LTE小區(qū)間干擾抑制技術(shù)介紹.ppt

1、LTE小區(qū)間干擾抑制技術(shù)介紹,趙亞軍2010-5,Outline,LTE干擾特點(diǎn)分析 小區(qū)間干擾抑制技術(shù)介紹 LTE涉及的小區(qū)間干擾抑制技術(shù) LTE-A涉及到的干擾抑制技術(shù)簡(jiǎn)介 LTE組網(wǎng)中小區(qū)間干擾問題探討 參考文獻(xiàn),2,LTE干擾特點(diǎn)分析,LTE的主要特性 OFDMA 取代了CDMA 上行DFT-S-OFDMA（SC-FDMA） 完全的PS業(yè)務(wù)模型 摒棄了CS業(yè)務(wù)模型 MIMO的全面采用 BF/空間分集/空分復(fù)用/空分多址 調(diào)度策略 更靈活的鏈路自適應(yīng)調(diào)度:頻選調(diào)度/AMC/HARQ/MIMO 調(diào)度完全由eNB決定，UE不再有自主權(quán) 資源更多樣、更靈活，調(diào)度實(shí)現(xiàn)難度加 LTE主要需求 更高

2、的頻譜效率/更高的系統(tǒng)容量/更高的小區(qū)邊緣性能需求 更高的時(shí)延需求 TDD和FDD更充分的融合 TDD可以采用所有FDD機(jī)制 TDD只有很少自有的標(biāo)準(zhǔn)化特性,其他主要通過實(shí)現(xiàn)去體現(xiàn)其特征 標(biāo)準(zhǔn)約束更松散 標(biāo)準(zhǔn)大多只給了最基本的原則,產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)有更多的靈活性 產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)存在更大的算法優(yōu)化空間,實(shí)現(xiàn)要求更高,3,LTE干擾特點(diǎn)分析,干擾特點(diǎn)分析 干擾來源特點(diǎn) Intra-cell interference White Noise - 信道編碼 OFDM自身的ICI/ISI - CP/同步 Inter-layer interference SU-MIMO/MU-MIMO 碼間干擾 PUCCH碼間干擾 S

3、RS/DMRS之間的碼間干擾 PHICH的碼間干擾 Inter-cell interference 特點(diǎn) 小區(qū)內(nèi)正交,有色干擾主要來自小區(qū)間 幾乎不再具有小區(qū)內(nèi)的多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng) 小區(qū)內(nèi)干擾分析 所采用的CAZAC序列很好的保證了正交性，干擾非常小 MIMO處理機(jī)制很好的保證了流間干擾 CP和同步保證了對(duì)OFDM的ICI/ISI抑制,4,LTE干擾特點(diǎn)分析,干擾變化特性 時(shí)域 靈活的突發(fā)性的調(diào)度：干擾變化劇烈 頻域 頻選調(diào)度，只有小區(qū)間的干擾,干擾源少：干擾不均勻 頻選調(diào)度，對(duì)調(diào)度準(zhǔn)確性更敏感：(相對(duì)于寬帶CDMA對(duì)于頻率分集的利用) 小區(qū)內(nèi)部和邊緣 干擾源只來自小區(qū)間，小區(qū)內(nèi)正交：小區(qū)內(nèi)U

4、E的SINR可以達(dá)到更高水平 鄰小區(qū)干擾，信道衰落：小區(qū)邊緣UE是干擾抑制的主要對(duì)象 PF調(diào)度 公平性與干擾波動(dòng)的矛盾,5,小區(qū)間干擾抑制技術(shù)介紹,小區(qū)間干擾分析note 1 產(chǎn)生干擾的資源對(duì)象 時(shí)間：OFDM符號(hào)/時(shí)隙/子幀/無線幀 頻率：RE/子載波/RB/RB集/(CCE) 空間：MIMO/扇區(qū) 碼：PN序列/CAZAC序列/Walsh序列 功率：頻域/空域可變 變化特點(diǎn) 相鄰小區(qū)劇烈 外圍小區(qū)白噪化 頻域不均衡 測(cè)量上報(bào)時(shí)延與調(diào)度的關(guān)系 上下行鏈路干擾區(qū)別 下行干擾源少 上行干擾更復(fù)雜 上下行邊緣UE的關(guān)系不完全一致 信道衰落相近 干擾關(guān)系不一致 TDD系統(tǒng)：信道互易，干擾獨(dú)立,6,小

