LTE-A系统中eICIC方法研究与分析

2014年10月24日—2014年10月31日学习周报汇报人：陈志一.学习内容简介“eICICtechnologyinLTE-AdvancedSystem”二.文献要点eICIC(enhancedInter-cellinterferenceCoordination，增强型小区干扰消除)技术作为LTE-Advanced系统关键技术之一，能有效地解决异构网下不同类型基站之间的干扰问题，能够显著提升LTE-A系统的吞吐量和性能。本文首先介绍了异构网的组成，并深入探讨了eICIC技术原理，对eICIC技术的实现做了重点阐述，最后对eICIC技术的现状做了总结。三.理论分析1.异构网络的组成异构网络中目前关注的应用场景主要包括室内家庭基站、室内热点覆盖和室外热点覆盖，其它场景优先级较低。图1异构网组成示意图异构网络中存在的最大问题是相同网络覆盖时，各节点间的小区间同频干扰问题，因为微微基站和宏基站使用相同的载波，且宏基站的下行发射功率较LPN（LocalPacketswitchedNetwork，本地分组切换式网络）大的多，导致宏基站对LPN中边缘用户的下行接收造成很大干扰，且宏基站的边缘大功率终端在上行会对附近LPN造成很大干扰。此外，在家庭基站等CSG(ClosedSubscriberGroup)场景中，家庭基站的下行发射也会对附近的宏基站用户造成干扰。因此通过一定的方式（包括时域、频域或者空域方法）来解决上行和下行业务、控制信息、同步信号和参考信号之间的干扰将是更为关键的问题。2.eICIC技术介绍eICIC(enhancedInter-cellinterferenceCoordination，增强型小区干扰消除)技术作为LTE-Advanced系统关键技术之一，能有效地解决异构网(HeterogeneousNetwork，HetNet)下不同类型基站（宏基站、微微基站、毫微微基站）之间的干扰问题，是一种能够显著提升LTE-A系统吞吐量和网络整体效率的技术。eICIC是在LTE-A中引入的，用来抑制异构网络中相邻小区间的干扰(尤其是相邻小区间控制信道的干扰)，以便在保证网络覆盖的同时，满足业务的QoS需要。eICIC新加入了对时间维度的考虑，在时域上相邻小区的信号针对某些用户是正交的，从而避免了干扰问题。而相比于ICIC技术，eICIC不只是针对业务信道间的干扰，也能有效地降低控制信道间的干扰。也就是说，eICIC是通过在时域、频域以及功率控制的方法，处理业务和控制信道的小区间干扰问题。eICIC在时域中引入了ABS(AlmostBlankSubframe，几乎空白子帧)的概念，来实现时域的协调处理，降低小区间的干扰程度。ABS只包含一些必要的信号，包括PSS/SSS、PBCH、CRS、Paging、SIB1等信息，且发射功率比较低。eICIC通过在干扰小区中配置ABS，而在被干扰小区中使用这些ABS，来为受到较强干扰的用户提供业务，从而避免了小区间干扰问题。eICIC技术示意图如图2所示。其核心思想是在宏微小区交界处的客户，由微微基站在某些特定的子帧上提供服务，而宏基站在这些特定子帧（ABS）上不传输用户数据，以减少对微微基站的干扰。图2eICIC技术示意图下面主要介绍一下eICIC技术中的ABS(AlmostBlankSubframe，几乎空白子帧)：ABS定义为降低发射功率、活跃度的子帧。当宏小区配置ABS时，宏小区不在ABS上传输用户数据。为了与R8/R9UE后向兼容，小区特定参考信号、主同步信号PSS、辅同步信号SSS、寻呼信道以及物理广播信道PBCH需要在ABS上传输，但是功率比正常子帧小，以减少对邻小区相同载波上的数据和控制信道的干扰。