從LTE(10MHz)到LTE(20MHz),頻率的帶寬決定了LTE理論峰值速率的大小。但是,用戶的實際體驗速率并不能達到理論速率,原因很多,不過,最主要的因素是小區(qū)間干擾導致。
在2G/3G網(wǎng)絡,有一個BSC(基站控制器)控制小區(qū)間干擾。在4G網(wǎng)絡中,由于基站間有X2接口,小區(qū)間干擾控制可以通過基站間的協(xié)調(diào)來完成。通過X2接口交換信息,基站可以靈活調(diào)度資源以避開小區(qū)間干擾。
有幾種類型的干擾協(xié)調(diào)技術,分布對應LTE和LTE-A:
1)LTE:小區(qū)間干擾協(xié)調(diào) (Inter-Cell Interference Coordination ,ICIC)
2)LTE-A:增強型ICIC(Enhanced ICIC ,eICIC),eICIC是為了應對未來HetNet,在ICIC基礎上的調(diào)整版本。另一個是協(xié)作多點傳輸(CoordinatedMulti-point,CoMP),其使用來自UE上報的信道狀態(tài)信息(Channel Status Information ,CSI)
今天,我們聊的話題是ICIC。
是什么引起小區(qū)間干擾?
導致移動通信網(wǎng)絡容量降低的罪魁禍首就是干擾。當相鄰小區(qū)的用戶在同一時間使用相同頻率資源時,干擾就會產(chǎn)生。 假設這里有兩個相鄰小區(qū),它們使用相同的頻率信道(比如,1.8GHz頻段上的10MHz),這樣,每個小區(qū)的UE都使用相同的頻率資源。如下圖A2和B2,當兩個UE分別位于兩個小區(qū)的中心時,因為兩者均使用較低發(fā)射功率,所以相互不會產(chǎn)生干擾。不過,如果是在小區(qū)邊緣,如下圖的A1和B1,由于兩者均使用較高的發(fā)射功率,所以相互間會產(chǎn)生干擾。
干擾產(chǎn)生的原因是:小區(qū)只知道自己的UE使用的無線資源,并不知道鄰近小區(qū)的UE使用的無線資源。比如,上圖中,Cell A 知道A1使用的無線資源,但是并不知道B1使用的無線資源,反之亦然。 每個小區(qū)都為自己的UE分配無線資源,它們并不知道鄰小區(qū)分配的無線資源,所以,這就導致在小區(qū)邊緣的UE(如Cell A 的A1,Cell B的B1),因為分配了相同的頻率資源而產(chǎn)生干擾。所以,就有了小區(qū)間協(xié)作的概念。
ICIC概念
ICIC定義于3GPP R8,其目的是減小在小區(qū)邊緣使用相同頻率的不同小區(qū)間的干擾;究梢陨擅總頻率資源(RB)的干擾信息,并且通過X2消息將干擾信息傳遞給鄰近基站。
通過X2消息傳遞,基站就可以獲知自己相鄰基站的干擾狀態(tài),從而在分配無線資源(比如,頻率,發(fā)射功率等)的時候,盡可能避開干擾。
我們再來舉個栗子,同樣Cell A的A1和Cell B的B1都位于小區(qū)邊緣,A1使用的頻率資源為f3,由于引入了ICIC技術,為了避開干擾,Cell B為B1分配的頻率資源為f2,這樣就避開了小區(qū)邊緣的干擾。 而Cell B的小區(qū)中心,仍然分配頻率資源f3,因為在小區(qū)中心不會和Cell A產(chǎn)生干擾。
ICIC使用的干擾信息
每一個ICIC周期后,eNB通過發(fā)送X2消息和鄰近eNB交換其小區(qū)的干擾信息。 消息中的信息包括:RNTP(Relative Narrowband Tx Power ), HII(High-Interference Indicator ), 和OI( Overload Indicator)。
1)RNTP:RNTP用于指示頻率資源(RB)在下一個ICIC周期里,在下行鏈路上使用高發(fā)射功率。當前ICIC周期會測量每一個RB的功率強度,用bit來表示其功率強度大。0:表示低,1:表示高)【0:Low , 1:High】。測得的功率強度會在當前ICIC周期內(nèi)進行平均。
2)HII:HII用于指示頻率資源(RB)在下一個ICIC周期里,在上行鏈路上使用高發(fā)射功率。和RNTP功能一樣,只不過其用于上行鏈路。每一個RB的功率強度同樣用bit來表示(0:表示低,1:表示高)【0:Low,1:High】。
3)OI:用來指示頻率資源(RB)在最后一個ICIC周期受到嚴重干擾。每個RB干擾程度標識為:低,中或高【Low, Medium或High】
RNTP和HII指的是本小區(qū)對鄰小區(qū)的干擾信息,而OI指的是已經(jīng)產(chǎn)生的鄰小區(qū)對本小區(qū)的干擾信息。
HII信息非常重要,是強制使用的。
ICIC工作原理
每一個ICIC周期后,eNB會發(fā)送干擾信息給鄰eNB。 通常,ICIC周期(通常幾十到幾百毫秒)比調(diào)度周期(TTI,1ms)更長。下圖描述了ICIC是如何工作的?其中,Cell A 和Cell B的ICIC周期均為20ms。
工作過程如下:
1)生成干擾信息(ICIC周期 #11)
在ICIC周期內(nèi),Cell A 和Cell B測量信號/干擾強度,并產(chǎn)生干擾信息 (RNTP, HII, OI)。
2)共享干擾信息(ICIC周期 #12)
通過X2消息,Cell A 和Cell B共享干擾信息,鄰小區(qū)之間的X2時延必須短于ICIC 周期。
3)資源協(xié)調(diào):ICIC 估算(ICIC周期 #12)
根據(jù)接收到鄰區(qū)干擾信息,每個小區(qū)運行ICIC算法,并決定位于小區(qū)邊緣的頻率資源(RB或子載波)是否使用高發(fā)射功率。
4)協(xié)作式本地資源調(diào)度(ICIC周期 #13)
ICIC的估算結果運用于本地調(diào)度器,基于協(xié)作資源,小區(qū)將根據(jù)每一個UE的信道狀態(tài)執(zhí)行本地調(diào)度。
在ICIC下,每一個小區(qū)都會根據(jù)鄰區(qū)的協(xié)作資源執(zhí)行本地調(diào)度,從而減小小區(qū)間干擾。