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标题: LTE在ICIC/SFR的设计缺陷及解决方案 [查看完整版帖子] [打印本页]
时间: 2012-11-10 20:45
作者: 杨学志
标题: LTE在ICIC/SFR的设计缺陷及解决方案
本帖最后由 杨学志 于 2012-11-13 18:23 编辑
LTE在ICIC/SFR的设计缺陷及解决方案
http://www.txrjy.com/thread-663323-1-1.html
ICIC/SFR是华为提出的LTE三大基础特性之一, 其他两个为MIMO和FSS.ICIC的主流技术手段是软频率复用:系统频段划分成三个或者更多的部分,一部分用一个高的功率门限, 用于整个小区. 其他的设置相对低的功率门限, 只用于小区内部. 软频率复用的技术本质是, 牺牲小区边缘的可获得带宽,带来SINR的提升. 从信息论可以证明, 复用因子为3的情况下, 小区边缘的频段可以实现正交, 能够获得最大的小区边缘容量. 也就是说复用3和复用1比较,虽然带宽只有1/3, 但是获得的SINR的提升能够弥补带宽的损失, 从而获得容量的增益. 但是LTE的外场实验结果却不是很理想。
SFR方案很简单，无非是划分成两个频段，用高低功率发射，LTE产品也是这么做的，但是外场却看不到稳定的增益。 问题在什么地方？ 是SFR方案有缺陷么？
LTE R8下行有CRS和PDCCH，也就是公共参考信号和下行控制信道。这两个信道用全功率发射，并且CRS同时也作为测量用信号，全时发射。 在做ICIC的时候，只降低了PDSCH的发射功率, CRS和PDCCH的功率不能降，对邻区的干扰依然存在，而且还很大。这种干扰的作用与网络配置有关系。如果配置成同步网，相邻小区的CRS和PDCCH就互相撞起来，带来信道估计误差和信令错误。信道误差被引入到数据解调，形成间接干扰。如果配置成异步网，CRS和PDCCH就会打在邻区的PDSCH上，形成直接干扰。因此，目前的LTE产品实现，只是在形式上采用了SFR的方案，在降低了了小区边缘的可获得带宽的同时，而由于CRS和PDCCH干扰的存在，SINR的提升不足以弥补带宽的损失，这是问题的所在。
那么如何解决这个问题？业界已经注意到了CRS和PDCCH的干扰问题，目前标准正在进行的CSI-RS和ePDCCH在试图解决这些问题，但那是R11以后的事情了。即使通过CSI-RS和ePDCCH解决了问题，还要很长一段时间内保持对R8的兼容性，因此在R8的协议框架下解决才是根本之道，能否做到呢？
答案是能，而且很简单，就是采用多载波组网。SFR可以把一个载波划分成三段，也可以使用三个载波，在物理本质是完全相同的。 但是如果用一个载波组网，就存在R8的标准限制，无法解决CRS和PDCCH的干扰问题。而采用三个载波组网，每个载波的CRS和PDCCH功率可以独立控制，可以和PDSCH一同降低功率，因此问题就迎刃而解了。这就是解决方案。同时，PDCCH也采用了SFR方案，其容量问题也得到解决。
对于多载波组网会有两个质疑：一是峰值速率问题，二是频谱效率问题。 如果运营商本来就规划了三个载波，如香港，是不存在峰值速率问题的。 这个问题发生在本来只规划了一个20M载波，如果划分成四个5M的载波，在UE不支持CA的情况下峰值速率就会降下来，会不会影响到运营商的宣传？ 其实圈里人都知道，峰值速率只是一个宣传噱头，在实际场景当中发生的概率不超过万分之一，我这样说已经很保守了。既然是一个不会发生的噱头场景，继续采用就是了，如果要求证，就让他到某个屋子里面去体验峰值速率就好了。 第二个疑问是多个载波之间的保护频段会不会带来频谱效率的降低。我查了LTE协议，在5M带宽以上，可用PRB的数量是与带宽成正比的，也就是说，LTE标准的基准假设是采用等Q值的滤波器，也是符合一般性的理解。因此这个问题也不存在。
LTE在设计之初就定位成一个宽带系统，支持10M，20M的系统带宽。在这种情况下，通过一个载波实现组网已经是根深蒂固的理念，多载波组网是一个被抛弃的过气技术，成为一个思维死角，这也是为什么LTE产品线多年都没能解决这个问题的原因之一。当然，最重要的原因的还是没有理解SFR的技术本质。
时间: 2012-11-12 13:52
作者: longsteg
