4G网络小基站增强与动态TDD技术解析

### 4G网络小基站增强与动态TDD技术解析 #### 1. 异构部署相关技术 在通信网络中，为了让设备能准确估计对应传输点的信道状况，采用了无干扰的信道状态信息参考信号（CSI - RS）配置。对于不支持CSI - RS的设备，其信道状态反馈则基于小区特定参考信号（CRS）。此时，基站（eNodeB）可能需要对收到的报告进行缩放处理，以应对CRS和物理下行共享信道（PDSCH）所用传输点集合的差异。 共享小区方案的部署可以通过光纤将一个或多个远程无线电单元（RRU）以及宏基站连接到同一个主单元来实现。这是因为宏节点和微节点之间存在紧密耦合，控制和数据来自不同传输点，需要低延迟连接。 处理集中化在提升上行链路性能方面也有显著优势，很多情况下，仅这一点就足以促使采用集中处理的RRU。可以使用任意组合的传输点来接收设备的传输信号，不一定是用于向该设备进行下行传输的那些点。通过在中央处理节点以建设性方式组合不同天线的信号，即实现上行链路协作多点传输（CoMP），可以大幅提高上行数据速率。本质上，上行接收和下行传输已经解耦，能够实现“上行覆盖扩展”，且不会像独立小区ID部署那样引发下行干扰问题，甚至对于版本8的设备也能实现上行增益。 与独立小区部署相比，使用共享小区的异构部署还能增强移动性鲁棒性。特别是在从微节点移动到宏节点时，这一点尤为重要。在独立小区部署中，切换服务小区需要进行切换过程。如果在切换过程中，设备已经过度进入宏基站区域，可能会在切换完成前丢失与微节点的下行连接，导致无线链路故障。而在共享小区部署中，可以在不进行切换过程的情况下迅速更改用于下行传输的传输点，从而降低连接丢失的概率。 封闭用户组（CSG）也是一个需要关注的问题。前面的讨论假设设备可以连接到低功率微节点，这称为开放接入，通常低功率节点由运营商部署。另一种类似干扰问题的场景是用户部署的家庭基站。CSG指的是访问低功率基站仅限于一小部分设备的情况，例如家庭基站所在房屋中的家庭成员。CSG会导致额外的干扰场景，例如靠近家庭基站但不被允许连接的设备会受到强干扰，可能无法接入宏小区，这可能会在运营商的宏网络中造成覆盖空洞。同样，连接到宏小区的设备的上行传输可能会严重影响家庭基站的接收。原则上，这些问题可以通过家庭基站层调度和覆盖的宏基站之间的干扰协调来解决，但干扰避免必须是双向的，既要避免宏小区对家庭基站覆盖区域高干扰外部区域设备的干扰，也要避免家庭基站对靠近但不属于其CSG的设备的干扰。此外，大多数干扰协调方案假设宏基站和家庭基站之间存在X2接口，但这并不总是成立。因此，如果支持封闭用户组，最好为CSG小区使用单独的载波，以维持无线接入网络的整体性能。对于通常缺乏基于回传的协调方案的CSG小区之间的干扰处理，可以依靠分布式算法进行功率控制和/或小区间资源划分。 #### 2. 小基站开关技术 在长期演进（LTE）网络中，无论小区内的业务活动如何，小区都会持续传输小区特定参考信号并广播系统信息。这是为了让处于空闲模式的设备能够检测到小区的存在，如果小区没有传输信号，设备就无法进行测量，也就无法检测到该小区。而且，在大型宏小区部署中，小区内至少有一个设备处于活动状态的可能性相对较高，这也促使持续传输参考信号。LTE在设计时考虑了通用频率复用，能够处理这些传输带来的小区间干扰。 然而，在大量相对较小的小区密集部署的情况下，并非所有小区同时服务设备的可能性有时会比较高。设备所经历的下行干扰场景可能会更严重，由于来自相邻可能为空的小区的干扰，设备可能会经历极低的信号干扰比，特别是在存在大量视距传播的情况下。在这种密集的小基站场景中，有选择地关闭小区可以显著减少干扰并降低功耗。小区开关速度越快，就越能有效地跟踪业务动态，收益也就越大。 理论上，关闭小区很简单，可以使用现有的网络管理机制来处理。但即使某个小区没有设备，关闭该小区也会影响空闲模式的设备。为了不影响这些设备，其他小区必须在原本由关闭小区覆盖的区域提供基本覆盖。此外，LTE的空闲模式程序并非基于小区频繁开关的假设设计，设备发现开启的小区可能需要相当长的时间。小区从休眠状态过渡到完全激活状态需要数百毫秒，这太慢了，无法跟踪任何动态业务变化，会对性能产生明显影响。 基于以上背景，在版本12的开发过程中，广泛讨论了在密集部署中实现小基站更快速开关操作的机制，包括在子帧级别进行开关操作。最终决定将版本12的小基站开关机制基于载波聚合框架中的激活/去激活机制。这意