《電子技術應用》
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以“運”達“維”——TD-SCDMA同頻干擾解決方案
崔驊
來源:中興通訊
摘要: 無線通信技術以很多基礎科學為基礎,但又僅僅圍繞著香農定理這個簡單的公式。回顧無線通信行業(yè)高速發(fā)展的這10年,拋開制式、協(xié)議等人為的規(guī)范,無線通信的發(fā)展就是一個自身不斷控制并降低干擾、提升系統(tǒng)覆蓋和吞吐量的過程。
Abstract:
Key words :

        無線通信技術以很多基礎科學為基礎,但又僅僅圍繞著香農定理這個簡單的公式?;仡櫉o線通信行業(yè)高速發(fā)展的這10年,拋開制式、協(xié)議等人為的規(guī)范,無線通信的發(fā)展就是一個自身不斷控制并降低干擾、提升系統(tǒng)覆蓋和吞吐量的過程。

  三大主流3G技術均采用碼分多址,由于采用同頻組網(wǎng),三大技術都不斷引入更多的方法來解決同頻干擾問題。對于TD-SCDMA,由于擴頻碼長度較短,同頻干擾就顯得相對緊迫,克服同頻干擾也要付出更多的努力。實際上,TD-SCDMA系統(tǒng)資源粒度小,資源維度豐富,完全可以通過“縱橫交錯”的方法來規(guī)避同頻干擾。中興通訊提出以“調度”換“維度”的多小區(qū)下行干擾協(xié)同(MDIC)解決方案,并經(jīng)過大量的測試得到驗證。
 
TD-SCDMA系統(tǒng)同頻干擾受關注
  TD-SCDMA系統(tǒng)的最初設計理念,就是通過智能天線、聯(lián)合檢測、同步等技術極大地降低系統(tǒng)內的干擾,從而提高系統(tǒng)擴頻碼道利用率。由于采用了長度較短的擾碼和擴頻碼,擴頻增益相對較小,TD-SCDMA系統(tǒng)仍無法完全避免同頻干擾。
  同頻干擾主要包括:公共信道(TS0)同頻干擾、導頻同頻干擾及業(yè)務時隙同頻干擾。對于公共信道和導頻同頻干擾,可采用網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)、頻點規(guī)劃、聯(lián)合檢測、Upshifting等方法進一步消除。對于業(yè)務時隙同頻干擾,則必須通過其他方法消除。
 
“軟”“硬”兩種業(yè)務時隙同頻干擾解決方案
內外圈干擾隔離 “硬”方案
  顧名思義,內外圈干擾隔離(ICII:Inner-outer Circle Interference Isolation)方案,即通過頻點將小區(qū)分為內圈和外圈,小區(qū)之間僅外圈“接壤”,通過外圈異頻設置規(guī)避干擾。不同小區(qū)內圈可同頻設置以提高頻率復用率。
  ICII方案原理:內外圈干擾隔離方案結合TD-SCDMA系統(tǒng)采用的N頻點技術,相鄰小區(qū)主頻點異頻并“接壤”。輔頻點覆蓋范圍小于主頻點,輔頻點之間并不“接壤”。終端在離天線較近的地方時,被系統(tǒng)調配到內圈。當終端在小區(qū)邊緣時則處于外圈。當終端需要進行切換時,由于切換在兩個外圈(異頻)之間進行,因此不存在同頻干擾。該方案原理如圖1所示。
                            
                                             圖1 內外圈干擾隔離方案原理圖
  ICII方案給出了一種消除業(yè)務時隙同頻干擾的方法,但從原理角度分析,內外圈干擾隔離方案有一個本質的問題,就是內外圈的覆蓋面積并不一致,這就給內外圈的容量均衡帶來了挑戰(zhàn)。由于距離天線較近的終端既可以使用內圈資源,又可以使用外圈資源,而距離天線較遠的終端只能使用外圈資源,因此系統(tǒng)必須具備將用戶不斷“歸到”內圈的過程,以釋放更多的資源給外圈用戶。內外圈干擾隔離方案的另一個本質問題是,無論對用戶進行小區(qū)內內外圈之間的“調整”,還是小區(qū)間外圈間的“切換”,都是根據(jù)主頻點PCCPCH的相對功率大小進行調整。由于終端是根據(jù)主頻點的干擾情況進行調整的,而主頻點的干擾情況并不能代表業(yè)務時隙的干擾情況,因此根據(jù)主頻點干擾調整可以被看作“盲調”,也可以看作是“硬”調整。內外圈干擾隔離方案的最后一個本質問題是,由于系統(tǒng)要進行“盲調整”,就要求終端不斷上報所測量的干擾信息,這給系統(tǒng)帶來巨量下行測量控制、上行測量報告。特別是上行報告的增多增加了終端電耗,并影響了業(yè)務質量。