这种文章，不是嘲笑3GPP成员们的智商吗
时间: 2012-11-12 14:02
作者: 杨学志
longsteg 发表于 2012-11-12 13:52 
这种文章，不是嘲笑3GPP成员们的智商吗
时间: 2012-11-12 15:58
作者: 黑水城
longsteg 发表于 2012-11-12 13:52
这种文章，不是嘲笑3GPP成员们的智商吗
可惜标准不会重新定，也可惜标准不会让一家来定
时间: 2012-11-14 02:11
作者: CQI2_0
1、PDCCH信道等干扰消除的增益有多大？相对于上下行共享信道来说，增益百分比是好多？ 商业标准和产品不能一上来就盯着蝇头小利，有大概的数据才能有发言权，这个论证过程应该是是漫长而科学的。
2.目前干扰带来的最大的困扰还是共享信道的影响，对业务的影响是显而易见的。而作为控制信道的公共信道，首先功率是低于共享信道的，这就是干扰较小；另外，跟据同频干扰的测试结果（可能不精确，仅具有参考意义），公共信道的解调下限比共享信道要低6dB以上，也就是公共信道并不怕成为受干扰的倒霉蛋。
3.当前PDSCH上的SRF方案，在复杂的话务模型下，或许能很好的体现出边缘用户的增益，但整个小区容量的增益，还真是不可预测，搞得大家都底气不足，也影响了ICIC特性的商用进程。
时间: 2012-11-14 05:04
作者: 杨学志
本帖最后由 杨学志 于 2012-11-14 20:55 编辑
CQI2_0 发表于 2012-11-14 02:11
1、PDCCH信道等干扰消除的增益有多大？相对于上下行共享信道来说，增益百分比是好多？ 商业标准和产品不能 ...
PDCCH的干扰很严重，软银非常头疼这个问题。PDSCH上对ICIC底气不足，就是因为CRS和PDCCH干扰的问题。采用多载波的SFR，问题就都解决了。这个是做过仿真的，不过数据我就不能在这里说。
一并回答楼上的问题：不需要修改标准，不过X2接口的那些HII，OI什么的，没有用。
时间: 2012-12-10 11:44
作者: hacperhacper
既然 SFR 在實際測試中顯示效能不是很好, 那現在世界上的 operators 是採用哪種方式佈建網路呢??
时间: 2012-12-11 11:29
作者: jq.jesse
楼主看来是SFR的强力用户者啊, 不过ICIC在3GPP Rel-10中只引入了ABS, Rel-11也只是引入了network assist MIB, 元芳, 你怎么看
时间: 2012-12-11 13:51
作者: 杨学志
jq.jesse 发表于 2012-12-11 11:29
楼主看来是SFR的强力用户者啊, 不过ICIC在3GPP Rel-10中只引入了ABS, Rel-11也只是引入了network assist MI ...
我是SFR的发明者。
时间: 2012-12-20 14:18
作者: turkeykey
楼主真牛！民族英雄！！！
弱弱的问一下，如果采用多载频组网，那么相邻小区使用的频点应该是不同的，那么是否就不存在小区间干扰或者干扰很小了呢？这样的话是不是就不怎么需要ICIC了？
时间: 2012-12-20 16:33
作者: qiuy_sh
现在标准上不是在搞eICIC吗?
时间: 2012-12-20 19:17
作者: 杨学志
turkeykey 发表于 2012-12-20 14:18
楼主真牛！民族英雄！！！
弱弱的问一下，如果采用多载频组网，那么相邻小区使用的频点应该是不同的，那么 ...
传统的复用3组网，干扰固然很小，但是频谱效率很低。 复用1把频率的名义利用率提高了，但是因为干扰问题同样频谱效率低。SFR的贡献就是实现了频谱的获得性和干扰的平衡，实现最高的频谱效率。
时间: 2012-12-20 19:18
作者: 杨学志
qiuy_sh 发表于 2012-12-20 16:33
现在标准上不是在搞eICIC吗?
eICIC采用的原理和SFR是相同的。
时间: 2012-12-20 19:21
作者: 杨学志
jq.jesse 发表于 2012-12-11 11:29
楼主看来是SFR的强力用户者啊, 不过ICIC在3GPP Rel-10中只引入了ABS, Rel-11也只是引入了network assist MI ...
