TD-LTE係統幹擾分析
發布時間:2011-10-11 來源:微波射頻網
中心議題:
隨著新技術的不斷出現以及移動通信理念的變革,為了把握新一輪的技術浪潮,保持在移動通信領域的領導地位,2004年底3GPP啟動了關於3G演進,即LTE的研究與標準化工作。隨著LTE R8、R9標準的凍結,LTE正日益成為業界的熱點。
LTE係統同時定義了頻分雙工(Frequency Division Duplexing, FDD) 和時分雙工(Time Division Duplexing, TDD) 兩種方式,但由於無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素,LTE FDD支持陣營更加強大,標準化與產業發展都領先於LTE TDD。2007年11月,3GPP RAN1會議通過了27家公司聯署的LTE TDD融合幀結構的建議,統一了LTE TDD的兩種幀結構。融合後的LTE TDD幀結構是以TD-SCDMA的幀結構為基礎的,這就為TD-SCDMA成功演進到LTE乃至4G標準奠定了基礎。
在工信部TD-LTE工作組的領導下,規範製定、MTNet測試和6城市試驗網正在緊張有序地進行。隨著技術標準不斷完善、產業鏈不斷成熟、係統能力不斷提高,TD-LTE將很快進入商用時代。
眾所周知,幹擾是影響網絡質量的關鍵因素之一,對通話質量、掉話、切換、擁塞以及網絡的覆蓋、容量等均有顯著影響。如何降低或消除幹擾是TD-LTE網絡性能能否充分發揮的重要環節,同時也是網絡規劃、優化的重要任務之一。
TD-LTE組(zu)網(wang)幹(gan)擾(rao)分(fen)內(nei)部(bu)幹(gan)擾(rao)和(he)外(wai)部(bu)幹(gan)擾(rao),內(nei)部(bu)幹(gan)擾(rao)包(bao)括(kuo)同(tong)頻(pin)組(zu)網(wang)幹(gan)擾(rao)和(he)異(yi)頻(pin)幹(gan)擾(rao),外(wai)部(bu)幹(gan)擾(rao)又(you)包(bao)括(kuo)係(xi)統(tong)間(jian)幹(gan)擾(rao)及(ji)其(qi)它(ta)隨(sui)機(ji)幹(gan)擾(rao)。本(ben)文(wen)將(jiang)重(zhong)點(dian)分(fen)析(xi)係(xi)統(tong)內(nei)的(de)同(tong)頻(pin)和(he)異(yi)頻(pin)幹(gan)擾(rao),以(yi)及(ji)係(xi)統(tong)間(jian)與(yu)TD-SCDMA的幹擾。
1.係統內幹擾
TD-LTE的de組zu網wang包bao括kuo同tong頻pin和he異yi頻pin兩liang種zhong方fang式shi,對dui於yu同tong頻pin組zu網wang,整zheng個ge係xi統tong覆fu蓋gai範fan圍wei內nei的de所suo有you小xiao區qu可ke以yi使shi用yong相xiang同tong的de頻pin帶dai為wei本ben小xiao區qu內nei的de用yong戶hu提ti供gong服fu務wu,因yin此ci頻pin譜pu效xiao率lv高gao。但dan是shi對dui各ge子zi信xin道dao之zhi間jian的de正zheng交jiao性xing有you嚴yan格ge的de要yao求qiu,否fou則ze會hui導dao致zhi幹gan擾rao。對dui於yu異yi頻pin組zu網wang,由you於yu頻pin率lv的de不bu同tong產chan生sheng了le一yi定ding的de隔ge離li度du,但dan是shi仍reng然ran需xu要yao進jin行xing合he理li的de頻pin率lv規gui劃hua,確que保bao網wang絡luo幹gan擾rao最zui小xiao,同tong時shi由you於yu受shou限xian於yu頻pin帶dai資zi源yuan,所suo以yi存cun在zai著zhe幹gan擾rao控kong製zhi與yu頻pin帶dai使shi用yong的de平ping衡heng問wen題ti。
1.1.同頻組網
1.1.1.小區內幹擾
由於OFDM的(de)各(ge)子(zi)信(xin)道(dao)之(zhi)間(jian)是(shi)正(zheng)交(jiao)的(de),這(zhe)種(zhong)特(te)點(dian)決(jue)定(ding)了(le)小(xiao)區(qu)內(nei)幹(gan)擾(rao)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)正(zheng)交(jiao)性(xing)加(jia)以(yi)克(ke)服(fu)。如(ru)果(guo)由(you)於(yu)載(zai)波(bo)頻(pin)率(lv)和(he)相(xiang)位(wei)的(de)偏(pian)移(yi)等(deng)因(yin)素(su)造(zao)成(cheng)子(zi)信(xin)道(dao)間(jian)的(de)幹(gan)擾(rao),可(ke)以(yi)在(zai)物(wu)理(li)層(ceng)通(tong)過(guo)采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)無(wu)線(xian)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)算(suan)法(fa)使(shi)這(zhe)種(zhong)幹(gan)擾(rao)降(jiang)到(dao)最(zui)低(di)。因(yin)此(ci),一(yi)般(ban)認(ren)為(wei)OFDMA係統中的小區內幹擾很小。
