5G优化案例优化MIMO时域图谱参数降低5G网络同频干扰问题.docx

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5G优化案例优化MIMO时域图谱参数降低5G网络同频干扰问题

优化MIMO时域图谱参数，降低5G网络同频干扰问题

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优化MIMO时域图谱参数，降低5G网络同频干扰问题

【摘要】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5GRAN2.1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，针对解决同频干扰问题的研究迫在眉睫，本文初步讨论通过合理规划修改SSB起始位置错开同一符号内不同站点波束覆盖重叠的可能性。

【关键字】NRSSB波束扫描下行链路检测流程定时器

【业务类别】其他类

一、原理介绍

针对该案例，首先我们需要了解一下过往对干扰处理的方式。

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。

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：

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：

图二：

3G/4G空间波束赋形的智能天线技术

对于5GSA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，5GAAU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：

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：

图四：

5G相邻小区SSB波束干扰场景二

5G相邻小区SSB波束干扰场景动图

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，5GRAN2.1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：

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。

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。

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“SCGfailureinfo”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：

图八：

SA组网RRC空口重建

二、分析过程

1、问题简述

XX在进行现场验证波束赋形场景隔离时发现，当打开WH-市区-华亿南楼楼顶

-ZNRTA-7077913附近小区多波束开关时，现场测试发现，在开机入网瞬间，能发现多波束，波束会自动切换至1波束，就锁定在1波束上，反复测试依然如此，仅在开机瞬间能占在最强波束上，问题详情见下图九：

图九：

入网瞬间多波束切换至1号波束上

2、分析过程

由上述问题初步判断，可能是因为波束相关参数设置错误导致，优先查看波束相关参数，首先查看波束开关是否打开，核查该接入小区参数后排除波束开关问题，如图十。

图十：

子波束是否有效开关

从前台障碍现象以及XX现网拉网情况，发现95%以上的情况都是波束切换至1波束后，多波束在邻区中就消失了，将1波束开关关闭后，查看障碍情况，发现多波束可正常被发现，如图十一。

图十一关闭波束1后前台测试截图

在由上述障碍现象核查对应信令，在没有关闭1波束的情况下，MR上报的R15NR邻区中SSB波束是携带1波束的测量信息的，但是在关闭了接入小区的1波束情况下，MR上报的测量信息中就不携带1波束的测量信息了，甚至邻区中还携带了PCI1小区的1波束测量信息，只是没有满足条件并没有切过去，由此可以判断除去子波束开关以外可能存在别的参数，控制波束接收和测量。

三、解决措施

通过翻阅中兴相关材料，我们发现如下配置信息：

由于在V3版本升级后，部分策略配置方法、DV参数修改方法、计数器策略发生变化，V2->V3多波束测量配置变更说明，按照V2版本8波束的配置方法，升级到V3版本后因实现的改变，只能测到单波束，即V2实现的算法是根据服务小区波束配置SSBlock和已知测量邻区SsbMeasInfo的测量波束配置取并集，如服务小区原先按照8波束配置，跟邻区取并集后还是8波束；V3实现的算法只根据NRintraFMeasObjext节点下的波束测量配置进行下发，而版本升级后波束配置强制刷为mediumBitmap（01000000）单波束。

V2升级V3后，配置8波束的时候需要升级过程中同步修改

1、1.V3GNBCUCPFunction->ExternalNRCellCU->SSBMeasInfo->mediumBitmap修改成

11111110

2、GNBCUCPFunction->NRCellCU->MeasConfig->NRIntraFMeasObject->mediumBitmap修改成11111110

3、GNBCUCPFunction->NRCellCU->CellResel->IntraFReselection->mediumBitmap修改成

11111110

由以上文档我们将测试小区mediumBitmap参数修改成建议值11111110后观察复测情况如下图我们看到当1波束打开的同时，MR上报信息中也会正常携带除1波束以外的3波

束的测量信息，已经邻区的0号波束测量信息。

正常行走，波束之间也可以发生切换，原有障碍问题得到解决。

四、经验总结

通过该案例的分析，我们发现中兴V2版本实现的算法是根据服务小区波束配置SSBlock和已知测量邻区SsbMeasInfo的测量波束配置取并集，如服务小区原先按照8波束配置，跟邻区取并集后还是8波束；V3版本实现的算法只根据NRintraFMeasObjext节点下的波束测量配置进行下发，而版本升级后波束配置强制刷为mediumBitmap（01000000）单波束导致除1波束以外波束不下发测量的问题。

通过信令分析直接定位了问题点，从而查找中兴相关资料，定位问题关键参数

mediumBitmap并将参数由01000000修改为正确的11111110；从而问题得以解决。

本案例只是研究干扰问题衍生出来的案例，后续将继续对干扰问题进行二阶段研究，核心问题已经写清楚了，通过多波束的时域区分，来提升sinr，二阶段证明可行性以及性能提升，三阶段开发优化方式，即如何合理设置规划波束可时域和空域之间错开，由此提升同频干扰问题，以及SINR。