的恢复机制保证上层协议链路的连通性,及时恢复业务。

因5G干扰级别从小区级细化到波束级,在空口物理层引入了针对单个波束的波束失步检测(BFD)及恢复(BFR)的机制和流程。检测机制类似小区级RLF,UE进行波束检测也是通过RRC消息中的信元 RadioLinkMonitoringConfig 下发,如下图所示:

q5.7

图六:RLM消息信元

3GPP标准中只定义了下行链路检测的流程,上行链路主要通过上行定时流程进行维护。根据规范的定义,无论是NSA组网还是SA组网,只要终端激活了相应的BWP,终端就需要进行链路检测。一般场景下,我们可以认为只要终端处于RRC连接态(SA场景)或者SCG连接(NSA场景),终端就需要进行物理层检测。终端可以使用SSB或者CSI-RS两种参考信号进行检测,测量规范中也没有明确定义,UE会周期性的进行测量(周期不超过10ms),可以是RSRP,SINR或者是BLER。

对检测后的结果进行评估,来触发是否失步。3GPP中定义两个门限,RlmInSync和RlmoutSync,简写为Qin和Qout,分别对应可靠的链路状态和非可靠的链路状态。BLF检测基于RS的SINR进行检测,而RLF检测基于RS的电平进行检测。

但这两个门限的定义是基于特定DCI配置下,UE检测PDCCH的BLER进行定义的。Qin和Qout可以通过RRC信令进行下发,如果不下发,则使用协议默认值:Qin=2%,Qout=10%。

终端L1根据每个周期的测量结果和这两个门限对比,根据对比结果,终端L1会向L3下发相应的指示:

a.如果测量结果大于Qout,则L1向L3上报out-of-sync指示

b.如果测量结果小于Qin,则L1向L3上报in-sync指示

在RRC消息中,gNodeB会给终端下发N310常量参数,该参数表示终端连续接收失步指示的次数。如果终端的L3连续收到N310个失步指示,则终端侧认为下行链路失步(RLF)。BLF波束检测时,如果UE配置了多个波束的检测集合,需要集合内所有的波束都满足该条件才会判决为波束失败。在连续N310个失步指示之前,如果终端L3收到过一次同步指示,那么N310将会被重置,重新进行计数。当UE检测到RLF时,终端侧会立即启动定时器T310,该定时器会用于控制链路恢复流程。

q5.8

图七:失步检测与定时器

当UE检测到链路失步后,并不会立即导致掉话,UE侧会采集相应的措施恢复物理层链路。RLF链路恢复有如下两种机制:物理层直接恢复和RRC重建流程恢复(仅SA组网)。而BLF波束恢复不同,只能通过物理层随机接入流程进行恢复,没有RRC重建的流程,UE可以通过非竞争的随机接入(CFRA)或者基于竞争的随机接入(CBRA)进行波束恢复(参考《5G UE初始接入时经历哪些波束扫描的过程?》)。

如果在T310超时之前无法收到连续N311个同步指示,对于NSA组网来说,没有其它的恢复机制,UE会立即向eNdoeB上报 SCG failure info 消息,触发5G的掉话。但如果是SA组网,即使T310超时,UE还是可以通过RRC重建流程进行链路恢复,如果重建成功,那么不会导致掉话。在此过程中,会使用到T311,T301等定时器进行控制,定时器的作用和意义和LTE网络基本一致。整体过程如下图所示:

q5.9

图八:SA组网RRC空口重建

本文来自华为HICLC-ICT人学习交流社区

2. 干货 | 频谱分析仪基础知识

说到频谱分析仪很多资料中都会出现下面这张图

q5.10

频域:是描述信号在频率方面特性时用到的一种坐标系。

q5.11

频谱:频率的分布曲线,复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡,这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱。

q5.12

从频谱上可以直接获取的信息:

1、信号包含的频率成份;

2、信号各频率成份的幅度;

频谱的用途:通过观察信号的频谱,可以帮我们找出产生该信号的设备的问题或者特性。

q5.13

频谱分析仪按工作原理分可分为:傅立叶式频谱分析仪

q5.14

和 扫频式频谱分析仪

q5.15

频谱分析仪可以测量功率、频率、调制、噪声和失真。

为什么要了解一个信号的频谱成分?

有些系统原本就与频域有关,例如电信系统使用的FDM频分复用,广播电台也采用频域多用方式。在这些限制带宽的系统中,了解一个信号的频谱成分就显得很重要。

为什么要测量功率?

对于一个发射机而言,如果设计的发射功率太小就不能达到目的地,如果设计的发射功率过大,又会引起高能耗、高温升、失真等问题。因此功率测量在系统验证时会常常用到。

什么是调制调制与解调?

在调制系统中,为了保证系统工作正常,信号被正确的发送(有效性),需要对调制质量(可靠性)进行测量。

调制测量有哪些项目?

