LTE—A系統(tǒng)中的eICIC技術(shù)

【摘要】eICIC作為L(zhǎng)TE-Advanced系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)之一，能有效地解決異構(gòu)網(wǎng)下不同類型基站之間的干擾問(wèn)題，能夠顯著提升LTE-A系統(tǒng)的吞吐量和性能。本文首先介紹了異構(gòu)網(wǎng)的組成，并簡(jiǎn)要地探討了eICIC技術(shù)原理，對(duì)eICIC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)做了重點(diǎn)闡述，最后對(duì)eICIC技術(shù)的現(xiàn)狀做了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】eICIC；LTE-A；關(guān)鍵技術(shù)；異構(gòu)網(wǎng)；技術(shù)原理

Abstract：As one of the key technology of LTE-Advanced system，eICIC can effectively solve the problem of interference between base stations of different types of heterogeneous network，can significantly improve throughput and performance of LTE-Advanced system.This paper first introduces the composition of heterogeneous network，and briefly discusses the technology principle of eICIC，then focuses on the implementation of eICIC technology，finally summarizes the current process.

Key Words：enhanced Inter-cell interference Coordination；Long-Term Evolution-Advanced；key technology；heterogeneous network；technology principle

1.引言

傳統(tǒng)的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，由于存在同頻小區(qū)間干擾的問(wèn)題，使得小區(qū)邊緣與小區(qū)中心有著較大差距的數(shù)據(jù)率，從而影響到系統(tǒng)的整體覆蓋范圍和容量，小區(qū)邊緣的用戶體驗(yàn)質(zhì)量也有待提高。

LTE-A（Long-Term Evolution-Advanced，高級(jí)長(zhǎng)期演進(jìn)）是3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計(jì)劃）為了滿足IMT-Advanced（International Mobile Telecommunications Advanced，高級(jí)國(guó)際移動(dòng)通信）的需求而在LTE技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的技術(shù)演進(jìn)。eICIC（enhanced Inter-cell interference Coordination，增強(qiáng)型小區(qū)干擾消除）技術(shù)作為L(zhǎng)TE-Advanced系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)之一，能有效地解決異構(gòu)網(wǎng)（Heterogeneous Network，HetNet）下不同類型基站之間的干擾問(wèn)題，是一種能夠顯著提升LTE-A系統(tǒng)吞吐量和網(wǎng)絡(luò)整體效率的技術(shù)。

2.eICIC技術(shù)簡(jiǎn)介

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中目前關(guān)注的應(yīng)用場(chǎng)景主要包括室內(nèi)家庭基站、室內(nèi)熱點(diǎn)覆蓋和室外熱點(diǎn)覆蓋，其它場(chǎng)景優(yōu)先級(jí)較低。

圖1 異構(gòu)網(wǎng)組成示意圖

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中存在的最大問(wèn)題是相同網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)，各節(jié)點(diǎn)間的小區(qū)間同頻干擾問(wèn)題。因?yàn)楹昊镜南滦邪l(fā)射功率較LPN大的多，導(dǎo)致宏基站對(duì)LPN中邊緣用戶的下行接收造成很大干擾，且宏基站的邊緣大功率終端在上行會(huì)對(duì)附近LPN造成很大干擾。此外，在家庭基站等CSG（Closed Subscriber Group）場(chǎng)景中，家庭基站的下行發(fā)射也會(huì)對(duì)附近的宏基站用戶造成干擾。因此通過(guò)一定的方式（包括時(shí)域、頻域或者空域方法）來(lái)解決上行和下行業(yè)務(wù)、控制信息、同步信號(hào)和參考信號(hào)之間的干擾將是更為關(guān)鍵的問(wèn)題。

業(yè)務(wù)需求的快速發(fā)展使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間使用同頻覆蓋越來(lái)越成為一種趨勢(shì)，也導(dǎo)致異構(gòu)網(wǎng)小區(qū)間的干擾更為復(fù)雜和嚴(yán)重，而LTE中采用的傳統(tǒng)ICIC（Inter-cell interference Coordination，小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)）技術(shù)已不再完全有效。因此，必須考慮使用其它有效的方式來(lái)解決異構(gòu)網(wǎng)小區(qū)間的干擾，為此LTE-A引入了eICIC（enhanced Inter-cell interference Coordination，增強(qiáng)型小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)）技術(shù)來(lái)抑制這些干擾（尤其是相鄰小區(qū)間控制信道的干擾），以便在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋的同時(shí)，滿足業(yè)務(wù)的QoS需要。eICIC增加入了對(duì)時(shí)間維度的考慮，在時(shí)域上相鄰小區(qū)的信號(hào)針對(duì)某些用戶是正交的，從而避免了干擾問(wèn)題。而相比于ICIC技術(shù)，eICIC不只是針對(duì)業(yè)務(wù)信道間的干擾，也能有效地降低控制信道間的干擾。也就是說(shuō)，eICIC是通過(guò)在時(shí)域、頻域以及功率控制的方法，處理業(yè)務(wù)和控制信道的小區(qū)間干擾問(wèn)題。

eICIC在時(shí)域中引入了ABS（Almost Blank Subframe，幾乎空白子幀）的概念，來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)域的協(xié)調(diào)處理，降低小區(qū)間的干擾程度。ABS只包含一些必要的信號(hào)，包括PSS/SSS、PBCH、CRS、Paging、SIB1等信息，且發(fā)射功率比較低。eICIC通過(guò)在干擾小區(qū)中配置ABS，而在被干擾小區(qū)中使用這些ABS，來(lái)為受到較強(qiáng)干擾的用戶提供業(yè)務(wù)，從而避免了小區(qū)間干擾問(wèn)題。

