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1、LTE小区间干扰抑制技术介绍,赵亚军2010-5,Outline,LTE干扰特点分析小区间干扰抑制技术介绍LTE涉及的小区间干扰抑制技术LTE-A涉及到的干扰抑制技术简介LTE组网中小区间干扰问题探讨参考文献,2,LTE干扰特点分析,LTE的主要特性OFDMA取代了CDMA上行DFT-S-OFDMA（SC-FDMA）完全的PS业务模型摒弃了CS业务模型MIMO的全面采用BF/空间分集/空分复用/空分多址调度策略更灵活的链路自适应调度:频选调度/AMC/HARQ/MIMO调度完全由eNB决定，UE不再有自主权资源更多样、更灵活，调度实现难度加LTE主要需求更高的频谱效率/更高的系统容量/更高的小
2、区边缘性能需求更高的时延需求TDD和FDD更充分的融合TDD可以采用所有FDD机制TDD只有很少自有的标准化特性,其他主要通过实现去体现其特征标准约束更松散标准大多只给了最基本的原则,产品实现有更多的灵活性产品实现存在更大的算法优化空间,实现要求更高,3,LTE干扰特点分析,干扰特点分析干扰来源特点Intra-cell interferenceWhite Noise - 信道编码OFDM自身的ICI/ISI - CP/同步Inter-layer interferenceSU-MIMO/MU-MIMO码间干扰 PUCCH码间干扰 SRS/DMRS之间的码间干扰 PHICH的码间干扰Inter-c
3、ell interference特点小区内正交,有色干扰主要来自小区间几乎不再具有小区内的多址干扰和远近效应小区内干扰分析所采用的CAZAC序列很好的保证了正交性，干扰非常小MIMO处理机制很好的保证了流间干扰CP和同步保证了对OFDM的ICI/ISI抑制,4,LTE干扰特点分析,干扰变化特性时域灵活的突发性的调度：干扰变化剧烈频域频选调度，只有小区间的干扰,干扰源少：干扰不均匀频选调度，对调度准确性更敏感：(相对于宽带CDMA对于频率分集的利用)小区内部和边缘干扰源只来自小区间，小区内正交：小区内UE的SINR可以达到更高水平邻小区干扰，信道衰落：小区边缘UE是干扰抑制的主要对象PF调度 公
4、平性与干扰波动的矛盾,5,小区间干扰抑制技术介绍,小区间干扰分析note 1产生干扰的资源对象时间：OFDM符号/时隙/子帧/无线帧频率：RE/子载波/RB/RB集/(CCE)空间：MIMO/扇区码：PN序列/CAZAC序列/Walsh序列功率：频域/空域可变变化特点相邻小区剧烈外围小区白噪化频域不均衡测量上报时延与调度的关系上下行链路干扰区别下行干扰源少上行干扰更复杂上下行边缘UE的关系不完全一致信道衰落相近干扰关系不一致TDD系统：信道互易，干扰独立,6,小区间干扰抑制技术介绍,小区间干扰技术分类协调的资源对象时/频/空/码/功率/UE/eNB(Cell/扇区)需要协调的目标主要是小区边缘
5、UE控制速度动态半静态静态控制方式集中式分布式链路方向上行链路下行链路主要实现机制干扰随机化干扰消除干扰避免改变干扰信号性质（不严格的名称）,7,干扰随机化,由前文所述,对于0FDMA的接入方式，来自外小区的干扰数目有限，但干扰强度较大，干扰源的变化也比较快，不易估计。于是采用数学统计的方法来对干扰进行估计就成为一种比较简单可行的方法。干扰随机化不能降低干扰的能量，但能通过给干扰信号加扰的方式将干扰随机化为“白噪声”，从而抑制小区间干扰，因此又称为“干扰白化”，也可以称作“干扰平均”1 见备注。常见干扰随机化方法交织HoppingPN序列扩频加扰功率控制分集OFDMA:分布式映射 （vs.集中
6、式映射）etc,8,干扰消除,干扰消除：将干扰信号解出，并将干扰信号重构，然后把重构的干扰信号从接收信号中消除，从而提高有效信号的信干噪比。 干扰消除方法分类通常分类PIC：并行干扰消除SIC：串行干扰消除按照干扰信号提取判决方法基于软判的干扰消除只是得到信号的软信息，并没有作信号判决e.g. Turbo-SIC基于硬判的干扰消除判决得到信号基于判决准则MMSEZF根据信号多址特征利用空间特性，接收端MIMO译码实现干扰消除利用CDMA码分特性提取干扰并消除.e.g. TD-SCDMA JD (联合检测),9,干扰消除,利用干扰消除需要的条件需要估计干扰信号信道（采用相干解调算法时）接收端已知
7、干扰信号的导频信息需要知道干扰信号所使用的调度资源所用RBMCSPMI（FDD系统）需要干扰信号与有效信号频率资源重叠因为接收机只会接收处理有效信号占用的频率资源部分的信号，如果干扰信号完整编码块有一部分占用的频率资源不与有效信号重叠，则干扰信号不能被完整译码如果仅仅利用多接收天线的空间特性在信道均衡阶段作干扰消除，则不必有此限制（e.g. IRC？）。不过干扰消除没有充分利用信道编码增益，性能提升有限干扰消除性能受限于信道估计精度如果信道估计性能不能满足要求，干扰消除不仅不能消除干扰，而且会造成有效信号被消弱。OFDMA系统小区间干扰消除条件很难满足，LTE标准中没有采用小区间干扰消除机制I
8、ntra-eNB内或许可以实现,10,干扰避免,干扰避免的基本思想（不严谨的定义） 发射端利用无线资源的时间/频率/空间/码特性，通过一定的调度方法，把有效信号与干扰信号调度在不同的可区分的资源上，接收机可以可以通过资源区分并提取有效信号，达到干扰避免的目的。常见的干扰避免方法扇区分裂FFR/SFR：部分频率复用/软频率复用CDMATDMACBF：协作式beamformingMU-MIMO？,11,改变干扰信号性质（不严格的名称）,基本思想通过一定的机制，把干扰信号变为有效信号，或者改变干扰与有效信号的关系。常见的机制Handover通过小区切换，改变干扰与被干扰的关系，达到干扰抑制的目的JP
