LTE模三干擾的形成、影響和優化

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一、 LTE的資源單位

LTE最常用的資源單位稱爲RB,如下圖所示,一個RB在頻域上包含12個子載波(每個15k),時域上包含7個符號,也就是說一個RB在頻域上是180k,時域上是0.5ms(一個時隙)。
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二、 模三干擾的形成

3GPP協議規定,每個RB內有4個小區公共參考信號CRS(Cell Reference Signal)。其中,在頻域上規定每6個子載波中有一個CRS,時域上規定CRS位於第一、第五個符號,由於TD-LTE系統採用雙天線收發,因此CRS在RB內的位置,實際上有三種情況:

天線1 | 天線2
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如果CRS在RB內的位置相同,這就是我們所說的模三衝突,也叫模三干擾。由於CRS在RB內的位置只有三種可能,所以當同一位置出現4個及以上的小區的信號時,必定會發生模三衝突,這就是模三衝突不可避免。

三、 模三干擾如何影響業務速率

用戶的速率,由系統分配給他的資源(即RB的數量)和信號調製的效率共同決定,因此在可分配的RB數量一定的情況下,信號調製效率決定了用戶速率。

信號調製方式決定了單位資源內可以傳輸的數據,信號調製階數越高,傳輸效率也越高,但其對傳輸途徑的信號質量的要求也相應提高。TD-LTE的信號調製方式分爲三種,按照調製階數從低到高依次爲QPSK、16QAM和64QAM。同時,在調製方式相同的情況下,碼率越高,傳輸效率也越高,碼率同樣受信號質量的影響

如上所述,調製的效率取決於信號的質量,TD-LTE用以表徵信號質量的參數是CQI,1CQI共有16個值,其與調製效率的對應關係如下:
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CQI由終端廠家根據終端測得的SINR2自行對應,而SINR表徵的是CRS信號的質量,當模三衝突時,由於兩個小區的RS信號時頻相同(同一時間,統一頻率),導致主服務小區RS信號的干擾擡升,SINR下降,也就造成了CQI下降,進而導致調製方式被降級,單位資源內的傳輸速率降低,因此用戶的業務速率也就下降了。

舉例:假設UE本來的下行吞吐率是20Mbps,SINR是15,對應的CQI是8;這時由於模三干擾,SINR惡化爲7,相應的CQI惡化爲5,那麼在佔用RB數量不變的情況下,用戶吞吐率會近似下降到9Mbps(以上SINR和CQI的對應關係爲假設,且不考慮終端解調能力等其他影響)。

四、 模三干擾的識別方式

和TD-SCDMA系統的128個擾碼概念類似,LTE系統提供504個物理層小區ID(即PCI,Physical Cell Identities)。 不同的是,在TD-SCDMA系統中,UE解出小區擾碼序列(共有128種可能性),即可獲得該小區ID;而在LTE系統中, UE需要解出兩個序列:主同步序列(PSS,共有3種可能性)和輔同步序列(SSS,共有168種可能性),由兩個序列的序號按照PSS+SSS3的方式組合,即可獲取該小區ID。小區的PSS即表徵了上文提到的CRS在RB中位置,因此,如果兩個小區除以3的餘數相同,即這兩個小區的CRS在RB內的位置相同,會存在模三干擾。如下圖,254=2+384,170=2+3*56,這兩個小區就存在模三干擾。
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五、 模三干擾的優化

模三干擾無法消除,但是能通過網優手段減輕,常用的方法如下:

1,變更小區PCI,這是最治標治本的方法,可徹底的解決某一區域的模三干擾,但由於模三僅有三種可能供選擇,因此變更PCI往往是解決了這裏的模三干擾,但在另一個地方會出現模三干擾,因此這種方法雖好,卻只有在極少數情況下能用上。

2,調整天饋,一方面可以調整方向角使干擾小區的覆蓋範圍發生變化,另一方面可以調整下傾角縮小兩個小區的重疊覆蓋區域,但在TDS/TDL共天饋的情況下,調整天饋需考慮對TDS的影響。

3,降低干擾小區發射功率,這相當於降低了干擾信號電平,使得SINR提升,進而優化用戶速率,這種方法在現網優化中最爲常用,但會影響小區的覆蓋能力。


  1. CQI,信道質量指示(Channel Quality Indication);主要用來衡量小區下行信道的質量,由 UE進行測量和上報。UE根據高層指示對相應導頻信號進行測量,然後上報CQI報告,網絡側根據UE上報的CQI測量報告並結合當前網絡資源情況,決定是否需要對UE的調製方式、資源分配、MIMO的相關配置進行調整。 ↩︎

  2. SINR(Signal to InterferenceNoiseRatio信幹噪比):UE探測帶寬內的參考信號功率與干擾噪聲功率的比值,即爲S/(I+N),其中信號功率爲CRS的接收功率,I+N爲參考信號上非服務小區、相鄰信道干擾和系統內部熱噪聲功率總和。反映當前信道的鏈路質量,是衡量UE性能參數的一個重要指標。取值範圍:0~30 ,值越大越好 ↩︎

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