所谓的ABS，就是时间域的干扰协调，与频域SFR原理是对偶的。在ABS之前，我已经申请了soft time reuse的技术专利。
时间: 2012-12-20 19:26
作者: qiuy_sh
杨学志 发表于 2012-12-20 19:18
eICIC采用的原理和SFR是相同的。
老杨的帖子我要顶, 呵呵.
时间: 2013-1-23 17:04
作者: radiocom
“这个问题发生在本来只规划了一个20M载波，如果划分成四个5M的载波，在UE不支持CA的情况下峰值速率就会降下来，会不会影响到运营商的宣传？ 其实圈里人都知道，峰值速率只是一个宣传噱头，在实际场景当中发生的概率不超过万分之一，我这样说已经很保守了”
-对于lz关于宽带宽的问题持保留态度，实际上，也有不少人质疑宽带宽（>20MHz)有何用？
个人觉得确实有用，而且是LTE的特点之一，主要两方面考虑：1）是从用户体验的角度看，
虽然5MHz可以支持更多的用户，但是从用户体验角度出发，假设下载一个1G视频，
20MHz显然可以获得更好的用户体验，基于移动网络碎片化的使用特点，以及网络满负荷的概率很低，高宽带就更加重要了。
2）频选调度角度考虑
基于频选调度，高带宽可以带来更多的调度增益（选择范围更大），
综上，用小带宽5MHz替代20MHz可以作为一个权益方案（估计在特别复杂的组网环境使用更好），不宜推广。
不能因为SFR标准设计上的缺陷来损失其它优点。
时间: 2013-1-23 17:44
作者: 杨学志
radiocom 发表于 2013-1-23 17:04
“这个问题发生在本来只规划了一个20M载波，如果划分成四个5M的载波，在UE不支持CA的情况下峰值速率就会降下 ...
首先，中国分给TDL 190M频谱， 用10M，20M带宽的多载波组网，没有任何损失。
问题出现在一些国家，如果只有20M带宽的话，你是用单载波还是多载波组网。
如果不计成本， 带宽越大，用户体验当然就更好。 但是由于LTE的设计缺陷， 用单载波组网，系统容量降低30％， 获得的好处是单个用户可以获得超过5M带宽，我们假设频谱效率为2, 也就是10Mbps的速率。
从目前的应用来看，在线视频也就是2Mbps左右的带宽，因此超过10M的速率也没有太大的意义。
如果说为了下载一个1G的文件， 下载时间10M和40M的速率的区别是100s和25s的区别。而且不要忘记， 如果接入端能够达到这样的速率， 瓶颈一般出现在服务器侧。你从苹果店下软件，受到苹果服务器的限制， 接入侧再快也没有用。 为了获得这么一点点好处，付出30％的容量损失， 是不是代价有点过分地大？
理论上，频选调度增益当然也是带宽越大越好。但是城市环境假设时延扩展5us，相干带宽也就是200k左右，在5M的带宽上覆盖了25个相干带宽， 频选已经比较充分了， 20M覆盖100个相干带宽，当然更好， 但是好处已经不明显。
而且从实际上看，目前LTE的频选调度技术，效果不是很好。调度的最小单位一个RB就是180k，和相干带宽差不多， 调度增益不容易出来。 所以产品的这个feature也基本上不打开。
时间: 2013-1-23 18:11
作者: 杨学志
radiocom 发表于 2013-1-23 17:04
“这个问题发生在本来只规划了一个20M载波，如果划分成四个5M的载波，在UE不支持CA的情况下峰值速率就会降下 ...
况且， 多载波方案解决了PDCCH的干扰问题，单载波方案在R8框架下无法解决。 这个问题也是一个很严重的问题， softbank针对这个问题特地设计了SFN方案， 但是比多载波SFR方案效率差很多。
时间: 2013-1-24 09:43
作者: radiocom
杨学志 发表于 2013-1-23 17:44
首先，中国分给TDL 190M频谱， 用10M，20M带宽的多载波组网，没有任何损失。
问题出现在一些国家，如 ...
我理解lz的多载波组网是每小区4个5M，不是基于5M的异频组网，
那么同频组网的干扰问题还是绕不过去，只是减轻了一些，
但是是否考虑到4x5M相对于20M，其同步、接入、广播等信道的开销成倍增加了，也包括软件架构复杂度，
另外，频选调度的增益对于非满负荷的网络增益应该是明显的。
时间: 2013-1-24 09:57
作者: 杨学志
radiocom 发表于 2013-1-24 09:43
我理解lz的多载波组网是每小区4个5M，不是基于5M的异频组网，
那么同频组网的干扰问题还是绕不过去，只是 ...
