兩種不同室內(nèi)LPN干擾抑制技術(shù)的應(yīng)用研究

王強(qiáng)

摘 要：高速率高流量的用戶群體主要占用的是LTE（長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)）網(wǎng)絡(luò)，但是隨著用戶數(shù)量的增多、寬帶需求的增大，傳統(tǒng)的宏站覆蓋方式已經(jīng)逐漸不能滿足客戶的需求，在這種情況下促進(jìn)了新的組網(wǎng)形態(tài)的產(chǎn)生。該文詳細(xì)介紹了室內(nèi)LPN（低功率節(jié)點(diǎn)）干擾抑制技術(shù)，提出了創(chuàng)新思路并重點(diǎn)對(duì)eICIC（增強(qiáng)的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)）的創(chuàng)新進(jìn)行了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)應(yīng)用結(jié)果并且進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比分析，對(duì)創(chuàng)新成效進(jìn)行總結(jié)。

關(guān)鍵詞：低功率節(jié)點(diǎn) 干擾抑制 增強(qiáng)的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào) 微型小區(qū)基站

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（b）-0148-02

1 研究背景及意義

目前高速率高流量的用戶群體主要占用的是LTE網(wǎng)絡(luò)，但是隨著用戶數(shù)量的增多、寬帶需求的增大，傳統(tǒng)的宏站覆蓋方式已經(jīng)逐漸不能滿足客戶的需求。特別是在城區(qū)繁華商業(yè)街，密集小區(qū)，高校園區(qū)等熱點(diǎn)地區(qū)，傳統(tǒng)的宏站覆蓋沒(méi)有辦法滿足用戶流量需求，而且這種覆蓋方式容易出現(xiàn)盲區(qū)，尤其是商業(yè)區(qū)域，嚴(yán)重影響到用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

持續(xù)發(fā)展的技術(shù)設(shè)備和不斷擴(kuò)大的LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，促進(jìn)了新的組網(wǎng)形態(tài)的產(chǎn)生。新的組網(wǎng)模式主要是指在宏覆蓋小區(qū)中放置低功率節(jié)點(diǎn)（Lower Power Node，LPN）組網(wǎng)方式。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)從宏覆蓋開(kāi)始，以廣覆蓋為目的，逐漸加強(qiáng)深度覆蓋，在建設(shè)過(guò)程中引入LPN設(shè)備，用以達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)容量、室內(nèi)深度覆蓋、消除盲點(diǎn)以及完善盲區(qū)的目的。

相對(duì)于傳統(tǒng)宏站+室分的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)而言，LPN的引入導(dǎo)致了更多同頻小區(qū)的介入，突顯了同頻干擾問(wèn)題。另外，室內(nèi)站點(diǎn)開(kāi)啟CA（載波聚合）后，新增1.8G室內(nèi)覆蓋小區(qū)，帶來(lái)與宏站的新干擾，用戶在較低接收功率的情況下接入小區(qū)，信號(hào)功率會(huì)比較低，干擾進(jìn)一步增強(qiáng)導(dǎo)致了信噪比SINR更低，業(yè)務(wù)信道和控制信道受到更多的影響。

引入eICIC（增強(qiáng)的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)）和下行干擾整形兩種方式，從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面解決LPN導(dǎo)致的干擾問(wèn)題，既保證了網(wǎng)絡(luò)覆蓋，又滿足了業(yè)務(wù)的QoS需要，增強(qiáng)了用戶感知。

2 LPN干擾抑制理論基礎(chǔ)

LPN組網(wǎng)模式，通常宏小區(qū)覆蓋范圍包含微小區(qū)，且采用同頻組網(wǎng)形式，使得微小區(qū)上下行均受到嚴(yán)重干擾，影響用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

eICIC增強(qiáng)型是Rel10版本確定的內(nèi)容，時(shí)域（Time Domain）的資源分割（resource division），可以在Macro，micro/Pico等宏微基站之間實(shí)現(xiàn)降低干擾。

通過(guò)宏小區(qū)把一個(gè)或多個(gè)子幀配置為“幾乎空白的子幀（ABS）”，微小區(qū)（包括了Pico、mRRU等）在幾乎空白的子幀上為終端提供服務(wù)，從而避免了來(lái)自宏小區(qū)的主要干擾，提高了微小區(qū)UE的用戶體驗(yàn)質(zhì)量。

2.1 LPN組網(wǎng)方式

LPN網(wǎng)絡(luò)以微基站覆蓋為主，增加Femto、Pico、small cell等低功率站點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充覆蓋，減少覆蓋盲區(qū)。

