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【摘 要】本文结合TD—SCDMA技术特点及相关研究，总结了TD—SCDMA系统内干扰的5个特点，重点分析了同频干扰对网络质量的影响，并提出了解决同频干扰的方法。
【关键词】系统内干扰；同频干扰；TFFR算法
Analysis of the TD—SCDMA system interference
Zhang Jin—fei
（Shaanxi Tianyuan Communication Planning and Design Consulting Co.， Ltd Xi''an Shaanxi 710075）
【Abstract】This paper combined with the technical characteristics of TD—SCDMA and related research， summed up TD—SCDMA interference in the system of 5 features， focusing on analysis of the same frequency interference impact on network quality， put forward to solve the method of same frequency interference.
【Key words】In system interference；Interference；TFFR algorithm
TD—SCDMA作为我国自主创新的第三代移动通信制式，在社会各界的共同努力下，产业化进程不断加快。中国移动的TD—SCDMA网络和业务已进入了大规模建设和发展时期，目前已经在全国主要城市建立了商用网络，并且正在向更多二、三线城市扩展。
1. TD—SCDMA系统内干扰的特点
TD—SCDMA的技术特点可以概括为：TDD双工方式、智能天线的采用和短码字CDMA技术。根据这些固有技术特点和相关研究、试验，可以总结出TD—SCDMA系统内干扰具有以下5个显著特点。
1.1 TDD方式引入了交错时隙干扰，一旦发生下行信号干扰上行导频信号，信号就会阻断；一旦发生下行信号干扰上行业务信号，该上行时隙解调性能就会显著下降甚至无法使用。导频信道与业务信道的时域自适应滑动虽然可以减小控制信道的交叉时隙干扰，但会降低系统频率和时间利用率。
图1 智能天线系统小区内干扰分布示意
图2 小区间与小区内干扰比
1.2 控制信道采用广播方式，无法进行波束赋形，所受到的同频干扰较业务信道恶劣。
1.3 TD—SCDMA系统内干扰具有一定的波动性。首先，智能天线的引入在抑制干扰的同时也改变了系统干扰的分布结构，用户密集区域，智能天线的空间滤波作用减弱甚至完全不起作用，用户分布变化将导致干扰发生较大的波动，如图1所示。
1.4 传统CDMA系统的小区间与小区内干扰比值一般认为是0.6左右，而TD—SCDMA采用了联合检测和智能天线技术，小区间干扰一般会明显高于小区内干扰。图2是在用户均匀分布场景（每时隙4个用户）和常用条件假设下邻小区干扰与本小区干扰比值的概率密度曲线，其均值达到8左右。
1.5 TD—SCDMA系统内干扰情况复杂，干扰值与用户数量、用户分布及行为、智能天线性能、功率控制、地理环境等因素密切相关。
另外，值得说明的是TD—SCDMA的邻频抑制能力远高于GSM，邻频信道干扰抑制比（ACIR）达到35dB以上（GSMACIR为18dB）。理论和试验证明，TD—SCDMA邻频干扰远远低于同频干扰（保证小区间上/下行时隙切换点相同的情况下）。
2. 下面我们重点分析一下同频干扰的问题。
同频干扰及其对网络质量的影响
（1）同频干扰的成因是无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。在CDMA系统中，同频干扰是一个比较关键的问题。解决了同频干扰问题，对于提升CDMA系统的容量、网络KPI水平具有重要的意义。对于TD—SCDMA系统来说，当同一小区处于N频点状态时，主载波与辅载波之间同一扇区不同载波的终端对基站存在显著的邻道干扰，如主载波的RTWP测量均值明显高于辅载波RTWP测量均值等，则为同频干扰。
（2）TD网络同频干扰对业务的主要影响是网络信号良好时用户接入失败率或掉话率较高。TD网络同频干扰常见的问题有：有信号却打不了电话；信号良好却接不到电话；通话过程中话音断断续续；通话过程中突然掉话；图片下载缓慢等。
（3）目前在N频点组网的情况下仍然存在同频干扰，在没有引入合理的专用业务信道同频干扰抑制技术的TD—SCDMA系统中，同频干扰将导致的网络KPI的严重下降。
3. TD—SCDMA网络同频干扰解决方法
3.1 通过网络规划改善同频干扰。
网络规划应该是最有效改善同频干扰的方法，通过网络的整体频率规划，可以尽量避免邻区出现同频现象。尤其现在TD—SCDMA的工作频段已在B频段（2010MHz～2025MHz）基础上，扩展了A频段（1880MHz～1900MHz）。工作频段资源的扩展，为网络规划有效解决邻区的业务信道同频干扰带来好处，但对系统设备及终端的实现提出了更高的要求。可能需要系统及终端在双频段都能工作，并且增加了设备双频段的互操作开销。
