5G NR中的干擾協(xié)調(diào)
干擾協(xié)調(diào)是提高蜂窩性能的關(guān)鍵技術(shù)之一,尤其是對于處于小區(qū)邊緣的UE。在密集的城區(qū)部署場景中,能夠在網(wǎng)絡(luò)中提供有效的干擾協(xié)調(diào)可以將UE體驗改變高達50%。
LTE中的干擾協(xié)調(diào)
自LTE Rel-8發(fā)布以來,LTE上進行了大量的增強,從而有效地實現(xiàn)干擾協(xié)調(diào)的好處。表1提供了干擾協(xié)調(diào)的不同規(guī)格支持的摘要。

如表1所示,LTE中提供了不同的規(guī)范支持,以滿足不同的部署場景或不同的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)(例如:回程)。盡管每種技術(shù)的規(guī)范支持都與其他技術(shù)有很大不同,但其基本原理非常相似。UE生成在不同信道或干擾水平上測量的多組CSI,以允許eNB有效地協(xié)調(diào)如何在多個小區(qū)之間分配無線資源。
具有不同的規(guī)范支持可能有助于優(yōu)化每種技術(shù),但其結(jié)果主要是UE必須實現(xiàn)與干擾協(xié)調(diào)相關(guān)的大多數(shù)UE特性。
NR中的干擾協(xié)調(diào)
NR中的干擾協(xié)調(diào)應(yīng)該設(shè)計成一個通用的規(guī)范框架,以便為各種類型的干擾協(xié)調(diào)方案提供必要的工具。本質(zhì)上,任何干擾協(xié)調(diào)方案的核心都是多信道或干擾假設(shè)的度量。在這樣做的過程中,設(shè)計應(yīng)該盡可能地提高UE的透明度,以便在網(wǎng)絡(luò)操作中提供靈活性。此外,即使在部署密集微站或存在大量gNB天線的典型5G場景下,也需要保持專用的多信道或干擾假設(shè)測量的無線資源。
對于NR干擾協(xié)調(diào)要考慮的另一方面是關(guān)于結(jié)合網(wǎng)絡(luò)側(cè)的干擾協(xié)調(diào)來利用UE側(cè)的高級接收機的問題。例如,如果UE的接收機可以支持干擾消除,則網(wǎng)絡(luò)可以利用該信息來更好地協(xié)調(diào)多個TRP之間的干擾。基于高級收發(fā)器的干擾協(xié)調(diào)應(yīng)被視為NR的候選方案之一。
下面,總結(jié)了NR干擾協(xié)調(diào)的規(guī)范設(shè)計原則。
l?通用框架:盡管干擾協(xié)調(diào)可能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)容量的不同而不同,但測量不同信道或干擾的規(guī)范支持應(yīng)盡可能具有通用性。
l?UE透明性:應(yīng)該設(shè)計規(guī)范支持,以便網(wǎng)絡(luò)操作對UE透明。這種透明性將允許網(wǎng)絡(luò)操作的靈活性。例如,同一規(guī)范支持可由一個網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)半靜態(tài)時域開/關(guān),或由另一個網(wǎng)絡(luò)用于實現(xiàn)需要跨多個TRP動態(tài)協(xié)調(diào)的聯(lián)合傳輸。
l?改進的干擾測量:干擾測量的設(shè)計應(yīng)支持UE側(cè)的準確干擾測量和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的有效干擾控制。此外,大多數(shù)干擾協(xié)調(diào)方案依賴于必須測量多個干擾電平。以有限的無線開銷為代價允許這種操作的規(guī)范支持將是優(yōu)選的。
l?支持基于高級接收機的干擾協(xié)調(diào):應(yīng)提供規(guī)范支持,以便網(wǎng)絡(luò)能夠結(jié)合干擾協(xié)調(diào)利用高級UE接收機。這種規(guī)范支持將使得網(wǎng)絡(luò)能夠通過依賴高級UE接收機來減輕或消除過度干擾來調(diào)度更具攻擊性的小區(qū)間干擾水平。
一般來說,我們期望5G干擾協(xié)調(diào)與LTE非常相似,因為規(guī)范支持將集中UE測量不同信道或干擾水平的能力。然而,考慮到NR將有一些不同于LTE的新特性,需要仔細研究如何考慮這些特性。以下是NR可能需要考慮的一些新的或不同的方面:
