LTEがセル間干渉を処理する方法

何らかの理由で、LTEに捧げられたすべてのロシア語の投稿では、物理層の基本技術の原理のみを説明しています-OFDMA [1] 、SC-FDMA [2] 、少しMIMO [3][4] 、アーキテクチャのいくつかの側面[5]およびVoLTE [6] 。 もちろん、これはすべて非常に重要で便利ですが、それだけではありません! 結局のところ、LTEは、上記のすべてに加えて、アップストリームおよびダウンストリームチャネル(スケジューラーのさまざまなアルゴリズム)での時間周波数リソースの割り当てに関連する非常に興味深いソリューション、変調、コーディング、および帯域幅の無線条件への適応、環境へのアクセス手順、新しいタイプが詰め込まれていますハンドオーバなど-完全に非自明なアプローチがそこで使用されます...しかし、Habrコミュニティによって何らかの理由で無視されるもう1つの奇妙な質問があります-LTEネットワークは周波数ターが完全に存在しない状況でどのように機能しますか itorialnogo計画(周波数再利用係数= 1!)? GSMと言う古いネットワークを考えてみてください(以下を参照)。





周波数範囲全体がサブバンドに分割され、主な計画ルールは隣接セルで異なる周波数帯域を使用することでした。そうしないと、隣接セルの信号が干渉し、お互いの幸せな生活を妨害します。 UMTS(WCDMA)では、すべてがやや複雑でした-すべての基地局(NodeB)は同じ時間周波数リソースを使用し、直交または疑似直交シーケンスを使用した異なるタイプのスクランブリングを使用して、異なるセルからの信号、または同じセル内の異なる加入者からの信号を分離しました。



いずれにせよ-GSMおよびUMTSネットワークでのセル間干渉(ICI-Inter-cell Interference)の問題は容易ではありませんでした... LTEでは何が見えますか? 同じ周波数帯域がすべてのセルで使用されるだけでなく、直交シーケンスによる信号のスクランブルもありません(一般的な場合)。 これはどういう意味ですか? 2つの隣接するBSK(eNB)が同じ周波数帯域でリソースブロックを割り当て、同時にサブスクライバーがデータを送信する場合、これらのサブスクライバーが互いに干渉し、干渉する可能性があると言えます。 最も不快な状況は、ハニカムの端で観察されます。







この場合、衝突の確率(2つ以上の基地局によるユーザーへの同じリソースの同時割り当てに起因するパケット歪みの確率)は、明らかに2つの要因の影響を受けます。1)サブスクライバー間の距離。加入者がBSの近くにいる場合、電力制御メカニズムがアクティブになります(これにより、電話機が送信電力のレベルを下げ、その結果、セル間の干渉の全体的なレベルが低下する可能性があります)。 2)セル内の負荷(かなり明白な要因-負荷が高いほど、同じリソースブロックのセルの端にあるサブスクライバーへの同時割り当ての可能性が高くなります)。 このようなプリミティブスケジューラの動作をシミュレートし、隣接セルの負荷などを認識せず、異なるセルのパケット間の衝突の確率を推定すると(実際、これはセル間干渉のレベルの間接的な反映です)、次の依存関係が得られます:







ユニットまたは最大負荷の場合、時間周波数リソースのすべてのブロックが分散されるときに状況が採用されます。 このようなパケット歪みの確率の値が大きいと言うことは言うまでもありません。 これは、明らかに貧弱な干渉パターンです。 そして、もちろん、誰かがそのような特徴を備えたLTEを軽視してリリースすることはまずありません。



したがって、セル間のこの壊滅的な干渉を回避し、周波数の再利用に頼らないために、LTEで行われたこと。



まず、LTEにはICIC(Inter-Cell Interference Coordination)と呼ばれるメカニズムがあります...興味深いことです。 すべての計算を含む詳細な説明は、この記事の最後にあるすばらしい本のセクション12.5にあります。 fitchaの意味は、隣接するeNB(BSK)がX2インターフェイスを介して過負荷インジケーター(OI)の形式で負荷に関する情報を送信することです。 したがって、実際には、どの時点でどのサブバンドを使用するのか、彼らの間で合意する機会があります。 この場合、周波数領域分布は次のようになります。







つまり、アンテナの近くに位置する加入者に、eNBはOIインジケータに応じて、任意のリソースブロックを提供できます。 これは決して、周波数の古典的な再利用ではありません。 これは、隣接するセルの負荷に適応するリソースの適応的分散であり、これがセル間の干渉を減らす主な方法です(もちろん、完全な除去ではありません)。



このような指向性メカニズムに加えて、LTEは干渉を減らすための間接的な方法を提供します。 たとえば、フラクショナルパワーコントロール。 伝搬中の信号損失を完全に補償することを目的とした従来の電力制御(PathLoss補償)の場合、部分電力制御はそのような損失の部分補償を意味します。







パス損失補正の係数値を設定するパラメーターは、アルファ標準で呼び出されます(0〜1の値を取ります)。 仕組み:アルファ値0.8(80%-信号損失の補正)を使用すると、セル間干渉のレベルを10〜20%削減できます。 同時に、セルの端にある加入者は、パス損失の不完全な補償によって引き起こされる顕著な問題を経験しません。



セルの干渉が少なくなるように調整できるパラメーターはさらに多くありますが、おそらくICICとフラクショナルパワーコントロールが2つの最も強力なメカニズムです。



非常に便利なLTEブック:

Stefania Sesia(フランス、ST-エリクソン)、Isam Toufik(ETSI、フランス)、Matthew Baker(アルカテル-ルーセント)、UMTS Long Term Evolution。理論から実践まで



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