现在提出的A+B频段TD网络规划方案有很多种，但具体的实现方案需要综合考虑网络的覆盖环境、容量等要求，并尽可能降低实现的技术复杂度。例如：以B频段做主频点，而A、B频点作为辅频点实现N频点组网。这种方式就要求系统设备在同一小区内即支持A频段又支持B频段，也保证了现网终端的正确驻留，主频点可用数量的增加提升了公共信道的覆盖质量，从而提升网络质量。 图3 TD—SCDMA系统TFFR方案示意图
图4 主载波异频，辅载波同频场景下TFFR示意图
图5 主、辅载波交替配置场景下TFFR示意图
3.2 TFFR算法。
（1）TFFR（TD—SCDMA Flexible Frequency Reuse，TD软频率复用）是在N频点有限的载频资源时，为减小邻区之间的同频干扰，通过网络侧的载频调配算法使小区内的不同区域终端选择不同的载波驻留。TFFR技术仍然保持N频点组网中公共信道仅配置在主载波上的特点。小区覆盖呈一个同心圆，内圆为辅载波覆盖，外圆用主载波覆盖，如图3所示。网络侧可以根据终端的测量报告，动态调整不同位置终端的工作载频，使处于小区交界处的终端尽量改正在主载波上，处在小区中心区的终端尽量工作在辅载波上。由于相邻小区主载波都是异频配置，所以在交界带驻留的终端大部分工作在异频状态，降低了同频干扰。并且在小区内设置切换带，即主载波和辅载波之间的切换带。
（2）TFFR算法通过网络侧无线资源管理算法在相邻小区的覆盖边界处实现一个“同频隔离带”，最大限度地降低同频干扰。网络侧对UE驻留载波进行动态选择，与邻区同频点的相互干扰大大降低；保证小区间的切换尽量是异频切换，提高切换成功率，同时能明显提高网络负载较高时的服务质量。
（3）同时TFFR算法通过动态调整同频隔离度，考虑了不同载波间的负荷均匀问题，确保不出现负荷不均的问题，即力求同频干扰抑制效果和小区负荷均匀两个优化目标的均衡。当主载波负载较高时，UE移动时RNC将不再将UE切到主载波，而是保持业务直到小区边界后，直接将其切换到邻区，所以又称为“软覆盖算法”。因此在最坏情况下，用户业务集中在主载波上时，软覆盖算法对同频干扰抑制效果最差，此时网络容量、掉话率等性能仍然与关闭TFFR软覆盖算法时的网络性能相当。
（4）在N频点框架下采用了主载波异频，但仍然存在两个小区的辅载波同频或者某个小区的辅载波与邻区的主载波同频的情况，为了分别得出辅载波之间的同频干扰程度和辅载波与主载波之间的同频干扰程度，以及在这两种场景下TFFR算法所能提升的性能，可以使用以下两种频率配置方案，如图4、图5所示，每个小区内第一个为主载波其余为辅载波。
（5）如图4所示，相邻小区主载波异频，辅载波同频，可能会出现如下的情况，在A小区边缘的用户a很可能驻留在F2上，与此同时，B小区边缘的用户b可能驻留在F2上。如前文描述，此时用户a和b之间构成了同频干扰，如果类似a、b这样的用户不止两个，则在小区边缘形成很强的同频干扰带，造成网络KPI急剧恶化。当打开TFFR功能后，网络侧根据UE的测量判决小区边缘的用户工作在异频载波，如用户a工作在F1，用户b工作在F4，同频干扰带不复存在，抑制了同频干扰。
（6）如图5所示，相邻小区“主辅载波频点互配”，即A小区的主载波频点为B小区的辅1载波频点，B小区的主载波频点为A小区的辅1载波频点，在这种频率配置下小区边缘的用户a和b很可能工作在同一个频点下，如F1，此时同频率配置方案1，小区边缘形成同频干扰带造成网络KPI恶化。当打开TFFR功能后，网络侧判决小区边缘的用户工作在异频载波，如用户a工作在F1，用户b工作在F2，起到抑制同频干扰的效果。
（7）对于移动用户，同频干扰较强下发生小区间切换时，由于切换用户发射功率的抬升引起目标小区用户发射功率抬升，对源小区用户干扰增大，使得源小区用户发射功率进一步提高，反过来又导致目标小区干扰增大，在这种相互作用下，当功率的抬升不足以补偿路损及干扰的影响就会导致切换用户掉话。
【关键词】系统内干扰；同频干扰；TFFR算法
Analysis of the TD—SCDMA system interference
Zhang Jin—fei
（Shaanxi Tianyuan Communication Planning and Design Consulting Co.， Ltd Xi''an Shaanxi 710075）
【Abstract】This paper combined with the technical characteristics of TD—SCDMA and related research， summed up TD—SCDMA interference in the system of 5 features， focusing on analysis of the same frequency interference impact on network quality， put forward to solve the method of same frequency interference.
