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宏微基站混合组网盛行 同频干扰难题待破

放大字体  缩小字体发布日期:2018-02-090
      4G LTE宏基站的建设初具规模,随着用户对大容量、高速率网络传输需求的提升,补盲吸热的小基站亦开启了商用步伐。小基站在LTE建网初期是提升网络容量的有效手段,然而不足的是,小基站在对宏微组网中引入的同频干扰问题,又会导致宏站上下行的容量下降。如何突破此瓶颈,成为本文探讨的重点。香港应用科技研究院高级工程师刘向宇宏微协同

  4G LTE宏基站的建设初具规模,随着用户对大容量、高速率网络传输需求的提升,补盲吸热的小基站亦开启了商用步伐。小基站在LTE建网初期是提升网络容量的有效手段,然而不足的是,小基站在对宏微组网中引入的同频干扰问题,又会导致宏站上下行的容量下降。如何突破此瓶颈,成为本文探讨的重点。

  香港应用科技研究院高级工程师刘向宇

  宏微协同异构网络是希望同时兼顾广域覆盖和局域覆盖思路的自然产物。香港应用科技研究院(以下简称香港应科院,英文为ASTRI)高级工程师刘向宇接受《华强电子》采访时表示,它的主要特点是利用宏站覆盖广,接入能力强,能够支持高速移动的特性,对于数量非常大的用户提供有效的覆盖和各宏区之间的无缝切换。

  据介绍,宏微协同异构网络的主要优势体现在,覆盖范围广、覆盖有效性高、用户接入能力强、可实现移动场景下基本业务的支持和移动无缝切换等。从这些优势来看,宏微混合组网势在必行。

  记者了解到,在实际应用中,宏微异构网络部署又分两种方式实现,宏微同频组网和宏微异频组网。Nokia Shanghai Bell认为,在频率资源充足的情况下,宏微异频组网可以避免站间干扰,提供更高的小区性能。但事实上,当前的频率资源相对紧张,异频组网不太容易,绝大多数情况要面临宏微同频组网以提高频谱利用率。不过,同频宏微协同技术要想取得明显效果,必须要在抑制干扰的前提下进行。

  Qorvo基础建设与国防产品亚太区FAE经理杨嘉

  Qorvo基础建设与国防产品亚太区FAE经理杨嘉对上述难题表示认同:宏微协同首先要求单一宏微基站同时支持‘多模多频’的超宽带应用。其次,为支持其立体分层网络结构,在覆盖和干扰形式上也变得复杂。他强调,特别是干扰问题,目前已经成为宏微协同最主要的障碍。

  那么,要如何解决这个难题呢?杨嘉强调,要尽量避免出现同区域内强度相当的同频宏微组网,并利用宏微干扰协调技术以达到宏微小区间的负荷均衡。

  对此,刘向宇认为有一些手段和技术需要配合起来:

  一是网络规划和优化,在目前主流的无线网络规划方案中,会对部署网络的地带进行信号采集,收集诸如阴影衰落等数据,从而绘制可靠的电磁地图。一个好的网络规划可以尽量避免因为站点选址错误、天线角度布设不合理或者频率规划不合理导致的宏站间干扰。

  二是在宏微协同架构中的干扰协调技术,目前宏微间干扰协调是解决宏微同频组网干扰问题的最直接手段之一。在宏微单载波同频组网场景下,宏微之间应能够通过时域或者功率域协调的方式规避干扰。在宏微多载波同频组网场景下,应能够通过载波间的资源协调,在频域上规避干扰。

  刘向宇还强调,传统的同构网络小区间干扰协调ICIC的原理是通过频率划分的方式,将相邻小区交叠的部分分成不同的频段,从而降低小区间的干扰,但是这种方式在异构网络中显然不再适用,所以又出现了新的FeICIC/eICIC。

  Nokia Shanghai Bell也强调说:在3GPP R8/R9中就提出了基于频域的ICIC技术,以进行同频干扰控制。在R10提出了基于时域的eICIC和R11的FeICIC,进一步提升协同带来的增益提升。同时在R11中正式引入了CoMP技术,对上行和下行增益都有不同幅度的改善。

  据了解,相比ICIC技术,FeICIC/eICIC不再只是针对业务信道,它也能降低不同小区控制信道间的干扰。在异构网络架构中,在宏站的覆盖范围内引入微站后,由于微站的发射功率较低,导致微站覆盖边缘的大部分用户仍选择接入宏站,这不利于微站分流宏站的负荷。

  为了使用户尽可能地接入微站,3GPP提出了小区范围扩展(CRE)方案。在小区选择过程中,为微小区设置CRE偏置,使微站的覆盖范围扩大,在微站信号强度低于宏站时用户也可以接入微站,达到分担宏小区负荷的目的。刘向宇表示,CRE偏置越大,可以接入微站的用户就越多,微站的覆盖范围就越大,但同时其边缘用户越接近宏站,所受到的来自宏站的干扰也越强。而FeICIC/eICIC技术的引入可以很好地应对这种干扰,提升CRE区域的业务性能。

  除了宏微干扰协调之外,还有宏微多点协作技术可以发挥作用。刘向宇表示,宏微多点协作主要考虑在宏微同覆盖场景下,宏站及微站之间,或者多个微站同时向同覆盖区域内的用户发送或接收数据以降低同频干扰,提升用户数据传输速率,满足用户业务传输需求。主要包括宏微CoMP以及宏微小区合并技术。宏微联合CoMP技术包含了诸如联合发送(JT)、动态点选择(DPS)、协作调度/波束赋形(CS/CB)、联合接收(JR)等,其中,JR与CS是目前LTE基站设备所采用的主流技术方案。

  除了宏微协同异构网络间的干扰,微微协同网络的干扰问题也客观存在。各大设备商和运营商都在积极尝试不同的产品形态以及组网模式,来提高通讯的服务质量以及灵活性。

  刘向宇认为微微协同有两个明显的瓶颈:一个是覆盖问题,二是干扰问题,特别是室内环境空间受限,如室内线路、管路、装饰物布局错综复杂等。如此一来,对于接入微站的用户,就可能会存在处于微站覆盖盲区的问题,这种问题在房屋造型不平整、室内建筑与饰物布局复杂的情况下尤为明显。这些问题由于室内布局的局限性,需要在网络规划、站点选址、室内环境利用、频率规划等方面仔细加以斟酌。据记者了解,目前大部分干扰抑制和协调技术都能用于室内微站协同网络架构中。

  综合来看,干扰协调技术、宏微多点协作技术、FeICIC/eICIC技术可以很大程度突破宏微协同组网面临的干扰问题。有了上述技术的存在,小区范围扩展(CRE)方案便能让用户在微站信号弱于宏站时用户也可以接入微站,并减少干扰因素。需要强调的是,上述所有这些增强协同的技术,单一的一种措施并不能达到最佳效果,需要多种手段配合。(责编:振鹏)

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