LTE-A中移动中继下行功率控制方案

1、工作组名称LTE+标准子工作组文件编号IMT-A_LTE+_09541会议名称LTE+子工作组第19次会议议程3.6会议时间2009年10月29日会议地点 北京，普天移动中继的下行功率控制技术方案来 源：上海无线通信研究中心文稿类型：讨论&文字提案一 引言3GPP TR 36.814中指出Relay的功能是：Relaying is considered for LTE-Advanced as a tool to improve e.g. the coverage of high data rates, group mobility. 也就是说，LTE-A系统支持移动Relay的存在。本提案主要

2、讨论的是安装在移动物体上，譬如车辆或船体上的TypeRelay（类型1中继）如何在移动过程中解决与途经的附近小区之间相互的下行干扰问题。我们知道，固定安装的TypeRelay可以通过网络规划计算出其发送功率的最优值，并在较长时间范围内保持不变。安装在移动物体上的TypeRelay，由于处于移动状态，会不断地接近一个eNB并远离，又接近另一个eNB并远离。在此移动过程中，TypeRelay的用户势必会在Relay接近相邻eNB时受到这些eNB的下行干扰强，在远离时受到这些eNB的下行干扰弱。同样地，在Relay接近相邻eNB时，对相邻小区的相邻用户的下行干扰强，在远离时对原来的那些相邻小区的用户

3、下行干扰也弱。如果TypeRelay在此移动过程中，保持下行发送功率不变，势必导致其小区内用户平均接收信噪比的起伏巨变，同时也对相邻小区内靠近Relay的用户产生起伏巨变的下行干扰。目前，eNB及Type I Relay尚无动态改变其下行发送功率的技术方案。本提案提出Type I Relay 根据在移动过程中测量并估计的、或者其下属UE反馈的来自相邻eNB的干扰水平，以及通过X2接口获得的其对相邻eNB的干扰水平，动态调整其下行发送功率，从而协调移动中的TypeRelay与其周围eNB之间相互的下行干扰，降低系统总体干扰水平，达到提高系统吞吐量的目的。二 LTE-A现有的下行功率控制技术手段L

4、TE系统中，关于下行传输只有下行的功率分配技术，而无下行功率控制技术，eNB的下行发送总功率在进行下行数据传输时保持不变的。LTE系统中eNB之间的下行干扰协调通过在X2接口上传递一个相对窄带发送功率指示（Relative Narrowband Transmission Power indication，RelayTP）来告诉对方自己在各个频域资源单元上的发送功率是否小于某个门限，以及在多长时间内保持不变。这个信息体现了各eNB的发送功率在频域资源上的分布，而不反映各eNB受到的下行干扰的大小。由此可见，LTE系统的现行技术无法解决Type I Relay的移动性导致的小区间下行干扰起伏巨变的

5、问题。因此，我们提出Type I Relay的下行功控技术来解决Type I Relay小区与其相邻小区间下行的相互干扰问题。 本提案提出Type I Relay根据其用户受到的来自相邻eNB的下行干扰，以及相邻eNB通过X2接口告知的受到该Type I Relay的下行干扰，动态调整Type I Relay的发送功率，很好的解决了Type I Relay与其邻近小区之间下行相互干扰的问题。三 移动Type 1 Relay的下行功率控制技术方案我们提出Type I relay根据自己测量并估计的、或者是下属UE反馈受到相邻eNB的下行干扰水平，以及相邻eNB通过X2接口传递过来的高干扰指示HI

6、I（High Interference Indicatior）调整自己的发送功率，从而协调自己和相邻小区间的下行干扰问题，到达降低系统总体干扰水平的目的。具体的，Relay根据如下的公式调整自己的发送功率：（1）其中，是Relay所允许的最大发送功率；是Relay设定的小区边缘用户目标平均接收信干比，可以定期由Relay根据小区用户数及其业务质量需要而更新；是噪声功率；是Relay测量并估计的、或者是下属UE反馈的来自相邻小区的干扰功率，这可以通过进行相邻小区测量得到；是Relay到自己覆盖范围边缘UE的最大路损。如公式1所示，Relay会根据自身测量并估计的、或者是下属UE反馈的来自相邻小区

