LTE小区间干扰协调(ICIC)策略

LTE小区间干扰协调（ICIC）策略

1.概述

在LTE的上、下行使用了OFDMA/SC-FDMA多址接入技术，用正交子载波区分不同的用户，即为小区内不同用户分配不同的时频资源，因此小区内不同用户之间的干扰就可以基本消除。但是由于LTE是

同频组网，位于相邻小区的两个用户完全可能使用相同的时频资源块，从而相互之间产生干扰，这被称为小区间干扰（Inter Carrier Interference, ICI）。

假设处于eNodeB 1的边缘的UE 1正在上行链路发送数据，而在eNodeB 2的覆盖范围内的UE 2正用和UE 1相同的时频资源在上行

链路上传数据，于是UE1就成了UE2的干扰源。

同样，假设处于eNodeB 1的边缘的UE 1正在接收下行链路的数据，而在eNodeB 2的覆盖范围内的UE 2也在下行链路用和UE 1相同的

时频资源接收数据，于是eNodeB 1的信号会干扰UE 2，而eNodeB 2的信号会干扰UE 1。

小区间的干扰控制技术主要包括：

（1）干扰消除技术（IC，Interference Cancelation）；

（2）小区间干扰协调技术（ICIC，Inter-Cell Interference Coordination）；

（3）干扰随机化技术

另外，智能天线技术和功率控制技术也可以作为小区间干扰抑制技术的补充。

干扰随机化技术不是消除干扰，而是将干扰白噪声化。方法包括：加扰（Scrambling）、交织多址（Interleaving Division Multiple Address，IDMA）和调频（Frequency Hopping）等。

干扰删除技术（IC）就是将本小区和同频邻区的信号都进行解调和解码，利用小区间干扰的相关性，将各自的干扰信号、有用信号加以分离。小区间干扰删除技术（IC）允许相邻小区的用户使用同样的时、频资源，可以支持彻底的同频组网。

小区间干扰协调技术（ICIC）是通过协调本小区和相邻小区选用不同的时频资源。eNodeB中的ICIC模块决定资源调度器scheduler能

够使用哪些时频资源，或者特定的时频资源的发射功率的大小，以避

免产生较大的小区间干扰。就像开车时，通过接听实时的路况播报，绕开拥堵路段，避免相互影响。

干扰随机化继续沿用 CDMA系统成熟的加扰技术，比较简单可行.但面对的问题是将干扰视为白噪声处理，可能会造成由于统计特性的不同而带来的测量误差。干扰删除技术可以显著改善小区边缘的系统性能，获得较高的频谱效率，但是对于带宽较小的业务(如VolP)则不太适用，在OFDMA系统中实现也比较复杂.后续对它的研究不多。干扰协调技术（ICIC）是目前研究的一项热门技术，实现简单，可以应用于各种带宽的业务.并且对于干扰抑制有很好的效果，适合于OFDMA 这种特定的接人方式，但是在提高小区边缘用户性能的同时带来了小区整体吞吐量的损失。

因此这里主要分析小区间干扰协调技术（ICIC）。

2.小区间干扰协调技术（ICIC）

干扰对数据速率的影响分析如下：

如果用户k不受任何干扰影响，则第f个子帧中的第m个资源块RB所能达到的数据速率为：

其中H k s(m,f)是从服务小区s到用户k的信道增益，P s(m,f)是服务小区s的发射功率，N0是噪声功率。

如果邻近小区也在发射相同的时频资源，则用户k的数据速率下降为：

其中系数i代表所有生成干扰的小区。

因此用户k的速率损失为：

假设某个移动通信系统由两个小区（s 1和s 2）组成，每个小区里面各有一个活跃用户（k 1和k 2）。每个用户从其服务小区获得想要的信号，同时受到另一个小区的干扰影响。

在第一种场景中，每个用户都处于靠近eNodeB 的位置（见图1）。这时来自邻小区的信道增益远小于服务小区的信道增益，即

|H k 1s 1(m,f)|≫|H k 1s

2(m,f)| 以及

|H k 2s 2(m,f)|≫|H k 2s

1(m,f)|

图1

在第二种场景中，两个用户都位于靠近小区边缘的位置（如图2）。这时，来自邻小区的信道增益和服务小区的信道增益大致相当，即

|H k 1s 1(m,f)|≈|H k 1s

2(m,f)| 以及

|H k 2s 2(m,f)|≈|H k 2s

1(m,f)|

图2

因此，这个通信系统（包含两个eNodeB和两个4G用户）的容量是：

根据上面这个方程式可以得知，两种场景下基站的最佳发射功率不一样。在第一种场景，当两个基站都以最大功率发射时，系统能获得最大的总数据吞吐量；在第二种场景，要想获得最大的总数据吞吐量，最好只有一个基站以最大功率发射，而另一个基站则关机。

因此eNodeB调度器必须先了解用户在基站附近还是基站边缘，然

后区别对待。

每个小区可以分成两组——内组和外组。内组的用户受到的干扰很小，和服务小区通信时不需要很大的发射功率，因此频率复用因子可以是1。而外组的用户存在调度限制：当调度器给该用户分配特定的

时频资源时，如果相邻小区都没有发射任何信号，则系统容量达到最大；如果做不到这样，那么小区的发射功率就必须保持在较低水平，以免对其它小区造成干扰。

为了协调不同小区的资源调度过程，小区之间必须有信息交流途径。如果相邻小区位于同一个eNodeB，则调度协调策略可以在eNodeB

内部完成；如果相邻小区位于不同的eNodeB，则需要特定的信令消息。在LTE中，ICIC主要用于协调频域资源而不是时域资源，因为

时域资源的协调会与HARQ过程相冲突。

信息交流分为两种情况：（1）事前规避。过载发生前，尽量控制

干扰，减少过载发生的概率；2）事后控制。过载发生之后，快速降

低干扰，使之恢复正常工作。

事前规避的ICIC是提前规划后每个小区边缘用户的可用时频资源，以及哪些时频资源可以用大功率发射。服务小区吧边缘用户的资源分配情况事先通知可能产生干扰的邻小区，让后者预做准备。频率软复