5、區(qū)間干擾抑制技術(shù)介紹,小區(qū)間干擾技術(shù)分類 協(xié)調(diào)的資源對(duì)象 時(shí)/頻/空/碼/功率/UE/eNB(Cell/扇區(qū)) 需要協(xié)調(diào)的目標(biāo) 主要是小區(qū)邊緣UE 控制速度 動(dòng)態(tài) 半靜態(tài) 靜態(tài) 控制方式 集中式 分布式 鏈路方向 上行鏈路 下行鏈路 主要實(shí)現(xiàn)機(jī)制 干擾隨機(jī)化 干擾消除 干擾避免 改變干擾信號(hào)性質(zhì)（不嚴(yán)格的名稱）,7,干擾隨機(jī)化,由前文所述,對(duì)于0FDMA的接入方式，來自外小區(qū)的干擾數(shù)目有限，但干擾強(qiáng)度較大，干擾源的變化也比較快，不易估計(jì)。于是采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法來對(duì)干擾進(jìn)行估計(jì)就成為一種比較簡(jiǎn)單可行的方法。干擾隨機(jī)化不能降低干擾的能量，但能通過給干擾信號(hào)加擾的方式將干擾隨機(jī)化為“白噪聲”，從而抑

6、制小區(qū)間干擾，因此又稱為“干擾白化”，也可以稱作“干擾平均”1 見備注。 常見干擾隨機(jī)化方法 交織 Hopping PN序列擴(kuò)頻 加擾 功率控制 分集 OFDMA:分布式映射 （vs.集中式映射） etc,8,干擾消除,干擾消除：將干擾信號(hào)解出，并將干擾信號(hào)重構(gòu)，然后把重構(gòu)的干擾信號(hào)從接收信號(hào)中消除，從而提高有效信號(hào)的信干噪比。 干擾消除方法分類 通常分類 PIC：并行干擾消除 SIC：串行干擾消除 按照干擾信號(hào)提取判決方法 基于軟判的干擾消除 只是得到信號(hào)的軟信息，并沒有作信號(hào)判決 e.g. Turbo-SIC 基于硬判的干擾消除 判決得到信號(hào) 基于判決準(zhǔn)則 MMSE ZF 根據(jù)信號(hào)多址特征

7、 利用空間特性，接收端MIMO譯碼實(shí)現(xiàn)干擾消除 利用CDMA碼分特性提取干擾并消除. e.g. TD-SCDMA JD (聯(lián)合檢測(cè)),9,干擾消除,利用干擾消除需要的條件 需要估計(jì)干擾信號(hào)信道（采用相干解調(diào)算法時(shí)） 接收端已知干擾信號(hào)的導(dǎo)頻信息 需要知道干擾信號(hào)所使用的調(diào)度資源 所用RB MCS PMI（FDD系統(tǒng)） 需要干擾信號(hào)與有效信號(hào)頻率資源重疊 因?yàn)榻邮諜C(jī)只會(huì)接收處理有效信號(hào)占用的頻率資源部分的信號(hào)，如果干擾信號(hào)完整編碼塊有一部分占用的頻率資源不與有效信號(hào)重疊，則干擾信號(hào)不能被完整譯碼 如果僅僅利用多接收天線的空間特性在信道均衡階段作干擾消除，則不必有此限制（e.g. IRC？）。不過

8、干擾消除沒有充分利用信道編碼增益，性能提升有限 干擾消除性能受限于信道估計(jì)精度 如果信道估計(jì)性能不能滿足要求，干擾消除不僅不能消除干擾，而且會(huì)造成有效信號(hào)被消弱。 OFDMA系統(tǒng)小區(qū)間干擾消除條件很難滿足，LTE標(biāo)準(zhǔn)中沒有采用小區(qū)間干擾消除機(jī)制 Intra-eNB內(nèi)或許可以實(shí)現(xiàn),10,干擾避免,干擾避免的基本思想（不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x） 發(fā)射端利用無線資源的時(shí)間/頻率/空間/碼特性，通過一定的調(diào)度方法，把有效信號(hào)與干擾信號(hào)調(diào)度在不同的可區(qū)分的資源上，接收機(jī)可以可以通過資源區(qū)分并提取有效信號(hào)，達(dá)到干擾避免的目的。 常見的干擾避免方法 扇區(qū)分裂 FFR/SFR：部分頻率復(fù)用/軟頻率復(fù)用 CDMA TDMA