3.eICIC技術(shù)應(yīng)用

在LTE-A中對(duì)進(jìn)一步的干擾消除方案進(jìn)行了研究，對(duì)干擾進(jìn)行規(guī)避和控制的方法主要包括完全異頻組網(wǎng)，基于CA場(chǎng)景和基于non-CA場(chǎng)景。

（1）完全異頻組網(wǎng)的場(chǎng)景下，宏基站和覆蓋內(nèi)的LPN完全屬于異頻組網(wǎng)，類似于分層網(wǎng)的情況，此時(shí)相鄰小區(qū)間基本上無(wú)干擾存在；

（2）基于CA場(chǎng)景下，通過(guò)跨載波調(diào)度方式，從而避免不同小區(qū)控制信息的干擾問(wèn)題；

（3）基于non-CA場(chǎng)景下，兩種節(jié)點(diǎn)的控制信道可以通過(guò)時(shí)分/頻分等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)正交化，也可以通過(guò)其它方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制信道的部分正交化，從而解決相鄰小區(qū)間的干擾問(wèn)題。

圖2 跨載波調(diào)度在異構(gòu)網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 基于CA的eICIC

在LTE-A中引入了PDCCH的跨載波調(diào)度，在異構(gòu)網(wǎng)中可以利用這個(gè)特性來(lái)解決相鄰小區(qū)間控制信息的相互干擾問(wèn)題。在異構(gòu)網(wǎng)中，通過(guò)在宏小區(qū)和Pico中分別采用不同的成分載波來(lái)承載控制信息，通過(guò)跨載波調(diào)度來(lái)配置其它成分載波上的業(yè)務(wù)信息，從而避免不同小區(qū)控制信息的相關(guān)干擾問(wèn)題。如圖2所示，CC1和CC2聚合，在宏小區(qū)中可以采用CC1作為主載波承載控制信息，并通過(guò)跨載波調(diào)度的方式來(lái)配置輔載波CC2上的業(yè)務(wù)信息；對(duì)應(yīng)的Pico可以采用CC2作為主載波承載控制信息，并通過(guò)跨載波調(diào)度的方式配置輔載波CC1上的業(yè)務(wù)信息。這樣由于宏小區(qū)和pico使用不同的載波承載控制信息，從而避免PDCCH的干擾問(wèn)題。

3.2 非基于CA的eICIC

在非基于CA的場(chǎng)景下，可以采用基于時(shí)域、頻域或者空域的方法來(lái)解決異構(gòu)網(wǎng)中相鄰小區(qū)間干擾問(wèn)題。在基于時(shí)域的方法中，下行控制信道間的干擾控制可以通過(guò)限制不同類型小區(qū)在不同時(shí)間段傳輸來(lái)解決，此時(shí)至少可以降低一小區(qū)對(duì)另一小區(qū)控制信道的干擾。在這種方法要求各個(gè)小區(qū)的時(shí)間同步。

在基于頻域的方法中，通過(guò)不同小區(qū)使用不同的頻段來(lái)發(fā)送控制信息，這樣可以減小不同小區(qū)控制信道間的干擾。在這種方法中也需要不同小區(qū)間的時(shí)間同步。

通過(guò)宏小區(qū)把一個(gè)或多個(gè)子幀配置為ABS，微小區(qū)/Pico小區(qū)/Femto小區(qū)在ABS子幀上為小區(qū)邊緣UE提供服務(wù)，避免了來(lái)自宏小區(qū)的干擾，從而提升了小區(qū)邊緣UE的速率，如圖3所示。在實(shí)現(xiàn)上，也可以把PDCCH/PDSCH/PUSCH的發(fā)射功率降得很低，使得它對(duì)微小區(qū)/Pico小區(qū)/Femto小區(qū)幾乎沒(méi)有干擾（或干擾很?。?。

圖3 eICIC示意圖

4.結(jié)束語(yǔ)

eICIC技術(shù)作為L(zhǎng)TE-A系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，達(dá)到提高頻譜利用率、提高系統(tǒng)吞吐量并能改善邊緣用戶的性能。但同時(shí)eICIC技術(shù)也面臨諸多的技術(shù)挑戰(zhàn)，仍然需要進(jìn)一步的研究和分析，以保證LTE-A系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速、有效和準(zhǔn)確的無(wú)線傳輸。

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作者簡(jiǎn)介：李美艷，女，陜西乾縣人，2004年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院精密儀器及機(jī)械專業(yè)，講師，現(xiàn)供職于西安外事學(xué)院信息工程學(xué)院自動(dòng)化教研室，主要從事通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)方面的科研和教學(xué)工作。