兩種不同室內LPN干擾抑制技術的應用研究

王強

摘 要：高速率高流量的用戶群體主要占用的是LTE（長期演進技術）網絡，但是隨著用戶數量的增多、寬帶需求的增大，傳統的宏站覆蓋方式已經逐漸不能滿足客戶的需求，在這種情況下促進了新的組網形態的產生。該文詳細介紹了室內LPN（低功率節點）干擾抑制技術，提出了創新思路并重點對eICIC（增強的小區間干擾協調）的創新進行了創新實驗，得出實驗應用結果并且進行了詳細對比分析，對創新成效進行總結。

關鍵詞：低功率節點 干擾抑制 增強的小區間干擾協調 微型小區基站

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：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網絡，但是隨著用戶數量的增多、寬帶需求的增大，傳統的宏站覆蓋方式已經逐漸不能滿足客戶的需求。特別是在城區繁華商業街，密集小區，高校園區等熱點地區，傳統的宏站覆蓋沒有辦法滿足用戶流量需求，而且這種覆蓋方式容易出現盲區，尤其是商業區域，嚴重影響到用戶的業務體驗。

持續發展的技術設備和不斷擴大的LTE網絡規模，促進了新的組網形態的產生。新的組網模式主要是指在宏覆蓋小區中放置低功率節點（Lower Power Node，LPN）組網方式。網絡建設從宏覆蓋開始，以廣覆蓋為目的，逐漸加強深度覆蓋，在建設過程中引入LPN設備，用以達到提高網絡容量、室內深度覆蓋、消除盲點以及完善盲區的目的。

相對于傳統宏站+室分的組網結構而言，LPN的引入導致了更多同頻小區的介入，突顯了同頻干擾問題。另外，室內站點開啟CA（載波聚合）后，新增1.8G室內覆蓋小區，帶來與宏站的新干擾，用戶在較低接收功率的情況下接入小區，信號功率會比較低，干擾進一步增強導致了信噪比SINR更低，業務信道和控制信道受到更多的影響。

引入eICIC（增強的小區間干擾協調）和下行干擾整形兩種方式，從時域和頻域兩個方面解決LPN導致的干擾問題，既保證了網絡覆蓋，又滿足了業務的QoS需要，增強了用戶感知。

2 LPN干擾抑制理論基礎

LPN組網模式，通常宏小區覆蓋范圍包含微小區，且采用同頻組網形式，使得微小區上下行均受到嚴重干擾，影響用戶的業務體驗。

eICIC增強型是Rel10版本確定的內容，時域（Time Domain）的資源分割（resource division），可以在Macro，micro/Pico等宏微基站之間實現降低干擾。

通過宏小區把一個或多個子幀配置為“幾乎空白的子幀（ABS）”，微小區（包括了Pico、mRRU等）在幾乎空白的子幀上為終端提供服務，從而避免了來自宏小區的主要干擾，提高了微小區UE的用戶體驗質量。

2.1 LPN組網方式

LPN網絡以微基站覆蓋為主，增加Femto、Pico、small cell等低功率站點進行網絡補充覆蓋，減少覆蓋盲區。

各節點小區間同頻干擾嚴重是LPN網絡中的最大問題，LPN的下行發射功率沒有宏小區的發射功率大，使得宏基站對LPN用戶有較強的干擾。因此通過時域、頻域資源調度方式，用以解決上下行業務、參考信號、同步信號和控制信息之間的干擾問題。

2.2 eICIC技術

eICIC在時域中引入了幾乎空白子幀（ABS）的概念，為受到較強干擾的用戶提供業務，以達到時域的協調處理，降低小區間的干擾程度的目的。小區特定參考信號、PSS（主同步信號）、SSS（輔同步信號）、尋呼信道以及PBCH（物理廣播信道）需要在ABS上傳輸，但是功率沒有正常子幀功率大，用來降低對鄰區相同載波上的數據和控制信道的干擾。

eICIC技術核心思想是宏站在ABS上不傳輸用戶數據，微基站在宏微小區交界的地方為用戶提供服務，來降低對微基站的干擾。

2.3 干擾整形技術

干擾整形技術，網絡通過鄰區之間交互負荷信息，當鄰區滿足一定負荷后，基站根據小區PCI信息，自動將用戶調節至頻域特定的區域，讓其對鄰區的干擾處于頻域相對固定的位置，增強了鄰區UE子帶CQI測量的準確性。

