5G移动通信系统远端基站干扰解决方案研究

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图1 远端基站干扰原理示意图
远端基站干扰具有干扰范围广、频次高、程度严重 等特征。国内运营商在TD-LTE现网运营时发现，全国
半数省份受扰，严重省份全年半数以上天数受扰。干扰 发生时上行底噪大幅抬升，网络上行性能恶化。
上述方案解决了从无到有的问题，已在多个省份 开展小规模试验，效果良好，但仍然存在一定的提升空 间，包括以下4点。
1)自动化程度不足：现有方案中OAM决策主要依 赖专家经验，耗时耗力；
2)干扰回退手段有限：现有方案仅能采用时域回 退手段，当判断存在远端基站干扰后，施扰基站将调 整帧结构，如将特殊时隙中DL、GP和UL符号数从
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图2 TD-LTE远端基站干扰管理技术
9:3:2调整为3:9:2，对DL系统性能 影响大；
3)存在安全风险：现有方案 RIM-RS序列固定不变，易被攻击 者窃取、伪造并发起恶意攻击；
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System & Solution 系统与方案
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4. ЈՇ‫܌܃ٴ‬Ӳܶј OAM
4)方案影响力有限：现有方案 对他国运营商缺乏约束力，无法协 调跨国远端基站干扰。
由于5G时代全球使用统一的 TDD网络，该wk.baidu.com题将困扰全球运营 商，本文提出了一种全球性的远端 干扰管理方案[7-8]，介绍了5G远端 基站干扰管理方案工作原理及流程 框架、设计方法及时域、频域、空 间域和功率域的干扰抑制机制。
系统与方案 System & Solution
5G移动通信系统远端基站干扰解决方案研究
柯 颋1 吴 丹1 张静文1 刘 亮1 邵 华2 1 中国移动通信有限公司研究院 北京 100053 2 中国移动通信集团有限公司 北京 100032
摘 要 远端基站干扰指特定气象条件下，TDD系统远端基站的下行信号经远距离低损耗传输后，对近端基站上行 链路造成的强干扰，具有干扰范围广、频次高、程度严重等特征。TD-LTE现网中发现的远端基站干扰问题通过私 有方案得以解决。到了5G时代，由于全球使用统一的TDD网络，远端基站干扰问题将困扰全球运营商，迫切需要全 球性解决方案。文章在TD-LTE私有方案基础上，针对5G新能力，提出一种更智能、更高效、更安全、更普适的远 端干扰解决方案，通过自动化、智能化的手段，可有效提高网络利用效率、降低网络运维成本。 关键词 无线通信；5G NR；远端干扰管理；TDD
针对TD-LTE现网中发现的远端基站干扰问题，国 内运营商和设备商提出私有解决方案[3-6]，如图2所示。
在TD-LTE私有解决方案中，当受扰基站(Victim) 发现上行干扰噪声(Interference over Thermal, IoT)抬 升符合预设规律时，发送远端基站干扰管理参考信号 (Remote Interference Management Reference Signal, RIM-RS)。施扰基站(Aggressor)向操作维护管理 (OAM)后台上报RIM-RS侦听结果，并根据OAM下发的 指令执行必要的干扰回退操作。
当施扰基站采取干扰抑制措 施后，受扰基站将发现IoT水平回 落。如果这时受扰基站决定停止发 送参考信号，则施扰基站将随即终 止干扰抑制措施。如果大气波导现 象尚未消失，则受扰基站将重新发 现IoT水平抬升，并触发新一轮远 端基站干扰管理流程。上述过程被 称之为“乒乓效应”。
为了避免“乒乓效应”，施扰 基站还需要通过空口发送第二类参 考信号或建立回传链路传输消息的 方式辅助受扰基站判断大气波导现 象是否消失。例如，如果受扰基站 发现IoT水平回落，但仍然能够持
续接收到施扰基站发送的第二类参 考信号，则判断大气波导现象仍然 存在，并持续发送参考信号，确保 施扰基站一直采取干扰抑制措施。 只有当受扰基站和/或施扰基站都 检测不到任何参考信号时，才停止 发送参考信号和/或终止干扰抑制 措施，结束整个远端基站干扰管理 流程。
1.2 远端基站干扰管理流程框架 针对如何辅助受扰基站判断大
1 远端基站干扰管理方案 概述
1.1 远端基站干扰管理工作原理 当受扰基站检测到其上行干扰
水平超过某一阈值，且IoT呈现出 远端干扰所特有的斜坡特性(如图2 右上角曲线所示)时，则判断大气 波导现象发生，并随即开始周期性
地发送远端干扰管理参考信号。基 于信道互异性，施扰基站将检测到 该参考信号，并自动触发干扰抑制 机制。通过配置全网统一的参考信 号时域发送位置，施扰基站根据检 测到的参考信号所在的上行符号位 置，即可反向推断出自身哪些下行 符号传输将对远端基站产生干扰， 进而在上述产生干扰的下行符号上 采取各种干扰抑制措施。
引言
在春夏、夏秋之交的内陆地区，或冬季的沿海地 区，容易发生大气波导(Atmospheric Duct)现象。对流 层中存在逆温或水汽随高度急剧变小的层次，称为波导 层，大部分无线电波辐射都将被限制在该层中，以较低 的路径损耗进行超远距(如数十到数百公里)传播。如图 1所示，对TDD系统而言，远端基站的下行信号经过超 远距离传播后，可能对本地基站的上行数据接收造成较 强干扰[1-2]。
气波导现象是否消失问题，本文提 出了两套远端基站干扰管理流程框 架，区别在于是否引入回传链路。 其中，流程框架1完全基于纯空口 实现；而流程框架2则引入了施扰 基站到受扰基站的回传链路。 1.2.1 流程框架1
流程框架1为纯空口的实现方 式，设计了两类参考信号，分别称 为RS-1和RS-2。RS-1由受扰基站 发送；当其他基站检测到RS-1，将 确定自己作为施扰基站对其他基站 产生了远端干扰。通过设置全网统 一的RS-1时域发送位置，施扰基站 可以推断出自身产生远端干扰的下 行符号数。与之相对的，RS-2由施 扰基站发送，其功能在于辅助受扰 基站判断大气波导现象是否仍然存 在，以避免乒乓效应。具体而言， 当施扰基站检测到RS-1，将自动开 启远端干扰抑制机制，并持续发送 RS-2。流程框架1的实现步骤如图 3所示。