【Key words】In system interference；Interference；TFFR algorithm
TD—SCDMA作为我国自主创新的第三代移动通信制式，在社会各界的共同努力下，产业化进程不断加快。中国移动的TD—SCDMA网络和业务已进入了大规模建设和发展时期，目前已经在全国主要城市建立了商用网络，并且正在向更多二、三线城市扩展。
1. TD—SCDMA系统内干扰的特点
TD—SCDMA的技术特点可以概括为：TDD双工方式、智能天线的采用和短码字CDMA技术。根据这些固有技术特点和相关研究、试验，可以总结出TD—SCDMA系统内干扰具有以下5个显著特点。
1.1 TDD方式引入了交错时隙干扰，一旦发生下行信号干扰上行导频信号，信号就会阻断；一旦发生下行信号干扰上行业务信号，该上行时隙解调性能就会显著下降甚至无法使用。导频信道与业务信道的时域自适应滑动虽然可以减小控制信道的交叉时隙干扰，但会降低系统频率和时间利用率。
图1 智能天线系统小区内干扰分布示意
图2 小区间与小区内干扰比
1.2 控制信道采用广播方式，无法进行波束赋形，所受到的同频干扰较业务信道恶劣。
1.3 TD—SCDMA系统内干扰具有一定的波动性。首先，智能天线的引入在抑制干扰的同时也改变了系统干扰的分布结构，用户密集区域，智能天线的空间滤波作用减弱甚至完全不起作用，用户分布变化将导致干扰发生较大的波动，如图1所示。
1.4 传统CDMA系统的小区间与小区内干扰比值一般认为是0.6左右，而TD—SCDMA采用了联合检测和智能天线技术，小区间干扰一般会明显高于小区内干扰。图2是在用户均匀分布场景（每时隙4个用户）和常用条件假设下邻小区干扰与本小区干扰比值的概率密度曲线，其均值达到8左右。
1.5 TD—SCDMA系统内干扰情况复杂，干扰值与用户数量、用户分布及行为、智能天线性能、功率控制、地理环境等因素密切相关。
另外，值得说明的是TD—SCDMA的邻频抑制能力远高于GSM，邻频信道干扰抑制比（ACIR）达到35dB以上（GSMACIR为18dB）。理论和试验证明，TD—SCDMA邻频干扰远远低于同频干扰（保证小区间上/下行时隙切换点相同的情况下）。
2. 下面我们重点分析一下同频干扰的问题。
同频干扰及其对网络质量的影响
（1）同频干扰的成因是无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。在CDMA系统中，同频干扰是一个比较关键的问题。解决了同频干扰问题，对于提升CDMA系统的容量、网络KPI水平具有重要的意义。对于TD—SCDMA系统来说，当同一小区处于N频点状态时，主载波与辅载波之间同一扇区不同载波的终端对基站存在显著的邻道干扰，如主载波的RTWP测量均值明显高于辅载波RTWP测量均值等，则为同频干扰。
（2）TD网络同频干扰对业务的主要影响是网络信号良好时用户接入失败率或掉话率较高。TD网络同频干扰常见的问题有：有信号却打不了电话；信号良好却接不到电话；通话过程中话音断断续续；通话过程中突然掉话；图片下载缓慢等。
（3）目前在N频点组网的情况下仍然存在同频干扰，在没有引入合理的专用业务信道同频干扰抑制技术的TD—SCDMA系统中，同频干扰将导致的网络KPI的严重下降。
3. TD—SCDMA网络同频干扰解决方法
3.1 通过网络规划改善同频干扰。
网络规划应该是最有效改善同频干扰的方法，通过网络的整体频率规划，可以尽量避免邻区出现同频现象。尤其现在TD—SCDMA的工作频段已在B频段（2010MHz～2025MHz）基础上，扩展了A频段（1880MHz～1900MHz）。工作频段资源的扩展，为网络规划有效解决邻区的业务信道同频干扰带来好处，但对系统设备及终端的实现提出了更高的要求。可能需要系统及终端在双频段都能工作，并且增加了设备双频段的互操作开销。