TD-LTE系统的常规ABS示意图如图3所示。图3TD-LTE系统的常规ABS示意图为了和上行HARQ（HybridAutomaticRepeatRequest，混合自动重传请求）来回时间对齐，TD-LTE系统ABS比特映射有如下周期：（1）对TD-LTE上下行子帧配置0，周期是70ms；（2）对TD-LTE上下行子帧配置1—5，周期是20ms；（3）对TD-LTE上下行子帧配置6，周期是60ms。中国移动在规模试验网中采用上下行子帧配置1和上下行子帧配置2，相应的上行HARQ进程如表1所示：宏基站分配ABS的规则如下：（1）不用于传输PUSCH确认、ACK/NACK的下行子帧或特殊子帧可以任意分配为ABS，以上下行子帧配置1为例，帧0的子帧0、子帧5和帧1的子帧0、子帧5可以任意分配为ABS；（2）用于传输PUSCH确认、ACK/NACK的下行子帧或特殊子帧必须成对分配为ABS，以上下行子帧配置1为例，20ms周期内有4个上行HARQ进程，每个进程有2个A子帧，这2个A子帧必须同时分配为ABS，即帧0的子帧1和帧1的子帧1必须同时分配为ABS。ABS样式举例示意图如图4所示：图4ABS样式举例示意图3.eICIC技术应用在LTE-A中对进一步的干扰消除方案进行了研究，对干扰进行规避和控制的方法主要包括完全异频组网，基于CA场景和基于non-CA场景。(1)完全异频组网的场景下，宏基站和覆盖内的LPN完全属于异频组网，类似于分层网的情况，此时相邻小区间基本上无干扰存在；(2)基于CA场景下，通过跨载波调度方式，从而避免不同小区控制信息的干扰问题；(3)基于non-CA场景下，两种节点的控制信道可以通过时分/频分等方式来实现正交化，也可以通过其它方式来实现控制信道的部分正交化，从而解决相邻小区间的干扰问题。3.1基于CA的eICIC在LTE-A中引入了PDCCH的跨载波调度，在异构网中可以利用这个特性来解决相邻小区间控制信息的相互干扰问题。在异构网中，通过在宏小区和Pico中分别采用不同的成分载波来承载控制信息，通过跨载波调度来配置其它成分载波上的业务信息，从而避免不同小区控制信息的相关干扰问题。如图5所示，CC1和CC2聚合，在宏小区中可以采用CC1作为主载波承载控制信息，并通过跨载波调度的方式来配置辅载波CC2上的业务信息；对应的Pico可以采用CC2作为主载波承载控制信息，并通过跨载波调度的方式配置辅载波CC1上的业务信息。这样由于宏小区和pico使用不同的载波承载控制信息，从而避免PDCCH的干扰问题。图5跨载波调度在异构网中的应用3.2非基于CA的eICIC在非基于CA的场景下，可以采用基于时域、频域或者空域的方法来解决异构网中相邻小区间干扰问题。在基于时域的方法中，下行控制信道间的干扰控制可以通过限制不同类型小区在不同时间段传输来解决，此时至少可以降低一小区对另一小区控制信道的干扰。在这种方法要求各个小区的时间同步。在基于频域的方法中，通过不同小区使用不同的频段来发送控制信息，这样可以减小不同小区控制信道间的干扰。在这种方法中也需要不同小区间的时间同步。通过宏小区把一个或多个子帧配置为ABS，微小区/Pico小区/Femto小区在ABS子帧上为小区边缘UE提供服务，避免了来自宏小区的干扰，从而提升了小区边缘UE的速率，如图6所示。在实现上，也可以把PDCCH/PDSCH/PUSCH的发射功率降得很低，使得它对微小区/Pico小区/Femto小区几乎没有干扰(或干扰很小)。图6eICIC示意图4.总结本文主要介绍了LTE-A系统中的关键技术eICIC，主要用来解决异构网络中宏小区和微小区之间的小区间干扰问题，从而提高整个系统的QoS和吞吐量。四.下周任务五.心得体会