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摘要:本文提出将5G超简理念-极简载波提前引入LTE,使得参考信号只在需要的时间和PRB上发射小区,其余不发射。通过减少参考信号的发射,减少小区间的干扰,提升高阶调制的占比,提升数据传输速率,改善用户感知。
关键词:LTE;ELC;速率;优化;DRX;Paging;新功能
1.概述
LTE网络需要小区参考信号才能够工作,但在现在的网络配置下,小区参考信号在所有子帧、所有时间和所有PRB上连续发射,过多的LTE小区参考信号导致小区间的干扰,限制了网络的性能。减少CRS的发射-当UE期望它们存在时,CRS会被发射;否则它们被“静音”,不会进行CRS信号的发射。
2.ELC极简载波
2.1基本理念
在小区中没有用户,小区特定的参考信号(CRS)也会在小区的整个带宽上传输,在相同频率上CRS信号会对相邻小区进行干扰使得SINR降低,从而限制了DL性能。开启ELC时只在中间固定的6个PRB上进行固定发送,其他位置只有当UE期望它们存在时,CRS会被传输 - 否则它们被静音,不会进行CRS信号的发射,这就是极简载波的理念。(如下图所示)
在启动ELC之后,elcActivityThreshold在评估RRC连接用户数时,同时作为启动ELC的门限,elcConfigurationThreshold作为自动调整DRX时机的用户评估。可以通过控制寻呼周期,DRX周期以及时长,还有UE不活动定时器的调整,使得UE处于空闲态的概论增加,使得CRS信号不发送的概率增大,从而减少CRS之间的干扰,达到提升速率的目的。
2.2CRS不连续发射的好处
UE 通过获取CRS信号进行基站的物理信道估计,同时相邻小区的CRS信号又会成为主服务小区的干扰,即使在小区中没有流量传输,小区特定的参考信号(CRS)也会在小区的整个带宽上传输。CRS有助于在相同频率上对相邻小区的干扰,这限制了DL性能。而没有CRS信号的情况下,周边站点对于主服务小区的干扰就会减到极低,从而获取更高的SINR与CQI的评估。
3极简载波的实施方案
3.1触发机制
对于ELC的功能实施,在不影响用户体验的前提下使得UE尽可能的提前进入IDLE或者Opportunity for DRX状态,从而使得UE本身对于CRS的需求降低,CRS不发射的几率更大。
3.2inactive timer UE不活动定时器优化
针对现网UE对于inactive timer进行优化,由原有的20s缩短为10s使得UE可以更快的回到IDLE状态,使得UE减少对于RB资源的占用,从而降低对CRS的需求降低。
3.3基于DRX的参数优化
基站侧本身需要开启DRX功能,其DRX分为On Duration和Opportunity for DRX组成:在On Duration时间内,UE监听并接收PDCCH(激活期);在Opportunity for DRX时间内,UE不接收PDCCH以减少功耗(休眠期)感知。如下图所示:
在未进行ELC开启的情况下,即使DRX生效,但是DRX Opportunity期间也是进行ELC的发送;
在开启ELC的条件下,DRX开启的条件在,CRS的发送如下图所示:
仅仅在UE On Duration的期间内进行CRS信号的发送。
在开启ELC之后,并未达到elcConfigurationThreshold的门限条件下,进行自主的ELC的配置,转入ELC DRX模式由系统自动设置,并使用2个子帧的onDurationTimer和40ms的LongDrxCycle,如下图所示:
可以看到在ELC DRX模式比DRX模式,处于Opportunity的概率更大,CRS不发送的概率也更高,可以获得更高的增益;
3.4路段选取
本次测试选取机场高速54个基站进行ELC測试,测试路线如下:
3.5设计参数场景
该次验证进行12组场景参数的验证,主要验证在开启和关闭ELC功能下,不同参数对ELC的影响。
4实验效果
4.1ELC开通前后对比
ELC功能开通后,根据前台测试结果,网络质量平均SINR值有所提升,由未开通前10.26 dB增益到14.52 dB,提升41%;平均下行速率也增益明显,分别提升54% 64QAM占比与MCS均值皆有提升。
通过对不同参数调整尝试发现nB=T/8,配置参数为64时,增益效果最明显,下载速率下载速率>12mbps比例提升幅度最大,sinr>5dB比例提升幅度18.2%。
5.小结
ELC功能打开后,CQI略有降低,nB值会影响寻呼容量,要密切关注寻呼丢弃率。PDCP时延明显降低,全天范围内由8.19最低降低至6.56;DL UE 吞吐速率在忙时,提高约2mbps,最大提升6.71%;64QAM占比全天范围内由8.83提高至9.1,提升3.59%,23时由8.63提高至9.89,提升14.62%。ELC功能开通后能改善网络质量,提高64QAM调制方式比例,PDCP时延明显降低,提高了单用户平均速率,建议小区负荷低开启该功能。
参考文献:
[1]3GPP TS 36.213
[2]4G移动通信技术权威指南
[3]《 LTE – The UMTS Long Term Evolution,2nd Edition》
[4]TS 36.331的5.3.2节 System information acquisition
[5]TS 36.413的8.5节Paging
[6]金辉 《深入理解-LTE A》
[7]《Discontinuous Reception(DRX)in RRC_IDLE:Part 1》
