LTE干扰抑制极简载波的研究

王 科，杨宗林，袁 满（.中国联通山东分公司，山东济南50000；.中国联通济南分公司，山东济南5003）

0 引言

国内LTE网络频谱资源有限，为了提高频谱利用率、提升网络容量，运营商在组网时一般会采用频率复用方案，由于热点区域基站密度的增加，将导致LTE同频小区间的干扰增加。传统LTE干扰抑制技术主要包括干扰随机化、干扰消除、频选调度、小区间干扰协调等方式。中国联通引入极简载波功能，将5G干扰消除理念应用到LTE网络中，并在实践中进行验证。

1 极简载波原理

LTE终端需要小区参考信号才能工作，3GPP Rel 8版本定义：即使在小区没有业务需求的情况下，参考信号在所有子帧、所有时间和所有PRB上连续发射［1］。

过多的参考信号发射，导致同频小区间的干扰，限制了网络的性能，尤其会影响高阶调制时的下行速率。极简载波引入LTE后，参考信号只在需要的时间和PRB上发射［1］。

但仍有3种情形，小区参考信号CRS保持发射。

a）保障UE测量CRS获得同频和异频RSRP信息，小区频域中间的6个RB上的CRS一直发射。

b）UE读取SIB消息获得小区配置和控制消息，在SIB传输子帧上，全带宽的CRS保持发射。

c）在寻呼子帧和下一个子帧上，保持全频率的CRS信号发射。

2 极简载波参考信号分析

2.1 CRS映射规则

小区参考信号序列，根据3GPP TS 36.211第6.10节定义为rl,ns(m)：

式中：

ns——1个无线帧中的时隙索引

l——1个时隙内OFDM符号的索引

小区参考信号序列rl,ns(m)根据公式映射到天线端口p，时隙ns时为复值调制符号，并且依据如下公式计算：

式中：

l——一个时隙内OFDM符号的索引，

m′——m′=m+

k——子载波的偏移位置，k=6m+（v+vshift）mod6，变量v为不同参考信号在频域的位置，vshift为小区特定频域偏移：

在相同时隙，RE( )k,l用作小区特定参考信号传输时，其他天线端口的同一位置不能用作传输，且设置为0。

2.2 寻呼容量计算

寻呼消息所占的频域资源是由P-RNTI加扰的PDCCH指定的，而在时域上，UE只会在寻呼周期内的某个特定无线帧PF的特定子帧PO上去尝试接收paging消息［4］。

开启DRX时，不同的UE在每个寻呼周期内只有一个子帧是可以用来发送paging消息的。

与PF和PO相关的2个参数是T和nB，这2个参数由系统消息SIB2通知UE，根据式（3）和式（4）使用IMSI计算出PF和PO的具体位置后，UE开始监听相应子帧的PDCCH，如果发现有P-RNTI，则根据PDCCH指示的RB和调制编码方式，从同一个子帧的PDSCH上获取寻呼消息。如果寻呼消息含有该UE的UE_ID，则发起寻呼响应，否则，在间隔T个无线帧后继续监听相应子帧的 PDCCH［5-6］。

PF系统帧可以通过下述公式计算：

式中：

T——UE最终使用的非连续接收周期，涉及参数为defaultPagingCycle，默认设置为128个无线帧，如果DRX周期小于该值，则覆盖替换T时长为DRX周期

nB——4T，2T，T，T/2，T/4，T/8，T/16，T/32。nB的设置表征子寻呼密度，决定了每个PF无线帧中PO的个数和位置。nB的值设置的越小，即每个无线帧中用于寻呼的子帧越少，因此nB的设置决定了系统的寻呼容量［5］

N——min（T，nB）

Ns——max（1，nB/T）

UE_ID——IMSI mod 1 024，IMSI=46xxxx（digit1=4，digit2=6），46是十进制数

PO系统子帧可以通过如下公式计算：

表1给出了FDD模式下寻呼子帧映射关系。

表1 FDD模式下寻呼子帧映射关系

如果每个PO寻呼子帧只发送一个寻呼消息，最多携带16个UE_ID，寻呼容量为每秒可以发送的最大寻呼数目，可以推算为每个寻呼指示中的UE_ID×（1个非连续寻呼周期中的无线帧×1个无线帧中的寻呼指示数）/非连续寻呼周期=16×（N×Ns）/DRX，在开启极简载波功能时需要考虑寻呼密度的设置。

3 极简载波应用分析

3.1 测试效果对比

选择连片区域对比极简载波功能开启前后指标情况，定点测试选择好、中、差点，测试选择差点：SINR＜5 dB、中点：SINR＞5 dB且SINR≤15 dB、好点：SINR＞15 dB。通过验证下行SINR、上下行业务速率和高阶调制情况，测试结果如图1所示。

图1 极简载波开启前后指标对比

差点、中点、好点测试：SINR分别有44%、59%、18%提升，下载速率分别有46%、92%、33%提升，上传速率分别有9%、3%、1.7%提升，高阶调制64QAM占比，差点无明显提升，中点和好点分别有40%和20%的提升。

3.2 寻呼密度分析研究

极高话务区域选择某工业园区，其中最忙小区PRB利用率高达99%，属于典型极高话务场景。高话务场景开启极简载波功能时，不同nB参数的设置对寻呼的影响如图2所示，当nB设置为T/8和T/4时出现寻呼丢弃，nB为T时，寻呼正常。因此建议高负荷区域nB设置为T。

图2 极高话务nB设置对寻呼的影响

在中低负荷的区域，开启极简载波功能时，如图3所示，当nB设置为T/16时，片区出现寻呼丢弃。当nB设置为T/8，寻呼正常。因此建议中低负荷区域nB设置为T/8。

4 结束语

极简载波功能的应用将极大地对干扰进行抑制、提升高阶调制的占比、改善整体网络性能、提高用户感知。同时，针对现网不同负荷情况对寻呼容量参数进行调整，实现了降低网络干扰和保障寻呼性能的平衡，这对高话务、高干扰区域优化有一定借鉴意义。

图3 中低话务nB设置对寻呼的影响