两种不同室内LPN干扰抑制技术的应用研究

王强

摘 要：高速率高流量的用户群体主要占用的是LTE（长期演进技术）网络，但是随着用户数量的增多、宽带需求的增大，传统的宏站覆盖方式已经逐渐不能满足客户的需求，在这种情况下促进了新的组网形态的产生。该文详细介绍了室内LPN（低功率节点）干扰抑制技术，提出了创新思路并重点对eICIC（增强的小区间干扰协调）的创新进行了创新实验，得出实验应用结果并且进行了详细对比分析，对创新成效进行总结。

关键词：低功率节点 干扰抑制 增强的小区间干扰协调 微型小区基站

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）06（b）-0148-02

1 研究背景及意义

目前高速率高流量的用户群体主要占用的是LTE网络，但是随着用户数量的增多、宽带需求的增大，传统的宏站覆盖方式已经逐渐不能满足客户的需求。特别是在城区繁华商业街，密集小区，高校园区等热点地区，传统的宏站覆盖没有办法满足用户流量需求，而且这种覆盖方式容易出现盲区，尤其是商业区域，严重影响到用户的业务体验。

持续发展的技术设备和不断扩大的LTE网络规模，促进了新的组网形态的产生。新的组网模式主要是指在宏覆盖小区中放置低功率节点（Lower Power Node，LPN）组网方式。网络建设从宏覆盖开始，以广覆盖为目的，逐渐加强深度覆盖，在建设过程中引入LPN设备，用以达到提高网络容量、室内深度覆盖、消除盲点以及完善盲区的目的。

相对于传统宏站+室分的组网结构而言，LPN的引入导致了更多同频小区的介入，突显了同频干扰问题。另外，室内站点开启CA（载波聚合）后，新增1.8G室内覆盖小区，带来与宏站的新干扰，用户在较低接收功率的情况下接入小区，信号功率会比较低，干扰进一步增强导致了信噪比SINR更低，业务信道和控制信道受到更多的影响。

引入eICIC（增强的小区间干扰协调）和下行干扰整形两种方式，从时域和频域两个方面解决LPN导致的干扰问题，既保证了网络覆盖，又满足了业务的QoS需要，增强了用户感知。

2 LPN干扰抑制理论基础

LPN组网模式，通常宏小区覆盖范围包含微小区，且采用同频组网形式，使得微小区上下行均受到严重干扰，影响用户的业务体验。

eICIC增强型是Rel10版本确定的内容，时域（Time Domain）的资源分割（resource division），可以在Macro，micro/Pico等宏微基站之间实现降低干扰。

通过宏小区把一个或多个子帧配置为“几乎空白的子帧（ABS）”，微小区（包括了Pico、mRRU等）在几乎空白的子帧上为终端提供服务，从而避免了来自宏小区的主要干扰，提高了微小区UE的用户体验质量。

2.1 LPN组网方式

LPN网络以微基站覆盖为主，增加Femto、Pico、small cell等低功率站点进行网络补充覆盖，减少覆盖盲区。

各节点小区间同频干扰严重是LPN网络中的最大问题，LPN的下行发射功率没有宏小区的发射功率大，使得宏基站对LPN用户有较强的干扰。因此通过时域、频域资源调度方式，用以解决上下行业务、参考信号、同步信号和控制信息之间的干扰问题。

2.2 eICIC技术

eICIC在时域中引入了几乎空白子帧（ABS）的概念，为受到较强干扰的用户提供业务，以达到时域的协调处理，降低小区间的干扰程度的目的。小区特定参考信号、PSS（主同步信号）、SSS（辅同步信号）、寻呼信道以及PBCH（物理广播信道）需要在ABS上传输，但是功率没有正常子帧功率大，用来降低对邻区相同载波上的数据和控制信道的干扰。

eICIC技术核心思想是宏站在ABS上不传输用户数据，微基站在宏微小区交界的地方为用户提供服务，来降低对微基站的干扰。

2.3 干扰整形技术

干扰整形技术，网络通过邻区之间交互负荷信息，当邻区满足一定负荷后，基站根据小区PCI信息，自动将用户调节至频域特定的区域，让其对邻区的干扰处于频域相对固定的位置，增强了邻区UE子带CQI测量的准确性。

