LTE干擾抑制極簡載波的研究

王 科，楊宗林，袁 滿（.中國聯通山東分公司，山東濟南50000；.中國聯通濟南分公司，山東濟南5003）

0 引言

國內LTE網絡頻譜資源有限，為了提高頻譜利用率、提升網絡容量，運營商在組網時一般會采用頻率復用方案，由于熱點區域基站密度的增加，將導致LTE同頻小區間的干擾增加。傳統LTE干擾抑制技術主要包括干擾隨機化、干擾消除、頻選調度、小區間干擾協調等方式。中國聯通引入極簡載波功能，將5G干擾消除理念應用到LTE網絡中，并在實踐中進行驗證。

1 極簡載波原理

LTE終端需要小區參考信號才能工作，3GPP Rel 8版本定義：即使在小區沒有業務需求的情況下，參考信號在所有子幀、所有時間和所有PRB上連續發射［1］。

過多的參考信號發射，導致同頻小區間的干擾，限制了網絡的性能，尤其會影響高階調制時的下行速率。極簡載波引入LTE后，參考信號只在需要的時間和PRB上發射［1］。

但仍有3種情形，小區參考信號CRS保持發射。

a）保障UE測量CRS獲得同頻和異頻RSRP信息，小區頻域中間的6個RB上的CRS一直發射。

b）UE讀取SIB消息獲得小區配置和控制消息，在SIB傳輸子幀上，全帶寬的CRS保持發射。

c）在尋呼子幀和下一個子幀上，保持全頻率的CRS信號發射。

2 極簡載波參考信號分析

2.1 CRS映射規則

小區參考信號序列，根據3GPP TS 36.211第6.10節定義為rl,ns(m)：

式中：

ns——1個無線幀中的時隙索引

l——1個時隙內OFDM符號的索引

小區參考信號序列rl,ns(m)根據公式映射到天線端口p，時隙ns時為復值調制符號，并且依據如下公式計算：

式中：

l——一個時隙內OFDM符號的索引，

m′——m′=m+

k——子載波的偏移位置，k=6m+（v+vshift）mod6，變量v為不同參考信號在頻域的位置，vshift為小區特定頻域偏移：

在相同時隙，RE( )k,l用作小區特定參考信號傳輸時，其他天線端口的同一位置不能用作傳輸，且設置為0。

2.2 尋呼容量計算

尋呼消息所占的頻域資源是由P-RNTI加擾的PDCCH指定的，而在時域上，UE只會在尋呼周期內的某個特定無線幀PF的特定子幀PO上去嘗試接收paging消息［4］。

開啟DRX時，不同的UE在每個尋呼周期內只有一個子幀是可以用來發送paging消息的。

與PF和PO相關的2個參數是T和nB，這2個參數由系統消息SIB2通知UE，根據式（3）和式（4）使用IMSI計算出PF和PO的具體位置后，UE開始監聽相應子幀的PDCCH，如果發現有P-RNTI，則根據PDCCH指示的RB和調制編碼方式，從同一個子幀的PDSCH上獲取尋呼消息。如果尋呼消息含有該UE的UE_ID，則發起尋呼響應，否則，在間隔T個無線幀后繼續監聽相應子幀的 PDCCH［5-6］。

PF系統幀可以通過下述公式計算：

式中：

T——UE最終使用的非連續接收周期，涉及參數為defaultPagingCycle，默認設置為128個無線幀，如果DRX周期小于該值，則覆蓋替換T時長為DRX周期

nB——4T，2T，T，T/2，T/4，T/8，T/16，T/32。nB的設置表征子尋呼密度，決定了每個PF無線幀中PO的個數和位置。nB的值設置的越小，即每個無線幀中用于尋呼的子幀越少，因此nB的設置決定了系統的尋呼容量［5］

N——min（T，nB）

Ns——max（1，nB/T）

UE_ID——IMSI mod 1 024，IMSI=46xxxx（digit1=4，digit2=6），46是十進制數

PO系統子幀可以通過如下公式計算：

表1給出了FDD模式下尋呼子幀映射關系。

表1 FDD模式下尋呼子幀映射關系

如果每個PO尋呼子幀只發送一個尋呼消息，最多攜帶16個UE_ID，尋呼容量為每秒可以發送的最大尋呼數目，可以推算為每個尋呼指示中的UE_ID×（1個非連續尋呼周期中的無線幀×1個無線幀中的尋呼指示數）/非連續尋呼周期=16×（N×Ns）/DRX，在開啟極簡載波功能時需要考慮尋呼密度的設置。

3 極簡載波應用分析

3.1 測試效果對比

選擇連片區域對比極簡載波功能開啟前后指標情況，定點測試選擇好、中、差點，測試選擇差點：SINR＜5 dB、中點：SINR＞5 dB且SINR≤15 dB、好點：SINR＞15 dB。通過驗證下行SINR、上下行業務速率和高階調制情況，測試結果如圖1所示。

圖1 極簡載波開啟前后指標對比

差點、中點、好點測試：SINR分別有44%、59%、18%提升，下載速率分別有46%、92%、33%提升，上傳速率分別有9%、3%、1.7%提升，高階調制64QAM占比，差點無明顯提升，中點和好點分別有40%和20%的提升。

3.2 尋呼密度分析研究

極高話務區域選擇某工業園區，其中最忙小區PRB利用率高達99%，屬于典型極高話務場景。高話務場景開啟極簡載波功能時，不同nB參數的設置對尋呼的影響如圖2所示，當nB設置為T/8和T/4時出現尋呼丟棄，nB為T時，尋呼正常。因此建議高負荷區域nB設置為T。

圖2 極高話務nB設置對尋呼的影響

在中低負荷的區域，開啟極簡載波功能時，如圖3所示，當nB設置為T/16時，片區出現尋呼丟棄。當nB設置為T/8，尋呼正常。因此建議中低負荷區域nB設置為T/8。

4 結束語

極簡載波功能的應用將極大地對干擾進行抑制、提升高階調制的占比、改善整體網絡性能、提高用戶感知。同時，針對現網不同負荷情況對尋呼容量參數進行調整，實現了降低網絡干擾和保障尋呼性能的平衡，這對高話務、高干擾區域優化有一定借鑒意義。

圖3 中低話務nB設置對尋呼的影響