9、 CBF：協(xié)作式beamforming MU-MIMO？,11,改變干擾信號(hào)性質(zhì)（不嚴(yán)格的名稱）,基本思想 通過一定的機(jī)制，把干擾信號(hào)變?yōu)橛行盘?hào)，或者改變干擾與有效信號(hào)的關(guān)系。 常見的機(jī)制 Handover 通過小區(qū)切換，改變干擾與被干擾的關(guān)系，達(dá)到干擾抑制的目的 JP：聯(lián)合發(fā)送/聯(lián)合接收 | 軟切換 小區(qū)邊緣UE原本經(jīng)受鄰小區(qū)其他UE信號(hào)的干擾；采用JP機(jī)制，把原本干擾信號(hào)改變?yōu)橛行盘?hào)，降低了干擾，提升了信號(hào)強(qiáng)度。 Rake接收 原本多徑信號(hào)對(duì)信號(hào)有破壞作用，相當(dāng)于是干擾，但通過Rake接收機(jī)，可以充分的提取有效信號(hào)信息，達(dá)到提升性能的目的。,12,LTE中涉及到的干擾抑制技術(shù),LTE小

10、區(qū)間干擾抑制措施不僅僅包含OI/HII/RNTP所支持的干擾抑制措施，還有其他手段。 標(biāo)準(zhǔn)化支持的小區(qū)間干擾抑制機(jī)制 控制信道相關(guān)的干擾抑制機(jī)制 參考信號(hào)相關(guān)的干擾抑制機(jī)制 數(shù)據(jù)信道相關(guān)的干擾抑制機(jī)制 eNB內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)的非標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)制（不受限于x2接口） CBF 上行聯(lián)合接收 快速切換？ ,13,控制信道相關(guān)的干擾抑制機(jī)制,下行控制信道 PCFICH 頻域干擾避免：小區(qū)間頻率偏移（shift參數(shù)CELL-ID） 空域：分集發(fā)送 PDCCH 頻域隨機(jī)化：交織+小區(qū)間頻率shift 空域：分集發(fā)送 PHICH 頻域隨機(jī)化：交織+小區(qū)間頻率shift 小區(qū)內(nèi)CDMA 空域：分集發(fā)送 PBCH 碼域/時(shí)

11、域隨機(jī)化（CDMA，時(shí)域重復(fù)） 空域：分集發(fā)送 SCH 碼域隨機(jī)化 空域：分集發(fā)送 上行控制信道 PUCCH 隨機(jī)化 hopping（時(shí)域/碼域） Power Control,14,參考信號(hào)相關(guān)的干擾抑制機(jī)制,下行參考信號(hào) CRS 隨機(jī)化：PN序列加擾/頻域hopping 頻域正交化（干擾避免）：頻域shift（參數(shù)CELL-ID） DRS 隨機(jī)化：PN序列加擾/頻域hopping 頻域正交化（干擾避免）：頻域shift（參數(shù)CELL-ID） MBSFN-RS 隨機(jī)化：PN序列加擾/頻域hopping 上行參考信號(hào) DMRS 隨機(jī)化：hopping（時(shí)域/碼域） SRS 隨機(jī)化：hopping

12、（時(shí)域/碼域）,15,數(shù)據(jù)信道相關(guān)的干擾抑制機(jī)制,PDSCH 隨機(jī)化 頻域：VRB向PRB映射兩種模式集中式、分布式。分布式即為頻率分集的隨機(jī)化 空域：分集發(fā)送SFBC，CDD 碼域：加擾 干擾避免 頻域：FFR/SFR（部分頻率復(fù)用/軟頻率復(fù)用） 功率：慢速功率分配 PUSCH 隨機(jī)化 頻域：hopping/分布式映射模式/DFT擴(kuò)頻 空域：天線選擇發(fā)送 碼域：加擾 功率：intra-cell PC 干擾避免 頻域：FFR/SFR 功率：慢速功率分配,16,數(shù)據(jù)信道相關(guān)的干擾抑制機(jī)制,數(shù)據(jù)信道小區(qū)間干擾抑制涉及的參數(shù) OI/HII/RNTP: 這些測(cè)量參數(shù)用于支持FFR/SFR/inter-

