1.3 TDD干扰及大规模组网历程

在3G系统之前，全球范围没有基于TDD的移动通信系统大规模组网的成功先例，干扰是影响TDD大规模组网能力和性能的核心“症结”。在成功解决TDD规模组网的干扰问题后，TDD才成为移动通信系统的主流技术。中国移动在3G、4G、5G时代均建设了全球最大规模的基于TDD的移动通信网络，经历了TDD系统遇到的各种复杂的干扰，发现了TDD干扰的特征和规律，构建了TDD规模组网的干扰理论，提出了TDD规模组网的干扰控制方法，解决了TDD大规模组网的干扰难题，助力TDD成为全球移动通信主流技术。

3G阶段，我国主导提出基于TDD的TD-SCDMA移动通信标准，成为第三代三大移动通信标准之一，实现了我国百年电信史上零的突破。但在2006年TD-SCDMA规模试验期间，发现了影响TD-SCDMA大规模组网的两大关键技术问题。一是远端基站对本地基站的干扰问题。在规模试验期间，发现远端基站有可能对本地基站产生较强的干扰，超出了理论预期。例如，来自保定的基站，有可能干扰相距150km以上的北京的基站。TD-SCDMA系统在最初设计时，设计了上下行时间保护间隔（GP），但该间隔时间长度偏短且固定，只有75μs，仅能保护22.5km内的远端基站不会干扰本地基站。后紧急补充制定了上行导频信道偏移（UP_Shifting）标准，使用户在时间保护间隔以后延后一定时间发送上行导频信道（Up-PCH），解决了远端基站干扰本地基站导致的用户接通率低的问题。二是控制信道无法同频组网问题。在2006年前，业界认为TD-SCDMA的公共信道类似业务信道，也可以同频组网。但在厦门、保定、青岛的规模试验中发现，TD-SCDMA单频点同频组网的网络性能较差，接通率、掉话率等核心网络性能指标无法满足要求。后紧急补充制定了N频点技术标准，采用控制信道异频组网但业务信道可同频组网的方式，解决了TD-SCDMA控制信道无法同频组网的问题。上述大规模组网干扰等关键技术问题的解决，助力3G TD-SCDMA实现国内规模商用，实现了“国内三分天下有其一”。

4G阶段，我国主导的TD-LTE成为两大4G国际主流标准之一，战胜WiMAX等竞争技术，统一了全球 TDD 演进路径。在产业方面，打造形成高端产业，跻身全球先进行列，并为移动互联网的发展和繁荣奠定了坚实的网络基础。在3G时代， TD-SCDMA在TDD上的实践为TD-LTE技术及标准制定，乃至其在全球的成功商用积累了宝贵的经验。在降低远端基站对本地基站的同频干扰的设计上，TD-LTE可以针对不同场景采用不同的上下行保护间隔，实现干扰开销与系统效率的平衡；另外，针对远端基站干扰定位难的问题，中国移动提出基于新的导频信号的干扰基站溯源方案，有效识别干扰源，化不确定干扰为确定干扰。为了避免 TD-SCDMA在试验初期出现控制信道同频干扰等影响规模组网的问题，TD-LTE 在标准制定或产品设计之初即进行了针对性的设计。针对控制信道设计，在加扰方面，采用31位序列进行干扰随机化，邻区干扰白噪化更理想，解决了TD-SCDMA扩频码和扰码短导致的控制信道抗干扰能力不足的问题；在资源分配方面，采用导频移位（即RS-Shifting）机制避免邻区导频干扰，用户信道条件差时，可通过分配较多资源以降低等效码率，提高解调性能。除了系统内干扰还有外系统干扰，我国TD-LTE频段相对分散且多紧邻其他系统，容易受到诸如FDD LTE、GSM、DECT、MMDS、干扰器直放站等系统的阻塞、杂散、互调、谐波、同频等干扰，相比其他形式系统所受到的外系统干扰，TD-LTE 系统的外系统干扰问题更加复杂和严重。中国移动联合产业，系统性开展了TD-LTE系统间干扰的分析、排查方法和解决方案的研究，解决了TD-LTE所用频段复杂的系统间干扰问题，保障了TD-LTE网络的建设步伐和运营质量。上述大规模组网干扰关键技术问题的解决，助力TDD技术在4G中成为全球化主流应用技术。

5G阶段，我国引领5G标准制定。我国研究提出的服务化网络架构、统一空口结构、极化码、大规模天线等多项核心技术被纳入国际标准，为全球移动通信发展贡献了中国智慧。干扰问题仍是5G标准和系统设计关注的热点问题。针对降低远端基站对本地基站的同频干扰的设计上，TD-LTE 有干扰溯源及动态冗余等解决方案，但存在自动化程度不足、干扰回退手段有限等问题；在5G中，针对上述问题进行了增强设计，中国移动在3GPP牵头制定远端基站及大气波导干扰的标准化解决方案远端干扰管理（Remote Interference Management,RIM）。在4G控制信道可同频组网的设计基础上，5G 对控制信道的抗干扰性能做了进一步增强，在广播信道引入了波束扫描技术，在广播信道覆盖增强的同时，也提升了广播信道的抗干扰性能；5G NR载波带宽较大、整体频点数较少，室内外多采用同频组网方式，而室内站部署的楼宇可能距离室外站很近，距离上小于室外站间距，因此室内外间同频干扰较大，面临比室外站间更大的同频干扰问题，通过引入室内外波束协同优化、基于边界感知的多频协同切换等技术，可有效降低室内外同频干扰对网络性能的影响。在系统间干扰方面，如何在原有2.6GHz频谱基础上挖掘出新的100MHz频谱成为5G频谱分配的关键。2.6GHz新频谱挖掘的一个重要方向就是缩小与北斗系统之间的保护频带，在兼顾5G和北斗系统邻频共存情况下，最大化提升频谱利用率。针对2.6GHz 新频谱与北斗间的干扰问题，作者团队创新性地提出了两段式干扰评估体系，深入研究共存指标，提出了有利于2.6GHz 产业化的带外辐射指标，大幅减少了保护带和射频指标要求，在2.6GHz频段上成功挖掘出新的100MHz频谱。随着 5G 组网越来越复杂，通信系统内干扰种类越来越多，智能化设备等通信系统外设备干扰也增长迅速。单一类型、复合类型干扰的频繁出现会对用户感知造成比较大的影响。而目前现网干扰识别还主要依赖于人工经验，现网运维人力成本高、效率低，如何快速、精准识别网络干扰类型，提高运维人员工作效率，成为亟待解决的问题。本书对智能干扰识别方法进行了多方面研究，提出的各种解决方案可有效提高干扰识别准确率和效率，解决了多个大规模组网干扰关键技术问题，有效助力TDD技术在5G NR中成为全球化主导应用技术。