开销增大了一些，但是并不明显。控制信道的载荷与所控制的资源量基本是线性关系，稍微低一点。
频选调度大家都认为应该有增益，但在实际产品当中却不明显，有时候甚至负增益。 原因是测量，反馈的准确性，信令开销， 与其它环节的配合等方面还有问题。
时间: 2013-1-24 16:02
作者: radiocom
很想知道lz的方案是否得到了验证？
4个5M，随着容量上升时，负载均衡做好可不容易哦，还有不少额外的测量切换等信令开销
时间: 2013-1-24 16:03
作者: radiocom
杨学志 发表于 2013-1-24 09:57
开销增大了一些，但是并不明显。控制信道的载荷与所控制的资源量基本是线性关系，稍微低一点。
频选调 ...
很想知道lz的方案是否得到了验证？
4个5M，随着容量上升时，负载均衡做好可不容易哦，还有不少额外的测量切换等信令开销
时间: 2013-1-24 16:07
作者: 杨学志
radiocom 发表于 2013-1-24 16:03
很想知道lz的方案是否得到了验证？
4个5M，随着容量上升时，负载均衡做好可不容易哦，还有不少额外的测量 ...
这个方案我在华为的时候已经在LTE产品的仿真平台上验证过了，增益明显。
负载平衡很难做么？ 我一直没觉得有什么困难。
时间: 2013-1-25 09:40
作者: radiocom
杨学志 发表于 2013-1-24 16:07
这个方案我在华为的时候已经在LTE产品的仿真平台上验证过了，增益明显。
负载平衡很难做么？ 我一直没 ...
ok, 学习了，对于15-20M带宽，lz方案应该是一个不错的选择，可以看做第四种3G制式:)另外的话题是，ICIC属于主动干扰规避技术，如果被动干扰抑制技术（如IRC、PIC等）取得长足进步，那么ICIC是不是就不显得重要了？
时间: 2013-1-25 09:56
作者: 杨学志
radiocom 发表于 2013-1-25 09:40
ok, 学习了，对于15-20M带宽，lz方案应该是一个不错的选择，可以看做第四种3G制式另外的话题是，ICIC属 ...
你不妨说说你所说的被动干扰抑制技术，相比于SFR，有什么优势？
时间: 2013-1-25 13:48
作者: radiocom
本帖最后由 radiocom 于 2013-1-25 13:49 编辑
杨学志 发表于 2013-1-25 09:56
你不妨说说你所说的被动干扰抑制技术，相比于SFR，有什么优势？
SFR的优点是改善边缘用户性能和覆盖，但是会损失一些性能：tx功率降低对中心用户性能略有影响；多载波导致信令和信道开销增加。
干扰消除技术的优点是可以正视干扰，通过提取干扰特征进行消除，在高干扰的小区边缘还是有不错的效果，缺点是没法完全消除干扰，干扰消除的程度也因场景不同而有异（对于噪声也许还有负增益）。
2者结合肯定效果最佳，
之前的意思是如果主动技术代价太大，则不如仅依靠被动技术（这也得看被动技术的发展了）。在一些实例中，可以看到被动技术在边缘也能发挥很大的作用。
时间: 2013-1-25 13:56
作者: 杨学志
radiocom 发表于 2013-1-25 13:48
SFR的优点是改善边缘用户性能和覆盖，但是会损失一些性能：tx功率降低对中心用户性能略有影响；多载波导致 ...
SFR的这些缺点存在，但都是小毛病。
SFR的最大优势是简单， 而干扰消除算法太复杂。
考虑到复杂度这个因素，如果干扰消除对SFR没有3dB以上的增益，是没有机会得到应用的。
但是在理论上， 干扰消除与SFR的效果是一样的。
时间: 2013-8-26 08:30
作者: heishuihe2008
"ICIC/SFR是华为提出的LTE三大基础特性之一"?
时间: 2013-12-23 10:57
作者: chinaweihq
顶一下。
时间: 2014-12-23 17:40
作者: 麟凤龟龙
哪位有SFR的MATLAB的仿真代码？实际仿真下看看效果怎样？空说无凭啊，谢谢
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