【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。
參考文獻(xiàn)
[1]沈嘉,索士強(qiáng),全海洋.3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:人民郵電出版社,2008.
[2]隗合建,張欣.LTE-A增強(qiáng)型小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究[J].現(xiàn)代電信科技,2011,41(8):38-44.
[3]張光輝,顧江華,孫震強(qiáng),朱彩勤.LTE系統(tǒng)中小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)分析[J].電信技術(shù),2011(11):44-46.
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。