现在提出的A+B频段TD网络规划方案有很多种，但具体的实现方案需要综合考虑网络的覆盖环境、容量等要求，并尽可能降低实现的技术复杂度。例如：以B频段做主频点，而A、B频点作为辅频点实现N频点组网。这种方式就要求系统设备在同一小区内即支持A频段又支持B频段，也保证了现网终端的正确驻留，主频点可用数量的增加提升了公共信道的覆盖质量，从而提升网络质量。 图3 TD—SCDMA系统TFFR方案示意图
图4 主载波异频，辅载波同频场景下TFFR示意图
图5 主、辅载波交替配置场景下TFFR示意图
3.2 TFFR算法。
（1）TFFR（TD—SCDMA Flexible Frequency Reuse，TD软频率复用）是在N频点有限的载频资源时，为减小邻区之间的同频干扰，通过网络侧的载频调配算法使小区内的不同区域终端选择不同的载波驻留。TFFR技术仍然保持N频点组网中公共信道仅配置在主载波上的特点。小区覆盖呈一个同心圆，内圆为辅载波覆盖，外圆用主载波覆盖，如图3所示。网络侧可以根据终端的测量报告，动态调整不同位置终端的工作载频，使处于小区交界处的终端尽量改正在主载波上，处在小区中心区的终端尽量工作在辅载波上。由于相邻小区主载波都是异频配置，所以在交界带驻留的终端大部分工作在异频状态，降低了同频干扰。并且在小区内设置切换带，即主载波和辅载波之间的切换带。
（2）TFFR算法通过网络侧无线资源管理算法在相邻小区的覆盖边界处实现一个“同频隔离带”，最大限度地降低同频干扰。网络侧对UE驻留载波进行动态选择，与邻区同频点的相互干扰大大降低；保证小区间的切换尽量是异频切换，提高切换成功率，同时能明显提高网络负载较高时的服务质量。
（3）同时TFFR算法通过动态调整同频隔离度，考虑了不同载波间的负荷均匀问题，确保不出现负荷不均的问题，即力求同频干扰抑制效果和小区负荷均匀两个优化目标的均衡。当主载波负载较高时，UE移动时RNC将不再将UE切到主载波，而是保持业务直到小区边界后，直接将其切换到邻区，所以又称为“软覆盖算法”。因此在最坏情况下，用户业务集中在主载波上时，软覆盖算法对同频干扰抑制效果最差，此时网络容量、掉话率等性能仍然与关闭TFFR软覆盖算法时的网络性能相当。
（4）在N频点框架下采用了主载波异频，但仍然存在两个小区的辅载波同频或者某个小区的辅载波与邻区的主载波同频的情况，为了分别得出辅载波之间的同频干扰程度和辅载波与主载波之间的同频干扰程度，以及在这两种场景下TFFR算法所能提升的性能，可以使用以下两种频率配置方案，如图4、图5所示，每个小区内第一个为主载波其余为辅载波。
（5）如图4所示，相邻小区主载波异频，辅载波同频，可能会出现如下的情况，在A小区边缘的用户a很可能驻留在F2上，与此同时，B小区边缘的用户b可能驻留在F2上。如前文描述，此时用户a和b之间构成了同频干扰，如果类似a、b这样的用户不止两个，则在小区边缘形成很强的同频干扰带，造成网络KPI急剧恶化。当打开TFFR功能后，网络侧根据UE的测量判决小区边缘的用户工作在异频载波，如用户a工作在F1，用户b工作在F4，同频干扰带不复存在，抑制了同频干扰。
（6）如图5所示，相邻小区“主辅载波频点互配”，即A小区的主载波频点为B小区的辅1载波频点，B小区的主载波频点为A小区的辅1载波频点，在这种频率配置下小区边缘的用户a和b很可能工作在同一个频点下，如F1，此时同频率配置方案1，小区边缘形成同频干扰带造成网络KPI恶化。当打开TFFR功能后，网络侧判决小区边缘的用户工作在异频载波，如用户a工作在F1，用户b工作在F2，起到抑制同频干扰的效果。
（7）对于移动用户，同频干扰较强下发生小区间切换时，由于切换用户发射功率的抬升引起目标小区用户发射功率抬升，对源小区用户干扰增大，使得源小区用户发射功率进一步提高，反过来又导致目标小区干扰增大，在这种相互作用下，当功率的抬升不足以补偿路损及干扰的影响就会导致切换用户掉话。