地理位置相近的基站可以協同分配無線資源，來降低小區間的干擾，給用戶帶來更高的下載速率體驗，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，當鄰區之間都使用該選項時，相當于實現了鄰區間干擾協調的功能，每個鄰區都會根據自己的PCI選擇不同的頻域資源進行調度，避免鄰區間使用相同的頻域資源，同時在小區負荷變高時會進行頻域可調度資源的擴充，防止對單用戶或小區總容量產生限制。

3 測試方法

綜合考慮六安現網LTE組網結構，新都匯商業街用戶多、站點集中、建筑物密集、覆蓋遮擋嚴重，現場測試Pico站點與宏站重疊覆蓋。

選擇康運醫院1.8G宏站和魚米之鄉1.8G pico站點作為測試場景。這兩個站點使用的用戶比較多、重疊覆蓋較為嚴重，符合干擾測試的條件。

3.1 測試方法

采用兩個終端UE1和UE2分別占用不同小區，同時進行FTP（文件傳輸協議）上下行業務CQT（定點）測試，終端測試點位置如下：

UE1：占用康運醫院-913516_52小區（PCI：243，頻點：1825）。

UE2：占用魚米之鄉-913715-50小區（PCI：450，頻點：1825）。

測試步驟：

（1）干擾抑制開啟前，UE1和UE2進行同時進行上下行FTP測試。

（2）eICIC開啟后，UE1和UE2同時進行上下行FTP測試。

（3）干擾整形開啟后，UE1和UE2同時進行上下行FTP測試。

（4）eICIC和干擾整形同時開啟，UE1和UE2同時進行上下行FTP測試。

4 兩種不同LPN干擾抑制技術的研究

對魚米之鄉和康運醫院，同時開啟eICIC和干擾整形，進行CQT測試和指標對比。

4.1 eICIC和干擾整形綜合驗證

對魚米之鄉Pico站點和康運醫院宏站，同時開啟eICIC和干擾整形功能，對比測試指標。eICIC和干擾整形同時開啟，SINR、上行速率、MCS等均有提升。

eICIC和干擾整形同時開啟，SINR、下行速率、MCS等均有提升，UE發射功率有所降低。由于下行干擾整形的開啟，下行調度RB數有所降低。

eICIC和干擾整形同時開啟，ABS子幀導致調度次數減少，調度RB數量也有所降低，導致康運醫院上行速率略有降低。

速率指標綜合對比：

總體測試速率對比，Pico站點上下行速率均有提升，宏站速率略有降低，具體對比數據如下：

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指標對比

20160818日開啟eICIC和干擾整形功能，各項KPI指標穩定，指標對比如表1。

4.3 干擾類指標對比

20160818日開啟eICIC和干擾整形功能，干擾類各項指標對比，RSSI_PUCCH_AVG 降低1.08，RSSI_PUSCH_AVG降低0.37改善明顯，其余指標穩定。

4.4 用戶數和流量對比

eICIC開啟后，用戶主要占用微基站，使得宏站的流量和用戶數下降，微基站的流量和用戶數增加。另一方面，干擾整形開啟后給用戶帶來更高的體驗速率，增加了微基站的數據流量。

根據網管統計，康運醫院宏站上下行總流量平均每天下降2766.98MB，平均激活用戶數下降7.79個；魚米之鄉pico上下總流量增加3071.71MB，平均激活用戶數增加6.81個，達到預期結果。

4.5 室內LPN干擾抑制應用成效

LTE同頻組網帶來較強的小區間干擾，地理位置相近的基站重疊覆蓋嚴重，小區間干擾比較強，降低了用戶下載速率。本次同時開啟eICIC和干擾整形測試結果表明，調度次數和數量明顯減少，增強了以下用戶體驗。

（1）eICIC開啟時，沒有調度時域上受到干擾的子幀，系統內干擾明顯降低，網絡性能明顯提升；

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

（3）提升高負載鄰區信道質量，改善LPN網絡和室內CA場景下用戶的業務體驗，微基站小區UE效果明顯；

（4）應用場景靈活、實現方式簡單，有效降低干擾，提升了網絡吞吐量。

5 結語

通過以上對比分析可以看出，通過這次eICIC和干擾整形在時域和頻域上選擇性調度的綜合應用研究，不調度被干擾的資源，降低干擾，提升了網絡質量，改善了高負載鄰區信道質量，有效提升了LPN網絡和室內CA場景下用戶業務體驗，對微基站小區的UE效果明顯。