Inter Cell Interference Coordination (ICIC)

Стандарт LTE был разработан с FR = 1 (Frequency Reuse). Это значит, что все базовые станции в сети используют один и тот же частотный диапазон для передачи/приема данных. Такой подход повышает уровень интерференции в сети. На следующем рисунке приводится пример, когда в системе возникает интерференция.



Интерференция наблюдается, когда две или более соседних базовых станций в одно и то же время для передачи/приема данных используют одни и те же ресурсы. Стоит отметить, что интерференция в нисходящем канале (DL) исходит от соседних базовых станций. А интерференция в восходящем канале от других мобильных устройств, которые обслуживаются соседними базовыми станциями.

Для выбора параметров передачи (в частности, MCS - Modulation and Coding Scheme) базовая станция использует информацию о радиоусловиях, в которых в текущий момент времени находится мобильная станция. В свою очередь, радиоусловия характеризуются параметром SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio), который вычисляется следующим образом:

SINR = S / (I + N), где

S - мощность сигнала; I - интерференция; N - мощность шума.

Чем выше значение SINR, тем более высокой скорости передачи можно достичь. Как видно из приведенного выше выражения, чем ниже уровень интерференции, тем выше значение SINR. Именно поэтому уровень интерференции в сети пытаются понизить. Для этого в LTE Release 8 была введена функциональность ICIC - Inter Cell Interference Coordination, которую мы дальше и рассмотрим.

Использование ICIC функциональности позволяет избежать или уменьшить количество радиоресурсов, которые одновременно используются для передачи/приема данных несколькими базовыми станциями. Пример приводится на рисунке ниже.



Для того, чтобы избежать одновременного использования одних и тех же радиоресурсов, соседние базовые станции обмениваются координирующей информацией по Х2 интерфейсу, которая потом используется планировщиками во время распределения радиоресурсов. Для передачи координирующей информации используется сообщение 'Load Information'. Содержание его приводится ниже:



Uplink Interference Overload Information используется для передачи уровня интерференции, который наблюдается в каждом ресурсном блоке (РБ) в восходящем канале. Уровень интерференции может быть "высоким", "средним" или "низким". Использование этой информации позволяет отреагировать получающей ее БС уже постфактум (reactive).
Uplink High Interference Indication используется для сообщения соседней БС какие РБ планируются к использованию. Этот вариант позволяет отреагировать соседней БС проактивно (то есть заранее) и уменьшить уровень интерференции в указанных РБ. Это поле передается в виде битового массива, где каждый бит представляет РБ. Relative Narrowband Transmit Power (RNTP) используется для информирования соседних БС о том, в каких РБ будет относительно большая мощность передачи. RNTP передается в виде битового массива. Ноль означает, что БС обещает не превышать определенное значение мощности передачи в данном РБ. Вычисления производятся по следующим выражениям:

выставляется 0, если (EPRE_MAX / EPRE_MAX_NOM) ≤ RNTP Threshold;

выставляется 1, если обещаний о верхнем пределе EPRE_MAX / EPRE_MAX_NOM не делается,

где EPRE_MAX - максимальная планируемая энергия в ресурсном элементе (EPRE - Energy per Resource Element) канала PDSCH (не учитывая пилотные сигналы).
EPRE_MAC_NOM - максимальная EPRE, предполагая, что максимальная выходная мощность БС равномерно распределена по всем ресурсным элементам по всей ширине канала.
RNTP threshold - это ограничение передается в сообщении 'Load Information' и может принимать следующие значения: -∞, -11, -10, -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 дБ.

Также в сообщении 'Load Information' передается количество портов антенны (может быть 1, 2 или 4), которое используется для передачи общих пилотных сигналов на сектор.
В этом же сообщении передается 'PDCCH Interference Impact', в котором соседним БС сообщается о том, сколько OFDM символов планируется использовать для передачи PDCCH канала. Это число может быть от 0 до 4. Значения от 2 до 4 используются в случае канала 1.4 МГц. Во всех остальных случаях используются значения от 1 до 3. Значение 0 используется в том случае, когда планируемое количество OFDM символов для PDCCH канала не известно.



Если вы не нашли интересующую вас информацию по LTE/LTE-A в этой статье, напишите мне об этом письмо на alexey.anisimov86@gmail.com. Я постараюсь ее добавить в кратчайшие сроки.