9、：联合发送/联合接收 | 软切换小区边缘UE原本经受邻小区其他UE信号的干扰；采用JP机制，把原本干扰信号改变为有效信号，降低了干扰，提升了信号强度。Rake接收原本多径信号对信号有破坏作用，相当于是干扰，但通过Rake接收机，可以充分的提取有效信号信息，达到提升性能的目的。,12,LTE中涉及到的干扰抑制技术,LTE小区间干扰抑制措施不仅仅包含OI/HII/RNTP所支持的干扰抑制措施，还有其他手段。标准化支持的小区间干扰抑制机制控制信道相关的干扰抑制机制参考信号相关的干扰抑制机制数据信道相关的干扰抑制机制eNB内部可实现的非标准化机制（不受限于x2接口）CBF上行联合接收快速切换？,13,
10、控制信道相关的干扰抑制机制,下行控制信道PCFICH频域干扰避免：小区间频率偏移（shift参数CELL-ID）空域：分集发送PDCCH频域随机化：交织+小区间频率shift空域：分集发送PHICH频域随机化：交织+小区间频率shift小区内CDMA空域：分集发送PBCH码域/时域随机化（CDMA，时域重复）空域：分集发送SCH码域随机化空域：分集发送上行控制信道PUCCH随机化hopping（时域/码域）Power Control,14,参考信号相关的干扰抑制机制,下行参考信号CRS随机化：PN序列加扰/频域hopping频域正交化（干扰避免）：频域shift（参数CELL-ID）DRS随机
11、化：PN序列加扰/频域hopping频域正交化（干扰避免）：频域shift（参数CELL-ID）MBSFN-RS随机化：PN序列加扰/频域hopping上行参考信号DMRS随机化：hopping（时域/码域）SRS随机化：hopping（时域/码域）,15,数据信道相关的干扰抑制机制,PDSCH随机化频域：VRB向PRB映射两种模式集中式、分布式。分布式即为频率分集的随机化空域：分集发送SFBC，CDD码域：加扰干扰避免频域：FFR/SFR（部分频率复用/软频率复用）功率：慢速功率分配PUSCH随机化频域：hopping/分布式映射模式/DFT扩频空域：天线选择发送码域：加扰功率：intra-
12、cell PC干扰避免频域：FFR/SFR功率：慢速功率分配,16,数据信道相关的干扰抑制机制,数据信道小区间干扰抑制涉及的参数OI/HII/RNTP: 这些测量参数用于支持FFR/SFR/inter-cell PC上行数据信道所用参数OI：overload indicatorEach PRB is identified by its position in the list. ENUMERATED (high interference, medium interference, low interference, )表征上行全带宽每个RB所经受的邻小区上行信道的干扰水平的测量量。用于确定本小
13、区上行所受到的干扰水平，通知给邻小区，期望邻小区给予协调。属于干扰后协调。HII: high-interference indicatorEach position in the bitmap 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.表征本小区上行整个带宽将要被调度的UE对邻小区的可能干扰水平。属于干扰前预协调。,17,数据信道
14、相关的干扰抑制机制,下行数据信道所用参数RNTP：Relative Narrowband TX Power表征全带宽每个RB的将要被调度的功率水平，值定义如下：IE中包含参数”PDCCH Interference Impact”: Measured by Predicted Number Of Occupied PDCCH OFDM Symbols.表征PDCCH可能带来的干扰情况。属于干扰前预协调。公共参数RSRP这个测量量与切换所用RSRP是一个定义在ICIC中用于确定确定UE是否处于小区边缘，处于哪个小区边缘。从而确定那些UE需要进行干扰协调。RSRP的测量上报为此专门定义了：进入事件和
15、离开事件，用于表征UE进入小区边缘区域，离开小区边缘区域进入小区中心。,18,数据信道小区间干扰抑制例子,小区分布示意图基本过程描述三个UE上报RSRP，eNB基于RSRP得知UE1处于小区二边缘，UE2处于小区三边缘，UE3处于小区中心eNB在调度UE1时考虑cell2发过来的OI/HII/RNTPeNB在调度UE2时考虑cell3发过来的OI/HII/RNTP在调度UE3时有更大的自由度,19,数据信道小区间干扰抑制例子,OI的使用基本流程HII/RNTP使用基本流程,20,eNB内部可实现的非标准化机制,eNB内部小区间可以实现快速信息共享,协调调度/联合数据接收处理，不受x2时延限制C
16、BF扇区边缘彼此使用相关性较低的Beamforming或者PMI上行联合调度接收上行SU-JP上行小区间MU-MIMO上行小区间干扰消除小区间UE上行协调调度,接收信号联合处理,干扰消除快速小区切换？,21,LTE-A涉及到的干扰抑制技术简介,LTE-A面临的新问题新的需求频谱效率要求更高系统吞吐量要求更高小区边缘需求更高用户体验需求提高新技术特性引入CoMPCARelay异构网高阶MIMOLTE UE接入到LTE-A系统中面临的干扰问题: CSIRS Muting/puncturingLTE-A涉及的干扰抑制技术简介CoMPJPCB/CSCBFCBSFast cell selection异构网(eICIC)note1,