[8]TS 36.211的6.10.1节 Cell-specific reference signals
作者简介:
赵桂彬:青岛大学 学士 现工作于中国联通青岛分公司 网优中心。
关键词:LTE;ELC;速率;优化;DRX;Paging;新功能
1.概述
LTE网络需要小区参考信号才能够工作,但在现在的网络配置下,小区参考信号在所有子帧、所有时间和所有PRB上连续发射,过多的LTE小区参考信号导致小区间的干扰,限制了网络的性能。减少CRS的发射-当UE期望它们存在时,CRS会被发射;否则它们被“静音”,不会进行CRS信号的发射。
2.ELC极简载波
2.1基本理念
在小区中没有用户,小区特定的参考信号(CRS)也会在小区的整个带宽上传输,在相同频率上CRS信号会对相邻小区进行干扰使得SINR降低,从而限制了DL性能。开启ELC时只在中间固定的6个PRB上进行固定发送,其他位置只有当UE期望它们存在时,CRS会被传输 - 否则它们被静音,不会进行CRS信号的发射,这就是极简载波的理念。(如下图所示)
在启动ELC之后,elcActivityThreshold在评估RRC连接用户数时,同时作为启动ELC的门限,elcConfigurationThreshold作为自动调整DRX时机的用户评估。可以通过控制寻呼周期,DRX周期以及时长,还有UE不活动定时器的调整,使得UE处于空闲态的概论增加,使得CRS信号不发送的概率增大,从而减少CRS之间的干扰,达到提升速率的目的。
2.2CRS不连续发射的好处
UE 通过获取CRS信号进行基站的物理信道估计,同时相邻小区的CRS信号又会成为主服务小区的干扰,即使在小区中没有流量传输,小区特定的参考信号(CRS)也会在小区的整个带宽上传输。CRS有助于在相同频率上对相邻小区的干扰,这限制了DL性能。而没有CRS信号的情况下,周边站点对于主服务小区的干扰就会减到极低,从而获取更高的SINR与CQI的评估。
3极简载波的实施方案
3.1触发机制
对于ELC的功能实施,在不影响用户体验的前提下使得UE尽可能的提前进入IDLE或者Opportunity for DRX状态,从而使得UE本身对于CRS的需求降低,CRS不发射的几率更大。
3.2inactive timer UE不活动定时器优化
针对现网UE对于inactive timer进行优化,由原有的20s缩短为10s使得UE可以更快的回到IDLE状态,使得UE减少对于RB资源的占用,从而降低对CRS的需求降低。
3.3基于DRX的参数优化
基站侧本身需要开启DRX功能,其DRX分为On Duration和Opportunity for DRX组成:在On Duration时间内,UE监听并接收PDCCH(激活期);在Opportunity for DRX时间内,UE不接收PDCCH以减少功耗(休眠期)感知。如下图所示:
在未进行ELC开启的情况下,即使DRX生效,但是DRX Opportunity期间也是进行ELC的发送;
在开启ELC的条件下,DRX开启的条件在,CRS的发送如下图所示:
仅仅在UE On Duration的期间内进行CRS信号的发送。
在开启ELC之后,并未达到elcConfigurationThreshold的门限条件下,进行自主的ELC的配置,转入ELC DRX模式由系统自动设置,并使用2个子帧的onDurationTimer和40ms的LongDrxCycle,如下图所示:
可以看到在ELC DRX模式比DRX模式,处于Opportunity的概率更大,CRS不发送的概率也更高,可以获得更高的增益;
3.4路段选取
本次测试选取机场高速54个基站进行ELC測试,测试路线如下:
3.5设计参数场景
该次验证进行12组场景参数的验证,主要验证在开启和关闭ELC功能下,不同参数对ELC的影响。
4实验效果
4.1ELC开通前后对比
ELC功能开通后,根据前台测试结果,网络质量平均SINR值有所提升,由未开通前10.26 dB增益到14.52 dB,提升41%;平均下行速率也增益明显,分别提升54% 64QAM占比与MCS均值皆有提升。
通过对不同参数调整尝试发现nB=T/8,配置参数为64时,增益效果最明显,下载速率下载速率>12mbps比例提升幅度最大,sinr>5dB比例提升幅度18.2%。
5.小结
ELC功能打开后,CQI略有降低,nB值会影响寻呼容量,要密切关注寻呼丢弃率。PDCP时延明显降低,全天范围内由8.19最低降低至6.56;DL UE 吞吐速率在忙时,提高约2mbps,最大提升6.71%;64QAM占比全天范围内由8.83提高至9.1,提升3.59%,23时由8.63提高至9.89,提升14.62%。ELC功能开通后能改善网络质量,提高64QAM调制方式比例,PDCP时延明显降低,提高了单用户平均速率,建议小区负荷低开启该功能。
参考文献:
[1]3GPP TS 36.213
[2]4G移动通信技术权威指南
[3]《 LTE – The UMTS Long Term Evolution,2nd Edition》
[4]TS 36.331的5.3.2节 System information acquisition
[5]TS 36.413的8.5节Paging
[6]金辉 《深入理解-LTE A》
[7]《Discontinuous Reception(DRX)in RRC_IDLE:Part 1》
[8]TS 36.211的6.10.1节 Cell-specific reference signals
作者简介:
赵桂彬:青岛大学 学士 现工作于中国联通青岛分公司 网优中心。