NB-IoT網(wǎng)絡(luò)異頻組網(wǎng)解決同頻干擾問(wèn)題

胡盛劍，葉凌華

（中國(guó)電信股份有限公司 麗水分公司，浙江 麗水 323000）

1 背景概述

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）就是物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，是實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理的一種新技術(shù)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，是物品與物品之間進(jìn)行信息交換，與傳統(tǒng)的人與人之間的信息交互存在較大的差別[1-4]。

NB-IoT是目前全球使用最廣的物聯(lián)網(wǎng)制式，隨著NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，各種物聯(lián)網(wǎng)終的端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如智慧路燈、智慧井蓋以及煙感報(bào)警等[2-7]。在處理物聯(lián)網(wǎng)用戶投訴的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員經(jīng)常遇到一種現(xiàn)象，即現(xiàn)場(chǎng)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度很高，但信號(hào)質(zhì)量卻很差，這個(gè)問(wèn)題對(duì)部分物聯(lián)網(wǎng)終端的使用產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。經(jīng)過(guò)前期的多方面分析，產(chǎn)生這一問(wèn)題的主要原因是目前NB-IoT網(wǎng)絡(luò)主要采用單頻組網(wǎng)方式，而網(wǎng)絡(luò)本身又具有低頻率、窄帶寬以及覆蓋廣的特點(diǎn)，隨著城區(qū)站點(diǎn)的不斷增加，同一區(qū)域來(lái)自不同基站的NB-IoT信號(hào)越來(lái)越多，從而導(dǎo)致同頻干擾現(xiàn)象日益嚴(yán)重[8,9]。

某市工業(yè)區(qū)有一公寓區(qū)域，外來(lái)人口眾多，商業(yè)比較繁華，該小區(qū)周圍建有大量的充電樁，通過(guò)NB-IoT網(wǎng)絡(luò)控制電瓶車智慧充電，用戶只需通過(guò)掃描二維碼支付一定金額即可獲得相應(yīng)的充電時(shí)間。

前期測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該小區(qū)附近基站一直存在NBIoT網(wǎng)絡(luò)各類指標(biāo)差和用戶投訴NB-IoT終端使用不正常等問(wèn)題。經(jīng)核實(shí)，該區(qū)域附近的NB-IoT基站主要有3個(gè)，分別為商貿(mào)物流城基站（站點(diǎn)A）、一泰閥門基站（站點(diǎn)B）以及洋店基站（站點(diǎn)C）。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，確定該區(qū)域存在嚴(yán)重的同頻干擾問(wèn)題，并經(jīng)過(guò)多次天饋優(yōu)化、參數(shù)調(diào)整以及功率控制后優(yōu)化效果不明顯，本次嘗試采用異頻組網(wǎng)的方式來(lái)解決。

2 組網(wǎng)方案對(duì)比

2.1 單頻組網(wǎng)方式

某運(yùn)營(yíng)商800M頻段范圍為870 MHz～880 MHz，其中大部分帶寬為CDMA網(wǎng)絡(luò)和LTE網(wǎng)絡(luò)使用，末端200 kHz為NB-IoT網(wǎng)絡(luò)使用。傳統(tǒng)的NB-IoT以單頻組網(wǎng)為主，中心頻率為879.6 MHz，如圖1所示。

圖1 NB-IoT單頻組網(wǎng)圖

2.2 異頻組網(wǎng)方式

本方案嘗試對(duì)NB-IoT頻段中的879.3 MHz～879.9 MHz頻段進(jìn)行劃分，選取2504（中心頻率879.4 MHz）、2506（中心頻率879.6 MHz）及2508（中心頻率879.8 MHz）3個(gè)頻點(diǎn)作為試驗(yàn)區(qū)域的組網(wǎng)頻點(diǎn)，頻點(diǎn)分配如圖2所示。