各節(jié)點(diǎn)小區(qū)間同頻干擾嚴(yán)重是LPN網(wǎng)絡(luò)中的最大問(wèn)題，LPN的下行發(fā)射功率沒(méi)有宏小區(qū)的發(fā)射功率大，使得宏基站對(duì)LPN用戶有較強(qiáng)的干擾。因此通過(guò)時(shí)域、頻域資源調(diào)度方式，用以解決上下行業(yè)務(wù)、參考信號(hào)、同步信號(hào)和控制信息之間的干擾問(wèn)題。

2.2 eICIC技術(shù)

eICIC在時(shí)域中引入了幾乎空白子幀（ABS）的概念，為受到較強(qiáng)干擾的用戶提供業(yè)務(wù)，以達(dá)到時(shí)域的協(xié)調(diào)處理，降低小區(qū)間的干擾程度的目的。小區(qū)特定參考信號(hào)、PSS（主同步信號(hào)）、SSS（輔同步信號(hào)）、尋呼信道以及PBCH（物理廣播信道）需要在ABS上傳輸，但是功率沒(méi)有正常子幀功率大，用來(lái)降低對(duì)鄰區(qū)相同載波上的數(shù)據(jù)和控制信道的干擾。

eICIC技術(shù)核心思想是宏站在ABS上不傳輸用戶數(shù)據(jù)，微基站在宏微小區(qū)交界的地方為用戶提供服務(wù)，來(lái)降低對(duì)微基站的干擾。

2.3 干擾整形技術(shù)

干擾整形技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)鄰區(qū)之間交互負(fù)荷信息，當(dāng)鄰區(qū)滿足一定負(fù)荷后，基站根據(jù)小區(qū)PCI信息，自動(dòng)將用戶調(diào)節(jié)至頻域特定的區(qū)域，讓其對(duì)鄰區(qū)的干擾處于頻域相對(duì)固定的位置，增強(qiáng)了鄰區(qū)UE子帶CQI測(cè)量的準(zhǔn)確性。

地理位置相近的基站可以協(xié)同分配無(wú)線資源，來(lái)降低小區(qū)間的干擾，給用戶帶來(lái)更高的下載速率體驗(yàn)，明顯地提升了受到干擾用戶的速率。

該功能也提供了盲激活選項(xiàng)，當(dāng)鄰區(qū)之間都使用該選項(xiàng)時(shí)，相當(dāng)于實(shí)現(xiàn)了鄰區(qū)間干擾協(xié)調(diào)的功能，每個(gè)鄰區(qū)都會(huì)根據(jù)自己的PCI選擇不同的頻域資源進(jìn)行調(diào)度，避免鄰區(qū)間使用相同的頻域資源，同時(shí)在小區(qū)負(fù)荷變高時(shí)會(huì)進(jìn)行頻域可調(diào)度資源的擴(kuò)充，防止對(duì)單用戶或小區(qū)總?cè)萘慨a(chǎn)生限制。

3 測(cè)試方法

綜合考慮六安現(xiàn)網(wǎng)LTE組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，新都匯商業(yè)街用戶多、站點(diǎn)集中、建筑物密集、覆蓋遮擋嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試Pico站點(diǎn)與宏站重疊覆蓋。

選擇康運(yùn)醫(yī)院1.8G宏站和魚(yú)米之鄉(xiāng)1.8G pico站點(diǎn)作為測(cè)試場(chǎng)景。這兩個(gè)站點(diǎn)使用的用戶比較多、重疊覆蓋較為嚴(yán)重，符合干擾測(cè)試的條件。

3.1 測(cè)試方法

采用兩個(gè)終端UE1和UE2分別占用不同小區(qū)，同時(shí)進(jìn)行FTP（文件傳輸協(xié)議）上下行業(yè)務(wù)CQT（定點(diǎn)）測(cè)試，終端測(cè)試點(diǎn)位置如下：

UE1：占用康運(yùn)醫(yī)院-913516_52小區(qū)（PCI：243，頻點(diǎn)：1825）。

UE2：占用魚(yú)米之鄉(xiāng)-913715-50小區(qū)（PCI：450，頻點(diǎn)：1825）。

測(cè)試步驟：

（1）干擾抑制開(kāi)啟前，UE1和UE2進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行上下行FTP測(cè)試。

（2）eICIC開(kāi)啟后，UE1和UE2同時(shí)進(jìn)行上下行FTP測(cè)試。

（3）干擾整形開(kāi)啟后，UE1和UE2同時(shí)進(jìn)行上下行FTP測(cè)試。

（4）eICIC和干擾整形同時(shí)開(kāi)啟，UE1和UE2同時(shí)進(jìn)行上下行FTP測(cè)試。

4 兩種不同LPN干擾抑制技術(shù)的研究

對(duì)魚(yú)米之鄉(xiāng)和康運(yùn)醫(yī)院，同時(shí)開(kāi)啟eICIC和干擾整形，進(jìn)行CQT測(cè)試和指標(biāo)對(duì)比。

