[attach]318317[/attach]LTE最重要的關(guān)鍵技術(shù)是OFDM和MIMO，其實除此之外還有HARQ技術(shù)、AMC自適應(yīng)編碼、MAC調(diào)度算法和小區(qū)間干擾干擾消除等技術(shù)也是其重要的構(gòu)成部分。

一、HARQ技術(shù)
1.HARQ（混合自動重傳）技術(shù)主要是系統(tǒng)端對編碼數(shù)據(jù)比特的選擇重傳以及終端對物理層重傳數(shù)據(jù)合并。在這里涉及到2 個方面，一個就是自動重傳請求也就是ARQ 技術(shù)，另外一個就是前向糾錯技術(shù)FEC。也可以這么說HARQ=ARQ+FEC。
FEC 是一種編碼技術(shù)，編碼的作用主要就是保證傳輸?shù)目煽啃浴?br /> 2、HARQ 有兩種運行方式：
⑴ 跟蹤（Chase）或軟合并（Soft Combining）方式－即數(shù)據(jù)在重傳時，與初次發(fā)射時的數(shù)
據(jù)相同；
⑵ 遞增冗余(Incremental Redundancy)方式－即重傳時的數(shù)據(jù)與發(fā)射的數(shù)據(jù)有所不同。
后一種方式的性能要優(yōu)于第一種，但在接收端需要更大的內(nèi)存。終端的缺省內(nèi)存容量是
根據(jù)終端所能支持的最大數(shù)據(jù)速率和軟合并方式設(shè)計的，因而在最大數(shù)據(jù)速率時，只可能使
用軟合并方式。而在使用較低的數(shù)據(jù)速率傳輸數(shù)據(jù)時，兩種方式都可以使用。
3、同步HARQ 和異步HARQ
同步HARQ：每個HARQ 進(jìn)程的時域位置被限制在預(yù)定義好的位置，這樣可以根據(jù)HARQ
進(jìn)程所在的子幀編號得到該HARQ 進(jìn)程的編號。同步HARQ 不需要額外的信令指示HARQ 進(jìn)程
號。
異步HARQ：不限制HARQ 進(jìn)程的時域位置，一個HARQ 進(jìn)程可以在任何子幀。異步HARQ
可以靈活的分配HARQ 資源，但需要額外的信令指示每個HARQ 進(jìn)程所在的子幀。
二、AMC自適應(yīng)編碼
LTE 支持BPSK、QPSK、16QAM 和64QAM 4 種調(diào)制方式和卷積、turbo 等編碼方式，自適應(yīng)編碼就是可以根據(jù)無線環(huán)境和數(shù)據(jù)本身的要求來自動選擇調(diào)制和編碼方式。
早在3G 的設(shè)計之初，設(shè)計人員就認(rèn)定足夠大的功率是保證高速傳輸根本，所以3G 和4G 都摒棄了之前通過功率控制方式來改善無線信道的做法，而采用了速率控制，也就是說既然功率無法改變，那么無線信道衰落了我怎么補償呢？就是通過不同的調(diào)制和解碼方式來適應(yīng)信道環(huán)境。改主動改變信道環(huán)境為去適應(yīng)信道環(huán)境。具體的流程如下圖

UE 會周期性的測量無線信道，并上報CQI（信道質(zhì)量的信息反饋），PCI 和RANK（步驟1）,其中CQI 就是UE 對無線環(huán)境的一個判斷，ENB 會根據(jù)上報的CQI 選擇相應(yīng)的調(diào)制和編碼方式，同時兼顧緩存中的數(shù)據(jù)量（步驟2 和3），最后決定調(diào)制方式，HARQ，資源塊大小等發(fā)射給終端（步驟4 和5）。下面就是不同的CQI 和相對應(yīng)的調(diào)制、編碼方式，以及效率。