1.1.2.小區間幹擾
對於小區間的同頻幹擾,可以采用幹擾抑製技術,主要包括幹擾隨機化、幹擾消除和幹擾協調。幹擾隨機化和幹擾消除是一種被動的幹擾抑製技術,對網絡的載幹比並無影響。
幹擾隨機化通過比如加擾、交織,跳頻、擴頻、動態調度等方式,使係統在時間和頻率兩個維度的幹擾平均化。
幹擾消除利用幹擾的有色特性,對幹擾進行一定程度的抑製,即:通過UE的多個天線對空間有色幹擾進行抑製。波束成形在空間維度,通過估計幹擾的空間譜特性,進行多天線抗幹擾合並;在頻率維度,通過估計幹擾的頻譜特性,優化均衡參數,進行單天線抑製,如IRC。
ganraoxietiaoduixiaoqubianyuankeyongdeshipinziyuanzuoyidingdexianzhi,zhengjiaohuahuobanzhengjiaohua,shiyizhongzhudongdekongzhiganraojishu,lixiangdexietiaoshifenpeizhengjiaodeziyuan,danzhezhongziyuantongchangyouxian;非理想的協調可以通過控製幹擾的功率,降低幹擾。幹擾協調主要分為靜態ICIC、半靜態ICIC以及動態ICIC。
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靜態ICIC的de核he心xin是shi各ge小xiao區qu的de無wu線xian資zi源yuan按an照zhao一yi定ding規gui則ze分fen配pei後hou固gu化hua使shi用yong。小xiao區qu邊bian緣yuan用yong戶hu使shi用yong整zheng個ge可ke用yong頻pin段duan的de一yi部bu分fen,並bing且qie鄰lin小xiao區qu相xiang互hu正zheng交jiao,用yong戶hu全quan功gong率lv發fa送song;小區中心用戶可以使用整個可用頻段,但降功率發送;
動態ICIC是在靜態ICIC的基礎上通過eNodeB進行實時調度,在相鄰小區間協調頻率資源的使用,以達到抑製幹擾目的,適應小區間負載不均勻的場景;小區邊緣頻帶擴展時需要綜合考慮鄰區邊緣頻帶的情況,防止發生衝突;
1.2.異頻組網
根據上麵的分析,TD-LTE係xi統tong在zai本ben小xiao區qu內nei不bu存cun在zai同tong頻pin幹gan擾rao,幹gan擾rao主zhu要yao來lai自zi於yu使shi用yong相xiang同tong頻pin率lv的de鄰lin小xiao區qu。如ru果guo在zai服fu務wu小xiao區qu與yu最zui相xiang鄰lin的de小xiao區qu之zhi間jian保bao持chi異yi頻pin,通tong過guo空kong間jian傳chuan播bo距ju離li隔ge離li同tong頻pin小xiao區qu,這zhe樣yang就jiu能neng夠gou盡jin可ke能neng的de降jiang低di同tong頻pin幹gan擾rao。
異頻組網中相鄰小區為了降低幹擾,使用不同的頻率,頻譜效率相對於同頻要差一些,但RRM算(suan)法(fa)簡(jian)單(dan),邊(bian)緣(yuan)速(su)率(lv)相(xiang)對(dui)於(yu)同(tong)頻(pin)組(zu)網(wang)會(hui)高(gao)一(yi)些(xie)。因(yin)此(ci),如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)異(yi)頻(pin)組(zu)網(wang),需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)合(he)理(li)的(de)頻(pin)率(lv)規(gui)劃(hua),確(que)保(bao)網(wang)絡(luo)幹(gan)擾(rao)最(zui)小(xiao)。同(tong)時(shi),由(you)於(yu)受(shou)限(xian)於(yu)頻(pin)帶(dai)資(zi)源(yuan),所(suo)以(yi)存(cun)在(zai)著(zhe)幹(gan)擾(rao)控(kong)製(zhi)與(yu)頻(pin)帶(dai)使(shi)用(yong)的(de)平(ping)衡(heng)問(wen)題(ti)。
仿真結果也表明:相比於同頻組網,異頻組網對小區載幹比C/I能neng力li得de到dao了le很hen大da提ti高gao。這zhe意yi味wei著zhe同tong樣yang覆fu蓋gai的de麵mian積ji下xia,在zai獲huo得de同tong樣yang頻pin率lv資zi源yuan單dan位wei的de情qing況kuang下xia,用yong戶hu有you更geng高gao的de傳chuan輸shu速su率lv。同tong時shi,覆fu蓋gai區qu域yu的de邊bian緣yuan用yong戶hu的de峰feng值zhi速su率lv可ke獲huo得de提ti高gao。