7、的下行干扰水平，以及设定的小区边缘用户目标平均接收信干比，相应的增加或者降低其发送功率，当然发送功率增加的会受到其最大发送功率的限制。当Relay增大其发送功率，且尚未到达最大发送功率限制时，有可能已经对相邻小区的下行传输产生的较大干扰，我们提出，相邻小区的eNB可以通过X2接口向该Relay提出下行受到较大干扰的高干扰指示（high interference indicator，HII）信息。当Relay收到相邻小区发来的高干扰指示信息后，可以一定步长降低小区边缘用户目标平均接收信干比，从而降低下行发送功率，达到降低对其他小区干扰的目的。Relay完整的下行功率控制工作流程如图1所示。图1

8、Type I relay的下行功率控制流程图四 仿真结果为了了解以上提出的移动中继下行功控方案的性能，我们进行了仿真。仿真模拟了一个移动平台上的一个中继及其下属用户，从该中继的DeNB覆盖的小区边缘，以400公里/小时的速度移动到距离该DeNB 35米处位置的过程，仿真场景如图2所示。图2 仿真场景eNB覆盖采用乡村宏小区（Rural Macro）非视距（NLOS）的路损模型，路损计算公式如公式（2）所示1，PL = 161.04 7.1 log10 (W) + 7.5 log10 (h) (24.37 3.7(h/hBS)2) log10 (hBS) + (43.42 3.1 log10 (

9、hBS) (log10 (d)-3) + 20 log10(fc) (3.2 (log10 (11.75 hUT) 2 - 4.97) （2）其中，10 m d 5 000 m，hBS = 35 m，hUT = 1.5 m，W = 20 m，h = 5 m。Relay覆盖采用室内（Indoor）路损模型，视距概率PLOS是距离的函数。其视距路损、非视距路损、视距概率分别如公式（3）、（4）、（5）所示2，视距路损： PL = 16.9log10(d) + 32.8 + 20log10(fc)， 3 m d 100 m （3）非视距路损： PL = 43.3log10(d) + 11.5 + 2

10、0log10(fc)， 10 m d 150 m（4）视距功率： （5）具体的仿真参数如表1所示。表1 仿真参数eNBISD1732 m路损模型乡村宏小区（RMa）发送功率46 dBm系统带宽10 MHz载频2 GHzRelay路损模型 室内模型（InH）最大发送功率30dBm移动速度400 km/h系统带宽10 MHz载频2 GHz下行功控周期100ms小区用户数40穿透损失10 dB仿真模拟了两种方案，一种是中继始终保持固定的发送功率，一种是本提案提出的中继根据其下属用户受到的相邻小区的下行干扰调整其发送功率，功控周期为100ms。仿真结果如图3、图4所示。图3 移动过程中Relay下属用

11、户的接收信干比CDF图图4 移动过程中Relay进行下行功控的发送功率CDF图图3分别给出了两种发送功率方案下，Relay的下属用户在移动过程中的接收信干比CDF曲线。由图可见，当relay保持固定发送功率时，其用户在移动过程中的接收信干比在近70dB的范围内变化，反映了用户在移动过程中受到邻近小区下行干扰的巨大变化。当relay进行下行功控时，其用户在移动过程中的接收信干比在最多35dB的范围内变化，且设定的目标平均接收信干比越小，用户在移动过程中的接收信干比变化范围越小，这反映了Relay进行下行发送功率控制后，其用户的接收信干比较无功控时稳定了。图4给出了移动过程中Relay进行下行功控

12、的发送功率CDF曲线。由图可见，当Relay进行下行功控后，可以在其用户整体信道状态较好时以低功率发送，而在其用户整体信道状态较差时以高功率发送，既维护了其用户接收信干比的平稳，也降低了功耗，同时也降低了系统的总体干扰水平。五 结论为了降低移动中的Type 1 Relay和途经的邻近小区之间相互的下行干扰，本提案提出Type I Relay根据来自相邻小区的下行干扰，以及相邻eNB通过X2接口告知的受到该Type I Relay的下行干扰，动态调整Type I Relay发送功率的技术方案。仿真表明，Type I Relay进行下行功控后，降低了其用户接收信干比了受邻小区下行干扰的影响，也降低了自身功耗，同时也降低了对相邻小区的下行互干扰。该方案需要在原有