Interferenze 5G NR: cause, misurazione e mitigazione nelle reti TDD

Le interferenze 5G NR nascono da sorgenti interne ed esterne e colpiscono soprattutto il collegamento uplink, il segnale più debole visto dalla gNB. Ecco come misurarle, distinguere PIM, CLI e RIM e ottimizzare SINR e copertura.

Che cos'è l'interferenza 5G NR e perché è un problema concreto

Quando parliamo di interferenza 5G NR, ci riferiamo a tutta quell'energia radio indesiderata che impedisce al ricevitore di decodificare correttamente il segnale utile. Non stiamo parlando di un fenomeno marginale: uno studio di misurazione uscito su arXiv ad agosto 2025 (2508.20060) ha mostrato che ogni cella analizzata presenta almeno un vicino interferente, e che quasi tutti gli UE ne risultano coinvolti. I numeri fanno riflettere: circa il 30% delle stazioni base 4G e ben il 60% di quelle 5G soffre di interferenza inter-cellulare intra-BS, con un impatto rispettivamente su circa il 40% e il 70% degli utenti. Considerando che nel mondo sono state installate oltre cinque milioni di stazioni base 5G, il problema riguarda ormai la quasi totalità degli operatori.

Interferenza interna ed esterna: qual è la differenza?

Quando si parla di interferenza, la prima cosa da fare è distinguere tra ciò che nasce dentro la rete e ciò che arriva da fuori. Nel primo caso parliamo di interferenza interna: siti che non sono sincronizzati tra loro a livello temporale, celle che si sovrappongono, problemi legati alla co-locazione TDD. Nel secondo caso, invece, l'interferenza è esterna, cioè prodotta da sorgenti che con la rete dell'operatore non hanno niente a che vedere: un LNB SAT difettoso per la ricezione TV, i pannelli solari sui tetti, motori, alimentatori, cabine di trasformazione, inverter di potenza. Sembra una distinzione banale, ma in realtà è il punto di partenza di tutto il troubleshooting: se non capisci se il disturbo arriva da dentro o da fuori la rete, rischi di mettere le mani sull'hardware sbagliato e perdere solo tempo.

Perché l'uplink 5G NR è così sensibile alle interferenze?

Dal punto di vista della gNB, il segnale uplink è davvero debolissimo: arriva da un terminale con potenza limitata e deve affrontare un percorso in salita tutt'altro che favorevole. Basta quindi un livello di interferenza modesto per compromettere del tutto la comunicazione tra UE e rete. In TDD la situazione peggiora, perché downlink e uplink condividono la stessa frequenza: il segnale di downlink, molto più potente, finisce per mascherare l'uplink e rende complicato distinguere il disturbo reale. Ecco perché cacciare l'interferenza in uplink non è una passeggiata: servono strumenti con trigger temporale, non semplici misure a banda larga.

Come si misura l'interferenza nelle reti 5G NR TDD?

Per cacciare le interferenze sull'uplink in TDD bisogna prima di tutto leggere le informazioni di sistema, così da ricavare la periodicità, gli slot e i simboli della configurazione TDD. A quel punto si sincronizza lo scanner su quel pattern e si applica un time-gate che isoli la porzione di uplink: in questo modo si ottiene uno spettro pulito. Strumenti come l'R&S Spectrum Rider FPH supportano il gated trigger; in modalità zero span gli slot di uplink e downlink diventano visibili e si configura il gate sullo slot giusto. Sul campo, poi, si cammina con un'antenna direzionale e si sfrutta la funzione tone: più l'interferente è potente, più il tono diventa acuto.

Che cos'è l'interferenza inter-cellulare e quanto è diffusa?

L'interferenza inter-cellulare si verifica quando celle vicine riutilizzano le stesse risorse radio e i loro segnali finiscono per sovrapporsi lungo i bordi di copertura. Con la densificazione del 5G il throughput aggregato sale, ma questo fenomeno peggiora, soprattutto nelle zone urbane più dense. E non parliamo di episodi sporadici: secondo lo studio arXiv 2508.20060 si tratta di un problema strutturale, visto che la maggior parte degli UE subisce interferenza dalle celle circostanti. Per capire cosa succede si guardano tre metriche: l'RSRP, che misura la forza della copertura, l'RSRQ, che funge da proxy dell'interferenza, e il SINR, che è poi il vero input dell'adattamento di link. Attenzione però, perché RSRP e SINR variano in modo indipendente: un RSRP alto non implica automaticamente un SINR altrettanto buono.

Che cos'è il PIM (intermodulazione passiva) nelle reti 5G?

Il PIM, cioè l'intermodulazione passiva, nasce quando più frequenze di segnale si combinano all'interno di componenti passivi non lineari — antenne, connettori, cavi — e danno origine a segnali spuri. Il risultato? Il ricevitore non riesce più a decodificare i segnali utili. Le conseguenze sul campo si vedono subito: chiamate che cadono più spesso, throughput dati che cala, capacità di rete che si perde. Per misurarlo servono strumenti specifici, come quello proposto da MCV Microwave, che copre un range da 700 MHz a 7500 MHz con un guadagno di 30 dB. Un consiglio pratico: il PIM diventa un sospetto concreto ogni volta che il disturbo sembra legato ai segnali di trasmissione e non a sorgenti esterne indipendenti.