l?密集cell/TRP部署:在5G部署場景中,cell(或TRP)的密度預(yù)計將遠高于LTE。隨著網(wǎng)元密度的增加,需要考慮的干擾或信道假設(shè)的數(shù)目也相應(yīng)增加。
l?二維天線陣列:NR MIMO將圍繞二維天線陣列進行設(shè)計,就像LTE中的FD-MIMO一樣。能夠在垂直域中控制傳輸信號將根據(jù)波束方向?qū)ο噜徯^(qū)產(chǎn)生不同程度的干擾。
l?具有高級干擾緩解/消除能力的UE接收機:NR UE可以用比LTE UE更高級的接收機來實現(xiàn)。根據(jù)規(guī)范支持,網(wǎng)絡(luò)將能夠最大化這些高級UE接收機的優(yōu)點,以最佳地控制同信道干擾。
l?支持新的垂直方向:CoMP或eICIC中的協(xié)調(diào)調(diào)度圍繞著靜止的一個小區(qū)(或TPR)上的傳輸,以便另一個小區(qū)能夠以較少的干擾進行傳輸。隨著URLLC等新的垂直領(lǐng)域的引入,這將變得很困難。例如,如果一個小區(qū)在其buffer中接收到URLLC通信,但由于協(xié)調(diào)調(diào)度的結(jié)果而不能立即傳輸該通信,則可能導(dǎo)致URLLC通信無用。
下面將討論NR中應(yīng)考慮的不同干擾協(xié)調(diào)方案。
半靜態(tài)干擾協(xié)調(diào) Semi-static interference coordination
LTE中半靜態(tài)干擾協(xié)調(diào)規(guī)范支持的一個很好的例子是,在這種情況下,一組時間資源的宏小區(qū)的傳輸功率行為被半靜態(tài)配置并傳送到相鄰小區(qū),相鄰小區(qū)利用這些信息來執(zhí)行更好的鏈路自適應(yīng)。實現(xiàn)eICIC的關(guān)鍵規(guī)范支持是子幀子集配置,該配置允許UE測量同一信道的兩個不同級別的干擾。eICIC主要用于大功率宏站和低功率pico小區(qū)共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。eICIC利用了這樣一個事實:多個pico cell可以位于站點的覆蓋范圍內(nèi),因此,關(guān)閉站點的傳輸功率可以同時受益于多個pico cell。
一般來說,半靜態(tài)干擾協(xié)調(diào)的性能不如動態(tài)干擾協(xié)調(diào)性能好。然而,它確實有其好處。其中一個關(guān)鍵好處是,網(wǎng)絡(luò)端的要求不像更先進的干擾協(xié)調(diào)方案那樣嚴格,這些方案依賴于TTI級決策,控制和數(shù)據(jù)信息的低時延交換??紤]到這一點,更希望NR的半靜態(tài)干擾協(xié)調(diào)提供規(guī)范支持。
動態(tài)干擾協(xié)調(diào) Dynamic interference coordination
動態(tài)干擾協(xié)調(diào)依賴于TTI級決策和控制/數(shù)據(jù)信息的低時延交換。因此,它只適用于那些能夠回傳的網(wǎng)絡(luò)(低時延、大帶寬)。LTE中動態(tài)干擾協(xié)調(diào)的一個例子是CoMP,它允許網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)諸如CS/CB、DPS和JT之類的協(xié)調(diào)方案。LTE中對CoMP的支持集中于“CSI過程”的設(shè)計,該過程可被eNB用于控制信道和UE測量的干擾。請注意,CoMP的規(guī)范支持不僅可用于動態(tài)干擾協(xié)調(diào),也可用于半靜態(tài)干擾協(xié)調(diào)。
與半靜態(tài)干擾協(xié)調(diào)相比,動態(tài)干擾協(xié)調(diào)具有更好的性能,因為它能夠更好地適應(yīng)多個小區(qū)間信道、干擾和業(yè)務(wù)負載的動態(tài)變化。然而,存在與動態(tài)干擾協(xié)調(diào)相關(guān)聯(lián)的額外成本,因為UE需要測量和報告更多信道和干擾假設(shè)的CSI。此外,跨多個小區(qū)的調(diào)度需要聯(lián)合處理,并以最小的時延傳遞給協(xié)調(diào)的小區(qū),從而給網(wǎng)絡(luò)帶來相對較高的負擔(dān)。雖然這些負擔(dān)確實存在,但我們認為好處大于負擔(dān)。通過適當(dāng)?shù)囊?guī)范設(shè)計,可以在合理的UE/網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度下實現(xiàn)動態(tài)干擾協(xié)調(diào)。