中兴通讯5G-R抗干扰技术，保障系统稳定运行

        随着智能铁路的发展，多媒体调度、新一代列控、超视距视频传输、车车接近预警等车地通信业务需求不断扩展，既有铁路移动通信系统承载能力不足、频率资源紧张、产业链支撑快速萎缩等问题日益突出，采用5G成熟技术的宽带化铁路移动通信系统成为必然趋势。2023年9月，工业和信息化部向中国国家铁路集团有限公司批复了基于5G技术的铁路新一代移动通信系统（5G-R）试验频率。根据频段分配情况，中国5G-R系统和中国电信、中国联通的5G网络以及天通卫星系统之间存在信号干扰，中兴通讯5G-R产品从硬件、软件、工具等多方面持续创新，提供全面的抗干扰解决方案，保障5G-R系统稳定运行。

频段干扰分析

        国内5G-R的工作频段为上行1965~1975MHz、下行2155~2165MHz，采用2100MHz FDD制式，在3GPP定义的Band n1标准频段内；电信联通网络上行1920~1965MHz、下行2110~2155MHz；大S卫星上行1980~2010MHz、下行2170~2200MHz；5G-R频段同电信联通频段邻频，同大S卫星有5MHz的间隔；因此5G-R同电信联通公网之间的干扰主要为邻频干扰，同大S卫星系统间的干扰主要为杂散和阻塞干扰。

        如图1所示，5G-R同电信、联通系统间干扰主要存在于以下场景：铁路5G-R基站对电信、联通终端的下行干扰；电信、联通基站对铁路5G-R终端的上行干扰；电信、联通终端对铁路5G-R基站的上行干扰；铁路5G-R终端对电信、联通基站的上行干扰。而5G-R与大S系统间的干扰主要存在于以下场景：铁路基站对天通终端的下行干扰；天通终端对铁路5G-R基站的上行干扰。

抗干扰技术

        针对5G系统外的干扰，为了减小系统基站间的干扰，可以通过增加系统基站间的布站间距、调整天线倾角等措施增加系统间的隔离度来解决。针对基站和终端、终端和终端间的系统间干扰，由于终端用户的移动性及位置的不确定性，无法通过调整终端位置来阻隔干扰，可以通过以下一系列抗干扰技术进一步减小系统间的干扰。

- 上下行干扰随机化，解决邻道干扰

        5G-R与电信、联通2.1GHz和大S卫星系统相邻，特别是同电信、联通系统之间由于频率相邻、物理距离相近，会出现无线信号之间的邻道和杂散干扰。为了规避干扰的影响，改善用户体验，可以通过合理采用小区上行无线干扰的随机分配调度等功能，将小区相邻的无线资源的分配调度区域位置尽可能准确地与相邻网络的无线资源随机分配区域位置错开，从而降低系统间的干扰影响，提高本小区的用户感知度。

- 上行干扰抑制算法优化，减少阻塞和杂散干扰

        上行信号的接收质量对于无线网络的覆盖、容量和数据速率具有至关重要的影响。通过合理配置接收天线的加权系数，可以增强接收机对抗衰落和干扰的能力，从而改善网络性能。

        在接收分集技术中，最常见的是最大比合并MRC（maximum ratio combining），它能够有效地整合各个接收分支的增益，达到最佳性能。然而，在系统中存在强烈的用户间干扰时，MRC合并仅将干扰视为噪声来处理，而实际上干扰可能成为主导因素，严重影响检测性能。为了应对这种情况，干扰抑制技术变得至关重要。其中，干扰拒绝合并（interference rejection combining，IRC）算法能够估计并抑制干扰，提高上行检测性能和业务吞吐量。此外，干扰抑制合并技术根据信道、空间噪声和干扰的协方差矩阵确定加权系数，综合考虑了干扰信号的空间和时间属性，从而更有效地抑制干扰信号的影响。

        在实际网络部署中，网络的干扰情况会不断变化，有时是噪声受限，有时是干扰受限。因此，在不同情况下需要选择适当的分集合并算法。基于接收到的上行数据干扰情况，可以自适应地选择使用MRC还是IRC，以实现最佳的性能优化。

- 5G-R定制RRU增加杂散和邻道抑制能力

        5G-R RRU通过定制双工器增加特殊频段的发射杂散抑制能力。

        根据国际电信联盟分析报告，当卫星地球站接收到的干扰信号总功率超过-60dBm时，将被阻塞导致地球站工作异常。增加双工每个端口在2170~ 2200MHz频段内的带外无用发射功率小于-65dBm/ 1MHz。通过测试，在该杂散条件下，当采用-65dBm/ MHz杂散指标时，5G-R基站与大S移动终端和固定终端的最小隔离距离均小于6m。

        通过定制双工增加RRU上下边带抑制能力。经过对5G-R同电信联通、大S之间的主要干扰场景的测试，各场景的空间隔离均小于150m。

- 中兴通讯网管工具智能定位、分析网间和网内干扰

        中兴通讯5G-R通过网管集成工具和射频一致性测试工具RCT（radio consistence test，RCT），可以通过基带频谱分析、接收频谱分析、无源互调检测、载波频谱分析等定位网内和网外干扰，并可通过对不同天线端口、不同频段的扫描，定位出网外干扰的来源方位。

        通过RRU硬件定制、软件和工具改进后，经过内外部的大量测试，中兴通讯抗干扰技术可保证5G-R系统的可靠、稳定运行，助力铁路通信系统向5G-R顺利演进，推进铁路智能化发展。