[4G&5G专题-113]：部署 - LTE同频组网抗干扰技术小区干扰协调ICIC物理小区标识PCI规划

Posted 2021-05-23 文火冰糖的硅基工坊

目录

第1章 LTE的同频组网

1.1 什么是同频组网

1.2 LTE为什么要同频组网

第2章 LTE同频组网抗干扰技术

2.1 广播/控制信道抗干扰技术

2.2 业务信道抗干扰技术

第3章 物理小区标识PCI

3.1 什么是物理小区标识PCI

3.2 物理小区标识的作用

3.3 小区PCI规划、分配的原则

3.4 物理小区标识PCI规划的过程

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第1章 LTE的同频组网

1.1 什么是同频组网

2G GSM网络以及N频点组网的TD-SCDMA网络，都采用了异频组网方式，即小区间采用不同的频点，如图1，一个基站的三个小区采用不同的频点。

而LTE却采用了同频组网，即一个网络内的所有小区使用相同的频点，在所划分的小区中，统一使用相同的载波频率F0。

他们的比较如下图所示：

异频组网的小区间干扰小，网络规划简单，在相隔较远一些的扇区内又可以实现频率复用，从而有效地避免了同频所带来的小区边缘的强干扰问题，有效提升了小区载干比。

异频组网在获得同样频率资源单位的情况下，用户有更高的传输速率，相对节省网络投资。

同频组网最直观的是小区间干扰严重，特别是小区边缘业务信道间的干扰。为避免这种干扰，只能以牺牲频谱资源或系统开销为代价，不利于极大程度的发挥LTE的技术优势。

 

1.2 LTE为什么要同频组网

异频组网优点那么多，LTE，还敢如此任性？使用同频组网呢？

（1）异频组网的缺点

因为异频组网方式所带来的问题也显而易见，最主要的就是异频之间需要一定的保护带宽，这导致频谱利用率不高，特别是在窄带宽情形下，每个扇区的频谱资源将十分有限，如果再保留保护带的频谱带宽，这导致无线资源浪费严重。

（2）同频组网的优点

• 频谱利用率高，能够解决异频组网的频率利用率不高问题，频率资源浪费问题。

异频组网的缺点，正好是同频组网的优点。在LTE组网中，采用同频组网优势明显，频谱利用率高，节省运营商频率资源支出费用。

• 扩容简单，能够解决扩容麻烦问题。

采用同频组网，在网络设计、建设、扩容时频率规划非常简单，是一种经济高效的组网方式。同频组网特别适合于运营商频谱资源紧张，通信系统带宽比较宽的情况。

• 能够解决频谱资源受限问题

LTE的小区带宽最大20MHZ，20M的大带宽是为了保证小区用户的峰值速率。如果采用异频组网，则需要把20M的带宽切分成多个更小带宽的小区，除了增加小区间的保护带，浪费频谱资源外，还降低了小区单用户的峰值速率。而LTE的整体频率资源又是有限的，不太可能为LTE分配3个以上的20M的频谱资源。

 

第2章 LTE同频组网抗干扰技术

3GPP在进行系统设计时，为保护LTE系统可以同频组网，其广播/控制信道和业务信道采用了一系列的抗干扰手段。

2.1 广播/控制信道抗干扰技术

LTE采用了如下的方法，避免不同小区的广播/控制信道的干扰：

（1）资源错开：不同小区的时频资源分散、错开，以免干扰的产生, 如不同小区的小区参考信号RS是错开的。

如下是不同小区或不同基站之间的小区参考信号RS的时频资源错位使用示意图：

备注：

为了降低时频资源错位使用的复杂度，不同小区的时频RS时频资源的位置与物理小区标识PCI进行了绑定，采用模6的方式进行对应。

使用这种简单的静态映射规则，只需要简单的配置小区的PCI，就可以实现小区参考信号的自动错位，避免了同频小区的RS信号的干扰 。

 

如下是多MIMO流的参考信号RS的RS的时频资源错位使用示意图：

 

（2）干扰的随机化、白噪声化

对于无法错开时频资源的广播/控制信道，采用扰码机制，使得邻区的干扰信号白噪声化，以减轻干扰的程度，不同小区有自己独立的扰码，类似于CDMA的码分复用机制。

大部分的广播/控制信道都采用这种方法，解决了同频部署时，相邻小区的干扰问题！！！

 

（3）采用低阶的调制方式，以保证更可靠的解调性能。

 

（4）干扰消除，在发端或收端对信号进行先进的信号处理，将干扰从有用信号中去除。

 

2.2 业务信道抗干扰技术

LTE采用了如下的方法，避免不同小区的业务信道的干扰：

（1）资源错开，LTE采用了干扰协调技术ICIC，将相邻小区或小区内的子载波尽量错开，如下图所示：

离基站近的小区中心区域，没有小区信号的重叠和冲突，这里的UE可以使用小区的全部无线资源。

离基站远的边缘区域，有小区信号的重叠和冲突，在这里，通过不同小区之间的干扰协调机制，把相同的PD-SCH、PU-SCH信道资源分配给不同的小区，不同小区使用不同子载波段或不同时间段的PD-SCH、PU-SCH信道资源, 这样就可以规避在重叠覆盖区的干扰。示意图如下：

备注：为了增加灵活性，干扰协调技术ICIC中不同小区对无线资源的使用，并不是采用固定的PCI映射完成的，而是通过小区间协商或配置完成的。

 

（2）干扰随机化：使干扰特性类似白噪声，采用扰码机制，以减轻干扰的程度，不同小区有自己独立的扰码。

（3）功率控制：采用部分功率补偿的功控，提升本小区信号的功率，降低干扰小区信号的干扰，提升信噪比。

（4）干扰消除：在发端或收端对信号进行先进的信号处理，将干扰从有用信号中去除。

 

第3章 物理小区标识PCI

3.1 什么是物理小区标识PCI

PCI全称Physical Cell Identifier，即物理小区标识，LTE中终端以此区分不同小区的无线信号。

LTE系统提供504个PCI，和TD-SCDMA系统的128个扰码概念类似，网管对基站配置，为小区配置0～503之间的一个号码。

而终端通过LTE小区搜索流程，从主同步序列(PSS，共有3种可能性)和辅同步序列(SSS，共有168种可能性)，把他们进行组合，从而获取小区的物理小区标。

3.2 物理小区标识的作用

（1）PCI作用概述

（2）PCI对小区参考信号RS的影响

（3）PCI对多天线MIMO情形下的RS信号的影响

 

3.3 小区PCI规划、分配的原则

原则：相邻小区的PCI模3之后的结果不能相同。

（1）模3原则

（2）PCI规划的其他基本原则

（3）PCI复用的两个参数

 

3.4 物理小区标识PCI规划的过程

（1）过程与步骤

 

（2）注意事项

 

（3）案例

（4）PCI修改接口

备注：

当PCI修改后，需要同时修改受影响的基站的邻区列表。