数字调制:误差矢量幅度(EVM), IQ不平衡(IQ imbalance),相位误差(phase error versus time) 什么是失真?

电子系统中所使用的许多电路都认为是线形电路。这意味着,对于正弦波输入,输出也是或许有不同幅度和相位的正弦波。在时域中,用户指望看到与输入波形形状精确相同的输出波形。在频率中,我们指望看到输出应具有与输入相同的频率(且只有该频率)。由输入信号产生的任何其他频率都视为失真。

q5.16

为什么要测量失真?

1、谐波失真

最大谐波

相对谐波失真

总谐波失真THD:基波的百分数

q5.17

q5.18

2、互调失真

当输入两个不同频率的正弦波到非线性,输出除了这个两个信号以及他们的谐波外,还有谐波的和频和差频,这些新频率分量称为互调失真。

与原始信号接近的失真最难处理,因为失真分量落在 频带内 。

测量的量有三阶互调失真、截获点等。

q5.19

3、邻近信道功率比ACPR

ACPR度量了干扰或者说是相邻频率信道功率的大小。通常定义为相邻频道(或偏移)内平均功率与发射信号频道内的平均功率之比,ACPR描述了由于发射机硬件非线性造成的失真大小。

q5.20

4、杂散辐射

spurious emissions汉语叫 杂散辐射 或者 杂散发射 ,指的是在模拟信号处理的过程中,经过频率变换和信号放大,会产生一些无用的信号,这些无用信号有些是有用信号的n次谐波,有的是在混频时产生的副产品。这样就造成了在输出信号的频谱上除了有用信号外,在其他频率上还有一些比较小的信号(如果设计的太差的话,没用的信号有时会比有用的信号还大),就像毛刺一样,这种东西也会随着有用信号从天线辐射出去,所以形象的叫做 杂散辐射 。

测量噪声

噪声功率谱密度

等效噪声带宽

分贝又是什么?

dB

分贝(dB)是借助于功率比来定义的:

A(dB) = 10log(P1/P2) = 20log(V2/V1)

dBm

P = 10log(P/PREF)

V= 20log(V/VREF)

频谱和网络测量最常用的功率参考值是1mW,结果用dBm表示。

P(dBm) = 10log(P/0.001)

分贝的用途?

分贝用来以对数方式确定功率的比值和电压的比值。也可以通过适当的参考值来确定绝对值。分贝常用于电子系统中增益和损耗的计算。

为什么要用dB?

1、对数方式压缩大范围变化的信号电平。

2、在增益和损耗的计算时,乘法运算变成较方便的加法运算。

使用对数幅度坐标的好处?

在同样屏幕分辨率下,可以同时观察很大和很小的值。

例如:1V信号和10uV信号都能出现在动态范围为100dB的显示器上,

而用线性刻度则不可能以清晰的图形同时显示这两个信号。

q5.21

来源: 滤波器

从2019年6月6日颁发5G牌照至今,2020年是一个转折点,大规模新建5G基站,迅速实现地市5G全覆盖。今天就从5G建网、5G终端、5G用户以及5G应用等多个方面,一起来回顾一下2020 5G这一年的成果。

2019年9月,全球移动通信系统协会(GSMA)正式宣布,成立《5G SA部署指南》工作委员会(task force)。鉴于中国电信在SA技术、组网等方面的突出工作成就,GSMA确定该工作委员会由中国电信牵头,并且由中国电信5G创新中心王敏担任主席,NTT DOCOMO、Hutchison等多家5G运营商以及华为、中兴、大唐、爱立信等5G主设备和终端厂商正在积极申请加入。

滤波器作为射频器件重要组成部分,承担了帮助基站选频的重任。一般来讲,不同基站有属于自己的明确的工作频段,因此基站必须有选择各种频率信号来进行收发的能力。而滤波器的主要功能负责对发送和接收信号进行滤波,可以剔除不需要频段的信号,从而保证发送和接受信号的准确度。随着5G时代的到来,新一轮基站建设潮将不可避免,滤波器也将迎来新一波需求高峰,以往的腔体滤波器逐渐向陶瓷介质滤波器转型。

电联的5G消息集采再次终止,这已经是第二次了。为什么无人投标?前后两次招标,投标人资格预审,都不足3家参与,也就是说有可能是2家,也可能没有。只能说,预算真的很低,从第二次提高限价,联通甚至于要减少采购规模,可以看出在预算上确实已经控制得很严了。

从相关部委、地方政府和电信运营商处获悉,多方正加紧制定和出台2021年5G建设和产业发展规划,推进5G网络面向省会、市县和大乡镇进一步覆盖。加大财政资金支持力度,设立5G产业发展基金,引导社会资本投资信息基础设施建设。业内指出,在系列政策支持下,明年全年新建5G基站或超过百万个,有望初步实现全国覆盖;5G高新视频、5G+工业互联网等重点领域的应用将进一步拓展,在稳投资、促消费、培育新动能方面释放更大潜力。

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