4.1 eICIC和干擾整形綜合驗(yàn)證

對(duì)魚(yú)米之鄉(xiāng)Pico站點(diǎn)和康運(yùn)醫(yī)院宏站，同時(shí)開(kāi)啟eICIC和干擾整形功能，對(duì)比測(cè)試指標(biāo)。eICIC和干擾整形同時(shí)開(kāi)啟，SINR、上行速率、MCS等均有提升。

eICIC和干擾整形同時(shí)開(kāi)啟，SINR、下行速率、MCS等均有提升，UE發(fā)射功率有所降低。由于下行干擾整形的開(kāi)啟，下行調(diào)度RB數(shù)有所降低。

eICIC和干擾整形同時(shí)開(kāi)啟，ABS子幀導(dǎo)致調(diào)度次數(shù)減少，調(diào)度RB數(shù)量也有所降低，導(dǎo)致康運(yùn)醫(yī)院上行速率略有降低。

速率指標(biāo)綜合對(duì)比：

總體測(cè)試速率對(duì)比，Pico站點(diǎn)上下行速率均有提升，宏站速率略有降低，具體對(duì)比數(shù)據(jù)如下：

Pico上行速率：提升3.58Mbps，由24.14Mbps提升至27.72Mbps；

Pico下行速率：提升4.45Mbps，由41.23Mbps提升至45.68Mbps。

4.2 KPI指標(biāo)對(duì)比

20160818日開(kāi)啟eICIC和干擾整形功能，各項(xiàng)KPI指標(biāo)穩(wěn)定，指標(biāo)對(duì)比如表1。

4.3 干擾類指標(biāo)對(duì)比

20160818日開(kāi)啟eICIC和干擾整形功能，干擾類各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比，RSSI_PUCCH_AVG 降低1.08，RSSI_PUSCH_AVG降低0.37改善明顯，其余指標(biāo)穩(wěn)定。

4.4 用戶數(shù)和流量對(duì)比

eICIC開(kāi)啟后，用戶主要占用微基站，使得宏站的流量和用戶數(shù)下降，微基站的流量和用戶數(shù)增加。另一方面，干擾整形開(kāi)啟后給用戶帶來(lái)更高的體驗(yàn)速率，增加了微基站的數(shù)據(jù)流量。

根據(jù)網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)，康運(yùn)醫(yī)院宏站上下行總流量平均每天下降2766.98MB，平均激活用戶數(shù)下降7.79個(gè)；魚(yú)米之鄉(xiāng)pico上下總流量增加3071.71MB，平均激活用戶數(shù)增加6.81個(gè)，達(dá)到預(yù)期結(jié)果。

4.5 室內(nèi)LPN干擾抑制應(yīng)用成效

LTE同頻組網(wǎng)帶來(lái)較強(qiáng)的小區(qū)間干擾，地理位置相近的基站重疊覆蓋嚴(yán)重，小區(qū)間干擾比較強(qiáng)，降低了用戶下載速率。本次同時(shí)開(kāi)啟eICIC和干擾整形測(cè)試結(jié)果表明，調(diào)度次數(shù)和數(shù)量明顯減少，增強(qiáng)了以下用戶體驗(yàn)。

（1）eICIC開(kāi)啟時(shí)，沒(méi)有調(diào)度時(shí)域上受到干擾的子幀，系統(tǒng)內(nèi)干擾明顯降低，網(wǎng)絡(luò)性能明顯提升；

（2）干擾整形將下行頻域調(diào)度限制在優(yōu)選區(qū)域，調(diào)度干擾較小的PRB資源，提升了下行速率和用戶感知；

（3）提升高負(fù)載鄰區(qū)信道質(zhì)量，改善LPN網(wǎng)絡(luò)和室內(nèi)CA場(chǎng)景下用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，微基站小區(qū)UE效果明顯；

（4）應(yīng)用場(chǎng)景靈活、實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，有效降低干擾，提升了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上對(duì)比分析可以看出，通過(guò)這次eICIC和干擾整形在時(shí)域和頻域上選擇性調(diào)度的綜合應(yīng)用研究，不調(diào)度被干擾的資源，降低干擾，提升了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，改善了高負(fù)載鄰區(qū)信道質(zhì)量，有效提升了LPN網(wǎng)絡(luò)和室內(nèi)CA場(chǎng)景下用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)，對(duì)微基站小區(qū)的UE效果明顯。