- TD-LTE係統幹擾分析
- 研究係統內幹擾
- 研究異頻組網
隨著新技術的不斷出現以及移動通信理念的變革,為了把握新一輪的技術浪潮,保持在移動通信領域的領導地位,2004年底3GPP啟動了關於3G演進,即LTE的研究與標準化工作。隨著LTE R8、R9標準的凍結,LTE正日益成為業界的熱點。
LTE係統同時定義了頻分雙工(Frequency Division Duplexing, FDD) 和時分雙工(Time Division Duplexing, TDD) 兩種方式,但由於無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素,LTE FDD支持陣營更加強大,標準化與產業發展都領先於LTE TDD。2007年11月,3GPP RAN1會議通過了27家公司聯署的LTE TDD融合幀結構的建議,統一了LTE TDD的兩種幀結構。融合後的LTE TDD幀結構是以TD-SCDMA的幀結構為基礎的,這就為TD-SCDMA成功演進到LTE乃至4G標準奠定了基礎。
在工信部TD-LTE工作組的領導下,規範製定、MTNet測試和6城市試驗網正在緊張有序地進行。隨著技術標準不斷完善、產業鏈不斷成熟、係統能力不斷提高,TD-LTE將很快進入商用時代。
眾所周知,幹擾是影響網絡質量的關鍵因素之一,對通話質量、掉話、切換、擁塞以及網絡的覆蓋、容量等均有顯著影響。如何降低或消除幹擾是TD-LTE網絡性能能否充分發揮的重要環節,同時也是網絡規劃、優化的重要任務之一。
TD-LTE組(zu)網(wang)幹(gan)擾(rao)分(fen)內(nei)部(bu)幹(gan)擾(rao)和(he)外(wai)部(bu)幹(gan)擾(rao),內(nei)部(bu)幹(gan)擾(rao)包(bao)括(kuo)同(tong)頻(pin)組(zu)網(wang)幹(gan)擾(rao)和(he)異(yi)頻(pin)幹(gan)擾(rao),外(wai)部(bu)幹(gan)擾(rao)又(you)包(bao)括(kuo)係(xi)統(tong)間(jian)幹(gan)擾(rao)及(ji)其(qi)它(ta)隨(sui)機(ji)幹(gan)擾(rao)。本(ben)文(wen)將(jiang)重(zhong)點(dian)分(fen)析(xi)係(xi)統(tong)內(nei)的(de)同(tong)頻(pin)和(he)異(yi)頻(pin)幹(gan)擾(rao),以(yi)及(ji)係(xi)統(tong)間(jian)與(yu)TD-SCDMA的幹擾。
1.係統內幹擾
TD-LTE的de組zu網wang包bao括kuo同tong頻pin和he異yi頻pin兩liang種zhong方fang式shi,對dui於yu同tong頻pin組zu網wang,整zheng個ge係xi統tong覆fu蓋gai範fan圍wei內nei的de所suo有you小xiao區qu可ke以yi使shi用yong相xiang同tong的de頻pin帶dai為wei本ben小xiao區qu內nei的de用yong戶hu提ti供gong服fu務wu,因yin此ci頻pin譜pu效xiao率lv高gao。但dan是shi對dui各ge子zi信xin道dao之zhi間jian的de正zheng交jiao性xing有you嚴yan格ge的de要yao求qiu,否fou則ze會hui導dao致zhi幹gan擾rao。對dui於yu異yi頻pin組zu網wang,由you於yu頻pin率lv的de不bu同tong產chan生sheng了le一yi定ding的de隔ge離li度du,但dan是shi仍reng然ran需xu要yao進jin行xing合he理li的de頻pin率lv規gui劃hua,確que保bao網wang絡luo幹gan擾rao最zui小xiao,同tong時shi由you於yu受shou限xian於yu頻pin帶dai資zi源yuan,所suo以yi存cun在zai著zhe幹gan擾rao控kong製zhi與yu頻pin帶dai使shi用yong的de平ping衡heng問wen題ti。
1.1.同頻組網
1.1.1.小區內幹擾
由於OFDM的(de)各(ge)子(zi)信(xin)道(dao)之(zhi)間(jian)是(shi)正(zheng)交(jiao)的(de),這(zhe)種(zhong)特(te)點(dian)決(jue)定(ding)了(le)小(xiao)區(qu)內(nei)幹(gan)擾(rao)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)正(zheng)交(jiao)性(xing)加(jia)以(yi)克(ke)服(fu)。如(ru)果(guo)由(you)於(yu)載(zai)波(bo)頻(pin)率(lv)和(he)相(xiang)位(wei)的(de)偏(pian)移(yi)等(deng)因(yin)素(su)造(zao)成(cheng)子(zi)信(xin)道(dao)間(jian)的(de)幹(gan)擾(rao),可(ke)以(yi)在(zai)物(wu)理(li)層(ceng)通(tong)過(guo)采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)無(wu)線(xian)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)算(suan)法(fa)使(shi)這(zhe)種(zhong)幹(gan)擾(rao)降(jiang)到(dao)最(zui)低(di)。因(yin)此(ci),一(yi)般(ban)認(ren)為(wei)OFDMA係統中的小區內幹擾很小。
