1.3 TDD干擾及大規(guī)模組網(wǎng)歷程

在3G系統(tǒng)之前，全球范圍沒(méi)有基于TDD的移動(dòng)通信系統(tǒng)大規(guī)模組網(wǎng)的成功先例，干擾是影響TDD大規(guī)模組網(wǎng)能力和性能的核心“癥結(jié)”。在成功解決TDD規(guī)模組網(wǎng)的干擾問(wèn)題后，TDD才成為移動(dòng)通信系統(tǒng)的主流技術(shù)。中國(guó)移動(dòng)在3G、4G、5G時(shí)代均建設(shè)了全球最大規(guī)模的基于TDD的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)歷了TDD系統(tǒng)遇到的各種復(fù)雜的干擾，發(fā)現(xiàn)了TDD干擾的特征和規(guī)律，構(gòu)建了TDD規(guī)模組網(wǎng)的干擾理論，提出了TDD規(guī)模組網(wǎng)的干擾控制方法，解決了TDD大規(guī)模組網(wǎng)的干擾難題，助力TDD成為全球移動(dòng)通信主流技術(shù)。

3G階段，我國(guó)主導(dǎo)提出基于TDD的TD-SCDMA移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，成為第三代三大移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)之一，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)百年電信史上零的突破。但在2006年TD-SCDMA規(guī)模試驗(yàn)期間，發(fā)現(xiàn)了影響TD-SCDMA大規(guī)模組網(wǎng)的兩大關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。一是遠(yuǎn)端基站對(duì)本地基站的干擾問(wèn)題。在規(guī)模試驗(yàn)期間，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端基站有可能對(duì)本地基站產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾，超出了理論預(yù)期。例如，來(lái)自保定的基站，有可能干擾相距150km以上的北京的基站。TD-SCDMA系統(tǒng)在最初設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)了上下行時(shí)間保護(hù)間隔（GP），但該間隔時(shí)間長(zhǎng)度偏短且固定，只有75μs，僅能保護(hù)22.5km內(nèi)的遠(yuǎn)端基站不會(huì)干擾本地基站。后緊急補(bǔ)充制定了上行導(dǎo)頻信道偏移（UP_Shifting）標(biāo)準(zhǔn)，使用戶(hù)在時(shí)間保護(hù)間隔以后延后一定時(shí)間發(fā)送上行導(dǎo)頻信道（Up-PCH），解決了遠(yuǎn)端基站干擾本地基站導(dǎo)致的用戶(hù)接通率低的問(wèn)題。二是控制信道無(wú)法同頻組網(wǎng)問(wèn)題。在2006年前，業(yè)界認(rèn)為T(mén)D-SCDMA的公共信道類(lèi)似業(yè)務(wù)信道，也可以同頻組網(wǎng)。但在廈門(mén)、保定、青島的規(guī)模試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，TD-SCDMA單頻點(diǎn)同頻組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)性能較差，接通率、掉話率等核心網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)無(wú)法滿足要求。后緊急補(bǔ)充制定了N頻點(diǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用控制信道異頻組網(wǎng)但業(yè)務(wù)信道可同頻組網(wǎng)的方式，解決了TD-SCDMA控制信道無(wú)法同頻組網(wǎng)的問(wèn)題。上述大規(guī)模組網(wǎng)干擾等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決，助力3G TD-SCDMA實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)規(guī)模商用，實(shí)現(xiàn)了“國(guó)內(nèi)三分天下有其一”。

4G階段，我國(guó)主導(dǎo)的TD-LTE成為兩大4G國(guó)際主流標(biāo)準(zhǔn)之一，戰(zhàn)勝WiMAX等競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)，統(tǒng)一了全球 TDD 演進(jìn)路徑。在產(chǎn)業(yè)方面，打造形成高端產(chǎn)業(yè)，躋身全球先進(jìn)行列，并為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和繁榮奠定了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。在3G時(shí)代， TD-SCDMA在TDD上的實(shí)踐為T(mén)D-LTE技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)制定，乃至其在全球的成功商用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在降低遠(yuǎn)端基站對(duì)本地基站的同頻干擾的設(shè)計(jì)上，TD-LTE可以針對(duì)不同場(chǎng)景采用不同的上下行保護(hù)間隔，實(shí)現(xiàn)干擾開(kāi)銷(xiāo)與系統(tǒng)效率的平衡；另外，針對(duì)遠(yuǎn)端基站干擾定位難的問(wèn)題，中國(guó)移動(dòng)提出基于新的導(dǎo)頻信號(hào)的干擾基站溯源方案，有效識(shí)別干擾源，化不確定干擾為確定干擾。為了避免 TD-SCDMA在試驗(yàn)初期出現(xiàn)控制信道同頻干擾等影響規(guī)模組網(wǎng)的問(wèn)題，TD-LTE 在標(biāo)準(zhǔn)制定或產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初即進(jìn)行了針對(duì)性的設(shè)計(jì)。針對(duì)控制信道設(shè)計(jì)，在加擾方面，采用31位序列進(jìn)行干擾隨機(jī)化，鄰區(qū)干擾白噪化更理想，解決了TD-SCDMA擴(kuò)頻碼和擾碼短導(dǎo)致的控制信道抗干擾能力不足的問(wèn)題；在資源分配方面，采用導(dǎo)頻移位（即RS-Shifting）機(jī)制避免鄰區(qū)導(dǎo)頻干擾，用戶(hù)信道條件差時(shí)，可通過(guò)分配較多資源以降低等效碼率，提高解調(diào)性能。除了系統(tǒng)內(nèi)干擾還有外系統(tǒng)干擾，我國(guó)TD-LTE頻段相對(duì)分散且多緊鄰其他系統(tǒng)，容易受到諸如FDD LTE、GSM、DECT、MMDS、干擾器直放站等系統(tǒng)的阻塞、雜散、互調(diào)、諧波、同頻等干擾，相比其他形式系統(tǒng)所受到的外系統(tǒng)干擾，TD-LTE 系統(tǒng)的外系統(tǒng)干擾問(wèn)題更加復(fù)雜和嚴(yán)重。中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)，系統(tǒng)性開(kāi)展了TD-LTE系統(tǒng)間干擾的分析、排查方法和解決方案的研究，解決了TD-LTE所用頻段復(fù)雜的系統(tǒng)間干擾問(wèn)題，保障了TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)步伐和運(yùn)營(yíng)質(zhì)量。上述大規(guī)模組網(wǎng)干擾關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決，助力TDD技術(shù)在4G中成為全球化主流應(yīng)用技術(shù)。