圖2 NB-IoT異頻組網(wǎng)圖

由于同頻符號(hào)相互之間存在一定程度上的干擾，且現(xiàn)網(wǎng)基站配置多為3個(gè)小區(qū)，因此頻點(diǎn)規(guī)劃可參考PCI規(guī)劃原則，基于PCI mod3值規(guī)劃來(lái)避免同頻干擾。依據(jù)現(xiàn)網(wǎng)PCI設(shè)置規(guī)則，分別將mod3值0、1、2對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)2504、2506、2508。

2.3 試驗(yàn)區(qū)組網(wǎng)方案

根據(jù)異頻組網(wǎng)頻點(diǎn)規(guī)劃原則，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)無(wú)線環(huán)境分析，規(guī)劃試驗(yàn)區(qū)域周邊NB-IoT站點(diǎn)頻點(diǎn)。試驗(yàn)區(qū)頻點(diǎn)規(guī)劃如圖3所示，按照頻點(diǎn)分配原則，對(duì)試驗(yàn)區(qū)基站進(jìn)行重新規(guī)劃后再修改其他場(chǎng)景參數(shù)和終端配置，主要包含基礎(chǔ)參數(shù)、商用參數(shù)以及終端側(cè)參數(shù)等[10]。

圖3 試驗(yàn)區(qū)頻點(diǎn)規(guī)劃圖

3 效果展示

異頻組網(wǎng)方案實(shí)施后，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行拉網(wǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)基站信號(hào)分布非常合理，NBIoT終端在3個(gè)頻點(diǎn)上均能正常接入，且切換和重選等流程都正常。然后再?gòu)穆窚y(cè)指標(biāo)和網(wǎng)管指標(biāo)兩方面對(duì)異頻組網(wǎng)的效果進(jìn)行驗(yàn)證，路測(cè)指標(biāo)對(duì)比如表1所示。

表1 路測(cè)指標(biāo)對(duì)比

異頻組網(wǎng)方案實(shí)施后，試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)整體RSRP均值從-77 dBm提升到-75 dBm，提升了2 dBm，RSRP＞-85 dBm的比例從82.1%提升到89.3%，提升了7.2%。試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)整體SINR均值從1.4 dB提升到13.8 dB，提升了12.4 dB，SINR＞3 dB的比例從46.1%提升到87.7%，提升了41.6%。由此可見(jiàn)，異頻組網(wǎng)對(duì)路測(cè)指標(biāo)中的RSRP和SINR都有大幅度的提升。

通過(guò)網(wǎng)管指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，如圖4所示，試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)3個(gè)站點(diǎn)的RRC連接成功率指標(biāo)均有較大幅度的提升，其中A站點(diǎn)提升6.7%，B站點(diǎn)提升2.7%，C站點(diǎn)提升3.6%，可以看出異頻組網(wǎng)對(duì)網(wǎng)管指標(biāo)提升也十分明顯。

圖4 單頻和異頻組網(wǎng)網(wǎng)管指標(biāo)對(duì)比

4 結(jié) 論

NB-IoT網(wǎng)絡(luò)具有低頻率、窄帶寬以及廣覆蓋的特點(diǎn)，隨著城區(qū)站點(diǎn)的不斷增加，越區(qū)覆蓋和過(guò)覆蓋等問(wèn)題幾乎無(wú)法避免，同一區(qū)域內(nèi)來(lái)自不同基站的NB-IoT信號(hào)越來(lái)越多，從而導(dǎo)致同頻干擾現(xiàn)象日益嚴(yán)重。而在密集城區(qū)，由于天面資源有限，為了節(jié)省天面資源，不同頻段天線共用現(xiàn)象非常普遍，想要通過(guò)天線調(diào)整和功率調(diào)整等手段解決同頻干擾問(wèn)題十分困難。本文通過(guò)案例證明，在常規(guī)優(yōu)化手段無(wú)法解決的情況下采用NB-IoT異頻組網(wǎng)方式解決網(wǎng)絡(luò)同頻干擾問(wèn)題是一種行之有效的辦法。