LTE小区间干扰抑制技术

1 4 10 LTE 的小区间干扰抑制技术 传统的蜂窝移动通信技术在小区中心和小区边缘有着差距很大的数据率 以 UMTS 为 例 小区中心的数据率和小区边缘的数据率 影响了系统的覆盖范围和容量 同时小区边 缘的用户体验质量亟待提高 LTE 已经后 LTE 技术都把提高小区边缘数据速率作为一个重要的目标 在第一代移动通信系统中 就存在了小区间频干扰的问题 于是第一代移动通信系统 采用了频率规划 在不同的小区间复用频率来实现频率资源的有效利用 一般来说 频率复用指数有几个固定的选择 比如传统的三扇区小区划分用的就是频 率复用指数因子为 3 除此之外 频率复用因子还有 1 7 等 当复用因子为 1 的时候 则网内的所有小区用的频率都是一样的 随之而来的是严重 的小区间干扰 选择较大的复用因子造成的负面影响是频谱效率变小 比如复用因子为 3 的时候 频 谱效率是 1 3 复用因子为 7 的时候 频谱效率是 1 7 依此类推 类比 说不同语言的互相之间不打扰 由于 3 9G 4G 对频谱效率要求很高 因此 LTE 和 LTE Advanced 都希望频谱效率接 近 1 是最好的 与 3G 相比 LTE 和 LTE Advanced 的小区内干扰得到了很好的解决 但是小区间干 扰却非常的严重 2 如何解决这个难题 这就需要本章学习的干扰抑制技术来解决 4 10 1 干扰抑制候选技术 在 LTE 的干扰抑制技术中 有三种主要的候选技术 1 干扰随机化 2 干扰消除 3 干扰协调 回避 4 波束赋形 值得一提的是第四种干扰抑制技术 下行波束赋形也被认为是一种下行干扰抑制技 术 如图所示 扇区天线和波束赋形的天线的区别 注意 上述四个技术可以相互配合使用 1 小区间干扰随机化小区间干扰随机化 干扰随机化就是使干扰信号随机化 这种方法虽然不能降低干扰信号的能量 但是能 干扰信号接近白噪声 然后用处理白噪声的方法在 UE 处理 可鞥的干扰随机化方法 1 小区特定的加扰 对各小区的信号在信道编码和信道交织后采用不同的伪随机扰码进行加扰 以获得干 扰白噪声化的效果 2 小区特定的交织 这种交织叫做多址交织 IDMA 就是对各个小区的信号进行信道编码后采用不同 德交织图案进行信道交织 以期获得干扰白噪声化的效果 3 从性能上来说 加扰和交织的效果很类似 3 小区特定的跳频 交织多址方法中 交织图案与 cell ID 绑定 小区搜索过程中确定小区 ID 就可以确 定交织图案 注意 离得比较远的小区可以用相同的交织图案 因为相距较远小区之间几乎不存在 干扰 LTE 最终采用的小区扰码来进行干扰随机化的 504 个小区 ID 对应于 504 个扰码 2 小区间干扰消除小区间干扰消除 干扰消除就是对干扰信号进行某种程度的解调或者解码 然后利用接收机的处理增益 从接受信号中消除干扰信号分量 两种干扰消除方法 1 基于多天线终端的空间干扰抑制技术 又称为干扰抑制合并接受 IRC 技术 仅需要空分手段 效果不好说 2 基于干扰重构的干扰消除技术 基于 IDMA 的迭代干扰消除技术 LTE 最终采用的是不需要标准化的 IRC 接受的干扰消除技术 并未采用更加先进的干 扰消除技术 2 小区间干扰协调小区间干扰协调 限制资源调度 限制发射功率 1 软频率复用 soft frequency reuse 与传统频率复用对比 软频率复用又叫 分数频率复用 Fractional Frequency Reuse 小区中心频率复用因子为 1 小区边缘复用因子为 3 整个小区的副复用因子介于 1 和 3 之间 通常是个分数 所以叫分数频率复用 也叫软频率复用 4 2 部分功率控制 3 干扰协调的测量和上报频率 1 采用已有的 CQI 上报机制 用于频域调度与链路自适应 2 UE 测量 向本小区和相邻小区上报平均路损 包括阴影效应 上报周期 100ms 3 除了测量 上报平均路损外 还要测量 上报平均干扰情况 上报周期 100 毫秒 根据小区间干扰协调信息交互频率 将干扰协调分为 4 静态干扰协调 资源分配限制的配置与重配周期为数天 5 半静态干扰协调 资源分配限制的配置与重配周期为数秒或者更长 信息交互可 能包括负载分布 干扰分布等等 由于 LTE 下行没有功控 上行有功控 因此 UE 得发射功率与 UE 在小区中的位置有 关 因此效果比较明显 小区间主要交互的信息包括 流量负载指示 高干扰指示 HII 过载指示 OI HII 用来指示小区当前的负载量以及哪些最容易受到干扰的 敏感用户 小区边缘 用户 使用的资源情况 即 使用了那些频带资源 eNB 将本小区的 HII 传送给相邻小区 相邻小区根据这些信息避免将这些资源分给他 的边缘用户 以避免相邻小区在边缘使用相同的资源 频带 而引发小区间干扰 过载指示 OI 用来指示本小区在某些频带受到严重干扰 可以看做是在这些频带上 的负载过度 的时候 将这