地理位置相近的基站可以协同分配无线资源，来降低小区间的干扰，给用户带来更高的下载速率体验，明显地提升了受到干扰用户的速率。

该功能也提供了盲激活选项，当邻区之间都使用该选项时，相当于实现了邻区间干扰协调的功能，每个邻区都会根据自己的PCI选择不同的频域资源进行调度，避免邻区间使用相同的频域资源，同时在小区负荷变高时会进行频域可调度资源的扩充，防止对单用户或小区总容量产生限制。

3 测试方法

综合考虑六安现网LTE组网结构，新都汇商业街用户多、站点集中、建筑物密集、覆盖遮挡严重，现场测试Pico站点与宏站重叠覆盖。

选择康运医院1.8G宏站和鱼米之乡1.8G pico站点作为测试场景。这两个站点使用的用户比较多、重叠覆盖较为严重，符合干扰测试的条件。

3.1 测试方法

采用两个终端UE1和UE2分别占用不同小区，同时进行FTP（文件传输协议）上下行业务CQT（定点）测试，终端测试点位置如下：

UE1：占用康运医院-913516_52小区（PCI：243，频点：1825）。

UE2：占用鱼米之乡-913715-50小区（PCI：450，频点：1825）。

测试步骤：

（1）干扰抑制开启前，UE1和UE2进行同时进行上下行FTP测试。

（2）eICIC開启后，UE1和UE2同时进行上下行FTP测试。

（3）干扰整形开启后，UE1和UE2同时进行上下行FTP测试。

（4）eICIC和干扰整形同时开启，UE1和UE2同时进行上下行FTP测试。

4 两种不同LPN干扰抑制技术的研究

对鱼米之乡和康运医院，同时开启eICIC和干扰整形，进行CQT测试和指标对比。

4.1 eICIC和干扰整形综合验证

对鱼米之乡Pico站点和康运医院宏站，同时开启eICIC和干扰整形功能，对比测试指标。eICIC和干扰整形同时开启，SINR、上行速率、MCS等均有提升。

eICIC和干扰整形同时开启，SINR、下行速率、MCS等均有提升，UE发射功率有所降低。由于下行干扰整形的开启，下行调度RB数有所降低。

eICIC和干扰整形同时开启，ABS子帧导致调度次数减少，调度RB数量也有所降低，导致康运医院上行速率略有降低。

速率指标综合对比：

总体测试速率对比，Pico站点上下行速率均有提升，宏站速率略有降低，具体对比数据如下：

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指标对比

20160818日开启eICIC和干扰整形功能，各项KPI指标稳定，指标对比如表1。

4.3 干扰类指标对比

20160818日开启eICIC和干扰整形功能，干扰类各项指标对比，RSSI_PUCCH_AVG 降低1.08，RSSI_PUSCH_AVG降低0.37改善明显，其余指标稳定。

4.4 用户数和流量对比

eICIC开启后，用户主要占用微基站，使得宏站的流量和用户数下降，微基站的流量和用户数增加。另一方面，干扰整形开启后给用户带来更高的体验速率，增加了微基站的数据流量。

根据网管统计，康运医院宏站上下行总流量平均每天下降2766.98MB，平均激活用户数下降7.79个；鱼米之乡pico上下总流量增加3071.71MB，平均激活用户数增加6.81个，达到预期结果。

4.5 室内LPN干扰抑制应用成效

LTE同频组网带来较强的小区间干扰，地理位置相近的基站重叠覆盖严重，小区间干扰比较强，降低了用户下载速率。本次同时开启eICIC和干扰整形测试结果表明，调度次数和数量明显减少，增强了以下用户体验。

（1）eICIC开启时，没有调度时域上受到干扰的子帧，系统内干扰明显降低，网络性能明显提升；

（2）干扰整形将下行频域调度限制在優选区域，调度干扰较小的PRB资源，提升了下行速率和用户感知；

（3）提升高负载邻区信道质量，改善LPN网络和室内CA场景下用户的业务体验，微基站小区UE效果明显；

（4）应用场景灵活、实现方式简单，有效降低干扰，提升了网络吞吐量。

5 结语

通过以上对比分析可以看出，通过这次eICIC和干扰整形在时域和频域上选择性调度的综合应用研究，不调度被干扰的资源，降低干扰，提升了网络质量，改善了高负载邻区信道质量，有效提升了LPN网络和室内CA场景下用户业务体验，对微基站小区的UE效果明显。