從上圖看，雖然是自適應(yīng)編碼，但是實際上在R8 版本的時候就規(guī)定了16 種不同的編碼調(diào)制方式，根據(jù)UE 上報的CQI 來選擇，其中0 是無效的，也就是當(dāng)前的無線環(huán)境無法傳輸數(shù)據(jù)，15 是最好的，可以采用最高階的調(diào)制方式64QAM 和最快的編方式，效率也最高。所以大家在優(yōu)化LTE 的時候，可以通過統(tǒng)計CQI 上報的數(shù)值來分析本地網(wǎng)無線環(huán)境如何，如果上報的CQI 里14、15 檔很少，那么說明網(wǎng)絡(luò)還需要進(jìn)一步的優(yōu)化。
三、MAC調(diào)度算法
1、最大C/I 算法
由于UE 在空間中的是隨機的，那么所處的無線環(huán)境也不同，從上面AMC 的機制我們知道，無線環(huán)境好（C/I 好）的UE 會上報更大的CQI，從而獲得更高的速率。所以如果想獲得最大的扇區(qū)吞吐量的話，最好的辦法就是將RB 都給C/I 最好的用戶。
這個算法最大的好處就是能獲得最大的扇區(qū)吞吐量和資源利用率，但是也有個致命的缺點，就是不公平，那些處在覆蓋中間和邊緣的用戶由于C/I 不如在覆蓋中心的用戶，可能一點被分配RB 的機會都沒有，所以就產(chǎn)生了第二種算法，輪詢算法。
2、輪詢算法
輪詢算法就像它的名字，每個用戶輪著來，避免了最大C/I 算法無法兼顧弱勢用戶的那種情況，扇區(qū)下每個用戶平均分配RB 資源。但是犧牲了扇區(qū)的最大吞吐量和資源利用率。
3、比例公平算法
從上面兩種調(diào)度算法看，都有很突出的優(yōu)點和缺點，但是都不完美，就將上面兩種算法采取了個折中的方法，比例公平算法。
比例公平算法的初衷是既要考慮到用戶所處的C/I，保證一些優(yōu)質(zhì)用戶的網(wǎng)速，同時又要兼顧分配的公平，保證人人都有RB 分配。為了便于說明寫一個簡單的公式。


U 代表這個用戶的權(quán)重，T 代表這個用戶的吞吐量，β是我自己添加的，代表了用戶的Qos 等級。也就是說這個用戶的權(quán)重和C/I 成正比，和一定時期內(nèi)的歷史吞吐量成反比。舉個例子說，U1 的C/I 比U2 好，所以在一開始，U1 的權(quán)重高，他先獲得RB，隨著時間的推移，U1 的吞吐量逐漸增加，它的權(quán)重也在下降，當(dāng)?shù)陀赨2 的時候,U2 獲得RB，從而實現(xiàn)公平比例的調(diào)度。
在這里說明下，LTE 里最小的資源粒子是RE,但是能夠調(diào)度的最小單位是RB，因為RE
太小了，調(diào)度的粒度太小會使調(diào)度頻繁和復(fù)雜。
4、持續(xù)調(diào)度、半持續(xù)調(diào)度和動態(tài)調(diào)度
以上3 種調(diào)度都是動態(tài)調(diào)度的細(xì)分，調(diào)度根據(jù)時間分配上還分為持續(xù)調(diào)度和半持續(xù)調(diào)度。其中持續(xù)調(diào)度是電路域的思想，將資源一直給一個用戶，在LTE 里是不用的。而半持續(xù)調(diào)度在LTE 里是使用的，就是將一段很長時間的RB 都分給一個用戶，比較典型的業(yè)務(wù)就是VOIP，至少要保證通話這段時間我的RB 分配。
四、小區(qū)間干擾消除
LTE 是一個正交的系統(tǒng)，但是這個正交只限于小區(qū)內(nèi)，也就是小區(qū)內(nèi)所有的用戶正交，由于正交他們都不存在互相干擾，可是不同小區(qū)的用戶間呢？是否也存在干擾？答案很悲催，是肯定的，因為小區(qū)間的用戶互相不正交，且是同頻那么就會產(chǎn)生小區(qū)間的干擾。這個影響有多大呢，我沒接觸過LTE 實驗網(wǎng)，但是聽開過實驗網(wǎng)的同行介紹LTE 網(wǎng)絡(luò)在邊緣的速度衰減很快，主要原因就是這個。
那么怎么解決這個問題呢？下面介紹LTE 的解決方法。
1、 加擾
加擾這個技術(shù)在2G 時代就有了，主要的作用就是隨機化，例如用手機的ESN 去異或信號，使其避免全0 或者全1，增加解調(diào)的可靠性。在LTE 中也是一樣，不同的小區(qū)用不同的加擾，如UEID 和小區(qū)ID 和時隙的起始位置。
一般情況下加擾實在編碼之前，調(diào)制之后進(jìn)行比特級別的加擾。而且不同的信道加擾的擾碼因素也不一樣，例如PDSCH/PUCCH/PUSCH 用的是小區(qū)id，ueid 和起始時隙位置，PMCH用的是MBSFNSID 和起始時隙位置，PBCH/PDCCH/PCFICH/PHICH 用的是小區(qū)id 和起始時隙位置來做擾碼因素。在這里要說一下PHICH,他的加擾位置和前面的不同，是在調(diào)制之后，擴頻的時候加擾。通過加擾，小區(qū)間用戶的沖突可能性就會降低，舉個例子，1 班和2 班都有學(xué)號為1 號的學(xué)生，在自己的班里絕對不會沖突，但是如果2 個班的學(xué)生混在一起交作業(yè)，老師怎么區(qū)分那個是自己班的1 號呢？如果用加擾的思想去解決，1 班的學(xué)生交作業(yè)必須在學(xué)號前加上班號，那么1 班的1 號就是1#1,2 班的1 號就是2#1，這樣互相干擾的情況就能降低了。當(dāng)然這也是比較理想的情況，有很多情況是加擾后也會沖突，畢竟數(shù)據(jù)那么多，碰撞的機會也多，所以加擾只能隨機化干擾不能從根本上避免干擾。
2、 跳頻
還有一種隨機化解決干擾的方式就是跳頻，這個也是2G 時代就有的技術(shù)了，通過跳頻避免了同一頻率上的干擾。目前LTE 上下行都支持跳頻。這個技術(shù)很成熟了就不多說了，大多數(shù)信道都支持子幀內(nèi)的跳頻，PUSCH 支持子幀間的跳頻。當(dāng)然缺點也是只能隨機化，不能從根本消除，這個很好理解，你們兩個用戶剛好都跳到同一個頻點上也沒辦法。
3、 發(fā)射端波束賦形
它的思想就是通過波束賦形技術(shù)的運用，提高目標(biāo)用戶的信號強度，同時主動降低干擾用戶方向的輻射能量（假如能判斷出干擾用戶的位置），此消彼長來解決小區(qū)間干擾。