多小區(qū)下行干擾協(xié)同 “軟”方案
  顧名思義,多小區(qū)下行干擾協(xié)同(MDIC:Multi-cell Downlink Interference Cooperation)充分利用TD-SCDMA系統(tǒng)頻率資源劃分細致,資源維度(頻點/時隙)豐富的特點,當干擾出現(xiàn)在某一個維度時,通過資源搬運,將幾種干擾重新分配到不同維度,以降低干擾。例如,以(頻點,上行時隙,下行時隙)來表示用戶所在的資源維度。當終端所在資源維度是(F1,TS1,TS4)出現(xiàn)干擾時,可調整到干擾較低的另一個維度,例如調整到(F2,TS1,TS4)或(F1,TS2,TS5)等。
  由于MDIC方案僅僅在用戶干擾增大后需要調整時再調整,屬于動態(tài)按需調整,因此可以被看作“軟”調整。
  MDIC方案原理:MDIC方案包括兩個子方案,分別解決用戶在接入、切換、連接狀態(tài)時的干擾。當用戶處于接入和切換時,鄰小區(qū)干擾是主要干擾。當終端消除小區(qū)間干擾效果不佳時,必須充分考慮鄰小區(qū)干擾對資源分配的影響。選擇資源包括各個載波的各個時隙,計算各頻點各時隙所受到的干擾,并按照大小進行排序,優(yōu)選干擾最小的資源進行分配。該方案原理如圖2所示。
  當用戶處于連接狀態(tài)時,則充分考慮終端所在的下行時隙ISCP干擾、時隙總發(fā)射功率TCP、誤塊率BLER三個方面的信息,判決干擾,有效提高資源調整的質量。
 
  如圖2,左圖中,系統(tǒng)根據(jù)在接入用戶或者切換用戶,相關小區(qū)的干擾情況,將用戶分配到干擾較小的頻點時隙上。而右圖中,根據(jù)連接中的用戶所在的時隙干擾、時隙功率總和,或者用戶的BLER情況,將用戶調整到干擾較小的頻點時隙上。
                
                                         圖2 MDIC原理圖:資源分配示意圖及資源調整參考信息
兩種方案的測試驗證
  ICII方案和MDIC方案最本質的區(qū)別在于,前者是類似于靜態(tài)盲調整的“硬”方案,而后者是動態(tài)按需調整的“軟”方案。
  為了充分驗證兩種方案的效果,中興通訊在TD現(xiàn)網(wǎng)進行了大量的測試驗證。分別進行了不加載任何方案以及加載ICII和MDIC方案的測試。
  測試結果表明(如圖3):ICII方案不僅需要對局部區(qū)域重新網(wǎng)絡優(yōu)化、容量均衡,也要考慮巨量的測量控制及報告信息對RNC帶來的沖擊及給終端帶來的額外電耗。由于ICII方案是采用TS0代替業(yè)務時隙來進行判別,因此ICII并不能有效的規(guī)避同頻干擾,其性能的好壞嚴重依賴于內外圈的隔離程度,尤其在密集城區(qū)使用存在較大風險。而MDIC方案由于是按需“軟”調整,能有效將切換成功率從95%提高到98%以上,很好地解決了業(yè)務時隙同頻干擾。
                      
                圖3 MDIC方案有效提升了同頻干擾下的網(wǎng)絡切換成功率

  TD-SCDMA網(wǎng)絡業(yè)務時隙同頻干擾備受關注,現(xiàn)有ICII和MDIC兩種解決方案。ICII由于自身原理的缺陷,在解決同頻干擾的同時引入了更多的問題,而MDIC方案很好地結合了TD-SCDMA制式資源維度多的特點,通過合理搬運資源,以“運”達“維”,來降低同頻干擾,取得了事半功倍的效果。
 
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