3GPP LTE小區(qū)間干擾協(xié)調方案研究

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1 引 言

隨著HSDPA和HSUPA等技術的發(fā)展,3GPP無線接人技術在今后幾年內將會具有非常高的競爭力。但是為了保證3GPP在今后很長的一段時間內,比如今后10年以上具有競爭性,則必須考慮3GPP無線接入技術的長期演進(Long Term Evolution,LTE)。在3GPP TR25.814中指出,3GPP長期演進的主要內容包括縮短傳輸延遲,提高用戶數(shù)據率,提高系統(tǒng)容量和覆蓋,減少運營商的成本等。

對于運營商來說,無線接入技術和接入網絡最重要的性能指標是頻譜利用率和業(yè)務QoS保障。為了達到高的頻譜效率,在部署網絡時要盡可能使頻率復用因子接近1。為了提供令人滿意的服務,需要保證用戶,特別是小區(qū)邊緣用戶的QoS。對于采用OFDM技術的LTE系統(tǒng),由于其物理層技術自身沒有小區(qū)間干擾抑制的機制,如果采用頻率復用因子為1,會導致小區(qū)間的干擾水平增大,特別是位于小區(qū)邊緣用戶的性能會受到極大損失。為提高小區(qū)邊緣的數(shù)據速率,提高系統(tǒng)的頻譜利用率,必須有效減輕小區(qū)間干擾。

目前,3GPP內討論的減輕小區(qū)間干擾的方式分為3類:小區(qū)間干擾協(xié)調/躲避;小區(qū)間干擾隨機化;小區(qū)間干擾刪除。除此之外,在基站使用波束成型天線是一個通用的減輕小區(qū)間干擾的方式。本文重點討論小區(qū)間干擾協(xié)調/躲避方式。

2 干擾協(xié)調/躲避方案

總體來說,干擾協(xié)調/躲避是通過小區(qū)間的協(xié)調對一個小區(qū)的可用資源進行某種限制,以提高鄰小區(qū)在這些資源上的SIR、小區(qū)邊緣的數(shù)據速率和覆蓋。資源包括時域和頻域資源以及發(fā)射功率。在頻域上限制資源的使用,使得頻率復用系數(shù)大于1。

小區(qū)間的協(xié)調包括靜態(tài)/準靜態(tài)協(xié)調和動態(tài)協(xié)調。靜態(tài)干擾協(xié)調方式指資源限制的協(xié)商和實施在部署網絡時完成,在網絡運營的時期可以調整,但調整的頻率較慢,大于一個業(yè)務會話的持續(xù)時間。比較典型的靜態(tài)干擾協(xié)調方式是華為、西門子等公司提出的軟頻率復用方案。在靜態(tài)規(guī)劃的基礎上,根據網絡負荷、UE測量情況等因素調整資源限制的模式,形成準靜態(tài)干擾協(xié)調方式,如LGE,TI,Alcatel,Qualcomm等公司的提案。

動態(tài)干擾協(xié)調方式指資源限制的協(xié)商在網絡運營時期動態(tài)調整,調整的時間尺度為幾個到幾十個TTI,遠小于一個業(yè)務會話的持續(xù)時間。比較典型的動態(tài)干擾協(xié)調方式是Nortel、Lucent公司的方案,LGE、Alcatel、TI、Qualcomm等公司也都有相應的動態(tài)協(xié)調提案。

2.1 靜態(tài)干擾協(xié)調

靜態(tài)干擾協(xié)調方案使用軟頻率復用因子,即頻率復用因子是可變的。小區(qū)中心的頻率復用因子為1,小區(qū)邊緣的頻率復用因子為3。如圖1所示。

小區(qū)中心所用的子頻帶用較小的發(fā)射功率,設為Pintra。小區(qū)邊緣所用的子頻帶用較大的發(fā)射功率,設為Pedge。定義Power Radio=Pintra/Pedge。當Power Radio=0時,相當于頻率復用因子為3的小區(qū)復用;當Power Radio=1時,相當于頻率復用因子為1的小區(qū)復用;Power Radio的大小可以基于業(yè)務分布的變化進行動態(tài)調整,隨著Power Radio的減少,CEU的數(shù)量增多,CCU的數(shù)量減少。

這種干擾協(xié)調方式還可以進一步演化為半靜態(tài)的。首先為每個小區(qū)的所有扇區(qū)預留相同的子頻帶,然后根據業(yè)務分布,動態(tài)調整頻率的分配,使邊緣的子頻帶比例隨業(yè)務分布的變化而變化。半靜態(tài)干擾協(xié)調需要Node B與RNC之間的信令交互,交互步驟如下:

(1) 每個Node B通過信令告訴RNC其小區(qū)邊緣的業(yè)務量。

(2) RNC根據各小區(qū)的業(yè)務量大小按比例分配相應的頻帶給各小區(qū)。

(3) 若結合時域調度使用,則RNC同時通知各小區(qū)預留時隙的分配。


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