4、 IRC 抑制強干擾技術(shù)
當(dāng)接收端也是多天線的話，就可以利用多天線來降低用戶間干擾，其主要原理估計目標(biāo)基站和干擾基站的信號，通過對接收信號進(jìn)行加權(quán)來抑制干擾。這個技術(shù)目前比較復(fù)雜，實際中應(yīng)用很少采用。
5、 小區(qū)間的干擾協(xié)調(diào)
基本思想就是以小區(qū)協(xié)調(diào)的方式對資源使用進(jìn)行限制，包括限制時頻資源的可用性，或者限制功率資源可用性來是邊緣用戶得以區(qū)分。主要分為2 種方式，頻率資源協(xié)調(diào)和功率資源協(xié)調(diào)。
頻率資源協(xié)調(diào)：
將頻率分為3 份，保證邊緣用戶始終處于異頻的狀態(tài)，從而避免小區(qū)間干擾。如下圖

小區(qū)中間用戶全部使用頻率，而小區(qū)邊緣的用戶則只使用三分之一的頻率，從而是覆蓋邊界形成異頻。當(dāng)然，這樣做犧牲頻率資源，也犧牲了平均吞吐量但是保證了邊緣的吞吐量。這里有個問題，小區(qū)如何知道哪些用戶在邊緣呢？是通過ue 上報的rsrp 來判斷距離，從而指派相應(yīng)的頻率。
功率資源協(xié)調(diào)：
和上面的原理一樣，也是保證邊緣異頻，但是是通過功率來控制覆蓋實現(xiàn)�？磮D

每個小區(qū)都會在某一個頻率上加強功率，其余2 個頻率上降低功率，從而使小區(qū)邊緣的頻率不同，實現(xiàn)異頻來解決干擾。基本原理同頻率協(xié)調(diào)，它的好處是頻率資源得到了全部的使用，缺點是功率資源沒用完，浪費了。
小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)的技術(shù)是一種可以從根本上解決小區(qū)間干擾的方法，但是其對資源的浪費也是很明顯的，尤其是小區(qū)負(fù)載較低的時候。所以推薦的使用范圍是負(fù)載達(dá)到30%~70%的時候使用。
上面說的都是靜態(tài)的，小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)還有動態(tài)的協(xié)調(diào)，通過ENB 間的X2 接口來交換過載指示信息（OI），進(jìn)行小區(qū)間上行功率的控制，抑制干擾。
需要說明的是靜態(tài)的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)是不需要標(biāo)準(zhǔn)支持的，實現(xiàn)的話要廠家的支持。

[ 本帖最后由 sunliyong 于 2015-3-9 13:43 編輯 ]