5G 干扰抑制的方法
在NR-MIMO系统中,包括模拟波束赋形和数字波束赋形在内的多天线方案已经得到了广泛的研究,特别是在高频段。目前,基于波束赋形传输的干扰问题对系统容量的影响尚不清楚。因此,ZTE分析了室内办公室多波束方案的干扰问题。模拟假设见表1。


如图1所示,可以看到SIR(Signal to Interference Ratio)的分布非常广泛。由于使用窄波束传输时波束碰撞的概率很低,因此许多UE可能由于低干扰而具有很高的SIR。然而,一旦发生波束碰撞,由于干扰信号的波束赋形增益,一些UE的SIR可能会很低。窄波束传输虽然会引入干扰随机化,但干扰对NR的影响不容忽视。
因此,对于SIR值非常低的UE,应该避免或减轻严重的干扰。
干扰抑制的潜在方案
LTE采用了多种干扰抑制方案,如Rel-8的半静态ICIC、eICIC、eIMTA、CoMP、基于高级接收机的干扰协调、干扰随机化等。由于NR MIMO不可忽略干扰问题,LTE中的方案可以被认为是一个起点,考虑以下问题:
不同的TRP是否采用相同的cell ID。
用于指示RS端口之间QCL关系的QCL新配置形成相同/不同的TRP。
大型测量装置,可承受RS开销。可以考虑一些可能的方案,例如用于干扰测量的非周期RS和时域/频域的测量限制。
控制信号设计,当采用JT时,支持基于每个TRP的传输方案配置、链路自适应和每个TRP的资源分配。
统一的RS设计、CSI测量和反馈方案,支持多个TRP协调,即TRP内和TRP间干扰测量。
在波束赋形方案中,即使在相同的时频资源中,也可以使用不同的波束指向不同的方向。换句话说,可以通过Tx波束赋形方案来实现空域中的正交性。以半静态ICIC为例,除了半静态频域干扰协调外,还可以在不同小区之间为这些小区边缘UE设置空域的半静态正交资源。虽然半静态ICIC没有足够的灵活性,但是节省物理信号开销的好处是显而易见的。比如可以协调某些信道/信号的区域(例如PDCCH)的干扰。
对于其他更灵活的干扰方案,如eICIC、eIMTA和CoMP,信道和干扰测量是关键。为了缓解不同CSI-RS资源之间的干扰,可以采用CSI-RS资源静音来消除严重的干扰。但是,静音可能会带来很多开销。如果能实现空域的正交性,多个CSI-RS可以在同一时频资源中以不同的波束方向复用,RS开销将大大降低。
当然,在NR中也可以考虑其他正交资源,例如,如果gNB和UE侧中的天线都是交叉极化的,则极化域中的正交性。
在LTE中,干扰随机化可以通过不同的方式来实现,例如采用复杂的序列和跳频。但是,在NR中可能是不够的,特别是对于一些基于波束的RS的应用,例如BRS(beam reference Signal),其可以在一些固定子帧中周期性地发射,甚至对于不同的小区。
如图2所示,一旦cell0的beam#0和cell1的beam#0发生碰撞,如果两个cell的波束传输顺序都不改变,这两个波束之间总是会存在严重的干涉。为了避免这种情况,可以表示为波束随机化的传输顺序随机化被认为是以下情况:
1. Tx采用多波束:
这是一个常见的情况,在高频,在实现了所提出的方法之后,如图3所示,从subframe 0到subframe N的波束阶数变化,第一OFDM符号中的干扰改变为cell 0的beam 0和cell 1的beam 13之间的干扰。
2. Tx采用较少的波束:
这是一种常见的情况,在低频。如图4所示,在一个子帧中,如果每个相邻小区中只有两个波束,则可以通过波束随机化实现相邻小区的不同波束位置,以避免严重干扰。



更具体地说,采用波束随机化后的显著增益也通过图5所示的仿真进行了验证。在本仿真中,波束随机化是通过在仿真中的所有Tx处采用不同的波束传输顺序来实现的。将所有Tx共享相同的波束传输顺序的方案作为基线。基于这些结果,可以观察到,当所提出的方法被实现时,可以获得显著的SINR增益,即在CDF的50%点处接近7db的增益。

除了Tx侧的波束赋形技术外,Rx波束赋形在提高Rx功率和限制干扰方面也起着重要的作用,特别是在较高频带中UE天线单元数目较大的情况下。在从多个接收波束中选择一个最佳接收波束后,可以限制来自其他接收方向的干扰。实际上,Rx波束赋形也属于空域干扰抑制。特别是对于上行传输,例如PUCCH反馈,gNB可以经由不同的接收波束从一个资源中的不同UE接收多个PUCCH。注意,如果不能通过不同的接收波束实现正交性,则必须将其他域中的正交资源分配给UE,例如时域、频域或码域中的正交资源。
如上所述,不同的Rx波束可能导致不同程度的干扰。由于用于干扰测量和用于信道测量的RS资源可以是分离的,例如NZP-CSI-RS和IMR,gNB可能需要知道或控制用于干扰测量的接收波束。或者,如果gNB中不知道用于干扰测量和信道的接收波束,则CSI测量结果和数据中使用的MCS之间可能存在意外的不匹配。