1.1.2.小區間幹擾
對於小區間的同頻幹擾,可以采用幹擾抑製技術,主要包括幹擾隨機化、幹擾消除和幹擾協調。幹擾隨機化和幹擾消除是一種被動的幹擾抑製技術,對網絡的載幹比並無影響。
幹擾隨機化通過比如加擾、交織,跳頻、擴頻、動態調度等方式,使係統在時間和頻率兩個維度的幹擾平均化。
幹擾消除利用幹擾的有色特性,對幹擾進行一定程度的抑製,即:通過UE的多個天線對空間有色幹擾進行抑製。波束成形在空間維度,通過估計幹擾的空間譜特性,進行多天線抗幹擾合並;在頻率維度,通過估計幹擾的頻譜特性,優化均衡參數,進行單天線抑製,如IRC。
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[page]
靜態ICIC的de核he心xin是shi各ge小xiao區qu的de無wu線xian資zi源yuan按an照zhao一yi定ding規gui則ze分fen配pei後hou固gu化hua使shi用yong。小xiao區qu邊bian緣yuan用yong戶hu使shi用yong整zheng個ge可ke用yong頻pin段duan的de一yi部bu分fen,並bing且qie鄰lin小xiao區qu相xiang互hu正zheng交jiao,用yong戶hu全quan功gong率lv發fa送song;小區中心用戶可以使用整個可用頻段,但降功率發送;
動態ICIC是在靜態ICIC的基礎上通過eNodeB進行實時調度,在相鄰小區間協調頻率資源的使用,以達到抑製幹擾目的,適應小區間負載不均勻的場景;小區邊緣頻帶擴展時需要綜合考慮鄰區邊緣頻帶的情況,防止發生衝突;
1.2.異頻組網
根據上麵的分析,TD-LTE係xi統tong在zai本ben小xiao區qu內nei不bu存cun在zai同tong頻pin幹gan擾rao,幹gan擾rao主zhu要yao來lai自zi於yu使shi用yong相xiang同tong頻pin率lv的de鄰lin小xiao區qu。如ru果guo在zai服fu務wu小xiao區qu與yu最zui相xiang鄰lin的de小xiao區qu之zhi間jian保bao持chi異yi頻pin,通tong過guo空kong間jian傳chuan播bo距ju離li隔ge離li同tong頻pin小xiao區qu,這zhe樣yang就jiu能neng夠gou盡jin可ke能neng的de降jiang低di同tong頻pin幹gan擾rao。
異頻組網中相鄰小區為了降低幹擾,使用不同的頻率,頻譜效率相對於同頻要差一些,但RRM算(suan)法(fa)簡(jian)單(dan),邊(bian)緣(yuan)速(su)率(lv)相(xiang)對(dui)於(yu)同(tong)頻(pin)組(zu)網(wang)會(hui)高(gao)一(yi)些(xie)。因(yin)此(ci),如(ru)果(guo)采(cai)用(yong)異(yi)頻(pin)組(zu)網(wang),需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)合(he)理(li)的(de)頻(pin)率(lv)規(gui)劃(hua),確(que)保(bao)網(wang)絡(luo)幹(gan)擾(rao)最(zui)小(xiao)。同(tong)時(shi),由(you)於(yu)受(shou)限(xian)於(yu)頻(pin)帶(dai)資(zi)源(yuan),所(suo)以(yi)存(cun)在(zai)著(zhe)幹(gan)擾(rao)控(kong)製(zhi)與(yu)頻(pin)帶(dai)使(shi)用(yong)的(de)平(ping)衡(heng)問(wen)題(ti)。
仿真結果也表明:相比於同頻組網,異頻組網對小區載幹比C/I能neng力li得de到dao了le很hen大da提ti高gao。這zhe意yi味wei著zhe同tong樣yang覆fu蓋gai的de麵mian積ji下xia,在zai獲huo得de同tong樣yang頻pin率lv資zi源yuan單dan位wei的de情qing況kuang下xia,用yong戶hu有you更geng高gao的de傳chuan輸shu速su率lv。同tong時shi,覆fu蓋gai區qu域yu的de邊bian緣yuan用yong戶hu的de峰feng值zhi速su率lv可ke獲huo得de提ti高gao。
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