5G階段，我國(guó)引領(lǐng)5G標(biāo)準(zhǔn)制定。我國(guó)研究提出的服務(wù)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、統(tǒng)一空口結(jié)構(gòu)、極化碼、大規(guī)模天線等多項(xiàng)核心技術(shù)被納入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，為全球移動(dòng)通信發(fā)展貢獻(xiàn)了中國(guó)智慧。干擾問(wèn)題仍是5G標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。針對(duì)降低遠(yuǎn)端基站對(duì)本地基站的同頻干擾的設(shè)計(jì)上，TD-LTE 有干擾溯源及動(dòng)態(tài)冗余等解決方案，但存在自動(dòng)化程度不足、干擾回退手段有限等問(wèn)題；在5G中，針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了增強(qiáng)設(shè)計(jì)，中國(guó)移動(dòng)在3GPP牽頭制定遠(yuǎn)端基站及大氣波導(dǎo)干擾的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案遠(yuǎn)端干擾管理（Remote Interference Management,RIM）。在4G控制信道可同頻組網(wǎng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，5G 對(duì)控制信道的抗干擾性能做了進(jìn)一步增強(qiáng)，在廣播信道引入了波束掃描技術(shù)，在廣播信道覆蓋增強(qiáng)的同時(shí)，也提升了廣播信道的抗干擾性能；5G NR載波帶寬較大、整體頻點(diǎn)數(shù)較少，室內(nèi)外多采用同頻組網(wǎng)方式，而室內(nèi)站部署的樓宇可能距離室外站很近，距離上小于室外站間距，因此室內(nèi)外間同頻干擾較大，面臨比室外站間更大的同頻干擾問(wèn)題，通過(guò)引入室內(nèi)外波束協(xié)同優(yōu)化、基于邊界感知的多頻協(xié)同切換等技術(shù)，可有效降低室內(nèi)外同頻干擾對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。在系統(tǒng)間干擾方面，如何在原有2.6GHz頻譜基礎(chǔ)上挖掘出新的100MHz頻譜成為5G頻譜分配的關(guān)鍵。2.6GHz新頻譜挖掘的一個(gè)重要方向就是縮小與北斗系統(tǒng)之間的保護(hù)頻帶，在兼顧5G和北斗系統(tǒng)鄰頻共存情況下，最大化提升頻譜利用率。針對(duì)2.6GHz 新頻譜與北斗間的干擾問(wèn)題，作者團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了兩段式干擾評(píng)估體系，深入研究共存指標(biāo)，提出了有利于2.6GHz 產(chǎn)業(yè)化的帶外輻射指標(biāo)，大幅減少了保護(hù)帶和射頻指標(biāo)要求，在2.6GHz頻段上成功挖掘出新的100MHz頻譜。隨著 5G 組網(wǎng)越來(lái)越復(fù)雜，通信系統(tǒng)內(nèi)干擾種類(lèi)越來(lái)越多，智能化設(shè)備等通信系統(tǒng)外設(shè)備干擾也增長(zhǎng)迅速。單一類(lèi)型、復(fù)合類(lèi)型干擾的頻繁出現(xiàn)會(huì)對(duì)用戶(hù)感知造成比較大的影響。而目前現(xiàn)網(wǎng)干擾識(shí)別還主要依賴(lài)于人工經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)維人力成本高、效率低，如何快速、精準(zhǔn)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)干擾類(lèi)型，提高運(yùn)維人員工作效率，成為亟待解決的問(wèn)題。本書(shū)對(duì)智能干擾識(shí)別方法進(jìn)行了多方面研究，提出的各種解決方案可有效提高干擾識(shí)別準(zhǔn)確率和效率，解決了多個(gè)大規(guī)模組網(wǎng)干擾關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，有效助力TDD技術(shù)在5G NR中成為全球化主導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)。