LTE模三干扰的形成、影响和优化

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一、 LTE的资源单位

LTE最常用的资源单位称为RB,如下图所示,一个RB在频域上包含12个子载波(每个15k),时域上包含7个符号,也就是说一个RB在频域上是180k,时域上是0.5ms(一个时隙)。
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二、 模三干扰的形成

3GPP协议规定,每个RB内有4个小区公共参考信号CRS(Cell Reference Signal)。其中,在频域上规定每6个子载波中有一个CRS,时域上规定CRS位于第一、第五个符号,由于TD-LTE系统采用双天线收发,因此CRS在RB内的位置,实际上有三种情况:

天线1 | 天线2
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如果CRS在RB内的位置相同,这就是我们所说的模三冲突,也叫模三干扰。由于CRS在RB内的位置只有三种可能,所以当同一位置出现4个及以上的小区的信号时,必定会发生模三冲突,这就是模三冲突不可避免。

三、 模三干扰如何影响业务速率

用户的速率,由系统分配给他的资源(即RB的数量)和信号调制的效率共同决定,因此在可分配的RB数量一定的情况下,信号调制效率决定了用户速率。

信号调制方式决定了单位资源内可以传输的数据,信号调制阶数越高,传输效率也越高,但其对传输途径的信号质量的要求也相应提高。TD-LTE的信号调制方式分为三种,按照调制阶数从低到高依次为QPSK、16QAM和64QAM。同时,在调制方式相同的情况下,码率越高,传输效率也越高,码率同样受信号质量的影响

如上所述,调制的效率取决于信号的质量,TD-LTE用以表征信号质量的参数是CQI,1CQI共有16个值,其与调制效率的对应关系如下:
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CQI由终端厂家根据终端测得的SINR2自行对应,而SINR表征的是CRS信号的质量,当模三冲突时,由于两个小区的RS信号时频相同(同一时间,统一频率),导致主服务小区RS信号的干扰擡升,SINR下降,也就造成了CQI下降,进而导致调制方式被降级,单位资源内的传输速率降低,因此用户的业务速率也就下降了。

举例:假设UE本来的下行吞吐率是20Mbps,SINR是15,对应的CQI是8;这时由于模三干扰,SINR恶化为7,相应的CQI恶化为5,那么在占用RB数量不变的情况下,用户吞吐率会近似下降到9Mbps(以上SINR和CQI的对应关系为假设,且不考虑终端解调能力等其他影响)。

四、 模三干扰的识别方式

和TD-SCDMA系统的128个扰码概念类似,LTE系统提供504个物理层小区ID(即PCI,Physical Cell Identities)。 不同的是,在TD-SCDMA系统中,UE解出小区扰码序列(共有128种可能性),即可获得该小区ID;而在LTE系统中, UE需要解出两个序列: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),由两个序列的序号按照PSS+SSS3的方式组合,即可获取该小区ID。小区的PSS即表征了上文提到的CRS在RB中位置,因此,如果两个小区除以3的余数相同,即这两个小区的CRS在RB内的位置相同,会存在模三干扰。如下图,254=2+384,170=2+3*56,这两个小区就存在模三干扰。
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五、 模三干扰的优化

模三干扰无法消除,但是能通过网优手段减轻,常用的方法如下:

1,变更小区PCI,这是最治标治本的方法,可彻底的解决某一区域的模三干扰,但由于模三仅有三种可能供选择,因此变更PCI往往是解决了这里的模三干扰,但在另一个地方会出现模三干扰,因此这种方法虽好,却只有在极少数情况下能用上。

2,调整天馈,一方面可以调整方向角使干扰小区的覆盖范围发生变化,另一方面可以调整下倾角缩小两个小区的重叠覆盖区域,但在TDS/TDL共天馈的情况下,调整天馈需考虑对TDS的影响。

3,降低干扰小区发射功率,这相当于降低了干扰信号电平,使得SINR提升,进而优化用户速率,这种方法在现网优化中最为常用,但会影响小区的覆盖能力。


  1. CQI,信道质量指示(Channel Quality Indication);主要用来衡量小区下行信道的质量,由 UE进行测量和上报。UE根据高层指示对相应导频信号进行测量,然后上报CQI报告,网络侧根据UE上报的CQI测量报告并结合当前网络资源情况,决定是否需要对UE的调制方式、资源分配、MIMO的相关配置进行调整。 ↩︎

  2. SINR(Signal to InterferenceNoiseRatio信干噪比):UE探测带宽内的参考信号功率与干扰噪声功率的比值,即为S/(I+N),其中信号功率为CRS的接收功率,I+N为参考信号上非服务小区、相邻信道干扰和系统内部热噪声功率总和。反映当前信道的链路质量,是衡量UE性能参数的一个重要指标。取值范围:0~30 ,值越大越好 ↩︎

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