13、cell PC 上行數(shù)據(jù)信道所用參數(shù) OI：overload indicator Each PRB is identified by its position in the list. ENUMERATED (high interference, medium interference, low interference, ) 表征上行全帶寬每個(gè)RB所經(jīng)受的鄰小區(qū)上行信道的干擾水平的測(cè)量量。 用于確定本小區(qū)上行所受到的干擾水平，通知給鄰小區(qū)，期望鄰小區(qū)給予協(xié)調(diào)。 屬于干擾后協(xié)調(diào)。 HII: high-interference indicator Each position in the bit

14、map represents a PRB (first bit=PRB 0 and so on), for which value 1 indicates high interference sensitivity and value 0 indicates low interference sensitivity. 表征本小區(qū)上行整個(gè)帶寬將要被調(diào)度的UE對(duì)鄰小區(qū)的可能干擾水平。 屬于干擾前預(yù)協(xié)調(diào)。,17,數(shù)據(jù)信道相關(guān)的干擾抑制機(jī)制,下行數(shù)據(jù)信道所用參數(shù) RNTP：Relative Narrowband TX Power 表征全帶寬每個(gè)RB的將要被調(diào)度的功率水平，值定義如下： IE中包含參數(shù)”

15、PDCCH Interference Impact”: Measured by Predicted Number Of Occupied PDCCH OFDM Symbols.表征PDCCH可能帶來的干擾情況。 屬于干擾前預(yù)協(xié)調(diào)。 公共參數(shù) RSRP 這個(gè)測(cè)量量與切換所用RSRP是一個(gè)定義 在ICIC中用于確定確定UE是否處于小區(qū)邊緣，處于哪個(gè)小區(qū)邊緣。從而確定那些UE需要進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)。 RSRP的測(cè)量上報(bào)為此專門定義了：進(jìn)入事件和離開事件，用于表征UE進(jìn)入小區(qū)邊緣區(qū)域，離開小區(qū)邊緣區(qū)域進(jìn)入小區(qū)中心。,18,數(shù)據(jù)信道小區(qū)間干擾抑制例子,小區(qū)分布示意圖 基本過程描述 三個(gè)UE上報(bào)RSRP，eNB

16、基于RSRP得知UE1處于小區(qū)二邊緣，UE2處于小區(qū)三邊緣，UE3處于小區(qū)中心 eNB在調(diào)度UE1時(shí)考慮cell2發(fā)過來的OI/HII/RNTP eNB在調(diào)度UE2時(shí)考慮cell3發(fā)過來的OI/HII/RNTP 在調(diào)度UE3時(shí)有更大的自由度,19,數(shù)據(jù)信道小區(qū)間干擾抑制例子,OI的使用基本流程 HII/RNTP使用基本流程,20,eNB內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)的非標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)制,eNB內(nèi)部小區(qū)間可以實(shí)現(xiàn)快速信息共享,協(xié)調(diào)調(diào)度/聯(lián)合數(shù)據(jù)接收處理，不受x2時(shí)延限制 CBF 扇區(qū)邊緣彼此使用相關(guān)性較低的Beamforming或者PMI 上行聯(lián)合調(diào)度接收 上行SU-JP 上行小區(qū)間MU-MIMO 上行小區(qū)間干擾消除 小區(qū)間UE上行協(xié)調(diào)調(diào)度,接收信號(hào)聯(lián)合處理,干擾消除 快速小區(qū)切換？,21,LTE-A涉及到的干擾抑制技術(shù)簡(jiǎn)介,LTE-A面臨的新問題 新的需求 頻譜效率要求更高 系統(tǒng)吞吐量要求更高 小區(qū)邊緣需求更高 用戶體驗(yàn)需求提高 新技術(shù)特性引入 CoMP CA Relay 異構(gòu)網(wǎng) 高階MIMO LTE UE接入到LTE-A系統(tǒng)中面臨的干擾問題: CSIRS Muting/puncturing LTE-A涉及的干擾抑制技術(shù)簡(jiǎn)介 CoMP JP CB/CS CBF CBS Fast cell selection 異構(gòu)網(wǎng)