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
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:
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:
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
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:
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(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:
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
频域:是描述信号在频率方面特性时用到的一种坐标系。
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。
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。
频谱分析仪按工作原理分可分为:傅立叶式频谱分析仪
和 扫频式频谱分析仪
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?
调制:将各种基带信号转换成适于信道传输的调制信号(已调信号或频带信号);
解调:在接收端将收到的频带信号还原成基带信号。
为什么要调制?
调制的目的有以下三个:
1、将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号
2、改善系统的抗噪声性能
3、实现信道的多路复用
为什么要测量调制?
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?
模拟调制:调制深度, 边带功率, 载波功率,调制效率, 占用带宽
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。
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
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。
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。
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。
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