SINR e RSRP: come si ottimizza la qualità del collegamento?

L'ottimizzazione del SINR parte dalla diagnosi del pilot pollution, cioè la presenza di tre o più celle con RSRP superiore a -95 dBm e nessun server dominante. Gli interventi tipici consistono nel ridurre la potenza di trasmissione sulle celle secondarie, aumentare il down-tilt elettrico di +1 a +3 gradi, correggere l'azimut e rivedere l'allocazione delle frequenze valutando anche ICIC ed eICIC. Un altro passaggio utile è il confronto del SINR per singola antenna di ricezione (Rx0, Rx1, Rx2, Rx3): se un solo percorso è degradato, il problema è probabilmente nel connettore d'antenna o nel cavo, non nella pianificazione radio. Con l'interfaccia Qualcomm DIAG si possono leggere pacchetti come 0xB193 (LTE LL1 Serving Cell Measurement, SINR per antenna Rx), 0xB97F (5G NR L1 Serving Cell Measurement) e 0xB17F (LTE ML1 Connected Mode Neighbor Measurement).

RIM, CLI e sincronizzazione: le interferenze tipiche del TDD

Il Remote Interference Management (RIM) è la risposta standardizzata 3GPP all'interferenza uplink remota: quando una stazione base rileva interferenza remota trasmette uno speciale segnale di riferimento RIM, che automatizza la mitigazione. La cross-link interference (CLI) è invece tipica delle reti TDD non sincronizzate, dove i siti NR possono creare interferenza da downlink a uplink. La co-locazione TDD e l'assenza di sincronizzazione amplificano il problema. In FDD, dove uplink e downlink usano frequenze diverse, la caccia all'interferenza è più semplice; in TDD serve il gated trigger perché il downlink maschera l'uplink. La scelta della numerologia OFDM aiuta: spacing di 15, 30, 60 e 120 kHz, con spacing più ampi che riducono la sensibilità all'interferenza.

Numerologia, bande e compromessi tra copertura e capacità

Il 5G NR usa OFDM con numerologia scalabile e modulazioni QPSK, 16-QAM, 64-QAM e 256-QAM per migliorare l'efficienza spettrale; il beamforming con più antenne crea fasci direzionali verso l'utente, migliorando la qualità e riducendo i disturbi da altri dispositivi. Il 3GPP divide le bande in FR1 e FR2. Le bande basse danno copertura e penetrazione indoor ma velocità inferiori, le medie bilanciano copertura e capacità, le alte offrono velocità estreme ma richiedono small cell dense per la sensibilità agli ostacoli. La larghezza di banda per portante arriva fino a 400 MHz per singola portante in 5G NR, con picchi teorici fino a 20 Gbps in downlink e 10 Gbps in uplink.

EMI transitorie e ambienti difficili: il caso ferroviario

Uno studio arXiv del gennaio 2025 (2501.11389) ha analizzato la degradazione dei collegamenti LTE-A e 5G-NR causata da EMI transitorie generate dal contatto catenaria-pantografo in ambiente ferroviario. La degradazione risulta proporzionale al guadagno di interferenza e la scansione in frequenza tra 2,194 e 2,2045 GHz ha identificato le frequenze centrali più sensibili, con guadagni di interferenza impostati a 12 dB e 15 dB. È un promemoria utile: non tutte le interferenze sono continue e stazionarie, e gli strumenti con analisi nel dominio del tempo sono indispensabili per catturare eventi transitori che una misura media non vedrebbe mai.

Domande frequenti sulle interferenze 5G NR

Quali sono i principali tipi di interferenza nelle reti 5G NR?

L'interferenza si divide in interna ed esterna. Quella interna proviene dalla rete stessa, per esempio celle sovrapposte o mancanza di sincronizzazione temporale. Quella esterna origina da sorgenti esterne come LNB SAT difettosi, pannelli solari, motori, alimentatori, cabine di trasformazione e inverter.

Perché l'uplink è più vulnerabile alle interferenze nel 5G NR TDD?

Dal punto di vista della gNB l'uplink è un segnale estremamente debole, quindi anche livelli bassi di interferenza possono interrompere del tutto la comunicazione tra UE e rete. In TDD downlink e uplink condividono la stessa frequenza e i segnali di downlink mascherano l'uplink.

Come si separano uplink e downlink quando si cerca interferenza in TDD?

Analizzatori portatili come l'R&S Spectrum Rider FPH supportano un gated trigger. In modalità zero span gli slot di uplink e downlink diventano visibili e l'utente configura un gate che cade nello slot di uplink, ottenendo una misura pulita dello spettro uplink.

Che cos'è il PIM e perché è importante nel 5G?

Il PIM si verifica quando più frequenze di segnale interferiscono in componenti passivi non lineari come antenne e cavi, generando segnali spuri che impediscono al ricevitore di decodificare i segnali utili. Può causare più chiamate cadute, throughput dati ridotto e minore capacità di rete.