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1 概述

LTE同频网络存在严重的信号干扰，特别是在城区密集区域、小区信号覆盖交叠区域及覆盖边缘区域，严重的信号干扰导致用户体验差。

部署SFN特性，将2～6个覆盖不同区域的扇区合并为一个SFN小区，使合并前小区边缘区域的交叠转变为SFN小区的中心区域。SFN小区内，终端用户使用联合调度，所有的扇区设备发送相同的信号，从而降低干扰。在用户数不多，网络负载较低的情况下，能够显著提升用户的体验。但随着负载的增加，在负载较高时，PRB容易受限，会出现速率的负增益。

通过ASFN(自适应SFN)特性，物理小区交叠区域用户使用联合调度，物理小区中心用户使用独立调度，利用资源复用(SDMA，Space Division Multiple Access，空分多址)技术，从而提升小区的吞吐量。

2 原理介绍

SFN(Single Frequency Network，单频网)：是指在一个地理区域内，将多个工作在相同频段上的RRU合并为一个小区的技术。

ASFN(Adaptive SFN)：在SFN的基础上采用SDMA提升容量的一种解决方案。

2.1 SFN(Single Frequency Network)介绍

SFN是指在一个地理区域内，将多个工作在相同频段上的射频模块所覆盖的物理小区

合并为一个小区的技术。SFN小区中，各射频模块覆盖的无线通信区域称为“物理小区”。合并后，各物理小区使用相同的PCI。SFN小区采用RRU联合调度，即下行物理信道采用多小区联合发送，上行物理信道采用全部接收和选择接收，使得原先彼此干扰的多个小区信号变成多径叠加增强的信号，提升了小区边缘的SINR，减少了相邻小区数量，明显减小了小区间同频干扰，从而改善用户在小区边缘的业务体验。

如图下图所示，合并为SFN小区后，原来的3个小区的部分边界被消除，RRU之间的小区边界变为了小区内部区域。

SFN小区下行物理信道采用联合发送。联合发送是指SFN小区包含的多个RRU通过调度在相同的时频资源上同时发送相同的数据。相比普通情况下每个RRU各自为一个小区的组网方式，SFN小区内各RRU被视为一个逻辑小区，消除了原有小区边界和干扰，并且可以可以通过联合发送获得增益。

SFN小区上行PRACH和SRS采用全部接收。全部接收是指SFN小区中的RRU均进行数据接收，保证UE在任何一个RRU下都能接入，并且eNB能估计其信道；PUSCH和PUCCH采用选择接收，选择接收是指只在目标RRU(eNodeB根据测量到用户的信道质量，选择一个最好的RRU作为目标RRU，进行PUSCH/PUCCH接收)进行数据接收。上行选择接收时，由于对原来的边缘用户错开了分配的资源，因而减少了用户间干扰，获得了干扰抑制的增益。

SFN技术由于多个小区合并为一个小区，频谱资源PRB数会减少。因此在轻载下，即PRB不容易受限的情况下，下行速率易得到增益。随着负载的增加，在负载较高时，PRB容易受限，会出现速率的负增益。

2.2 ASFN(Adaptive SFN)介绍

ASFN(Adaptive SFN)：在SFN的基础上采用SDMA提升容量的一种解决方案。

自适应SFN物理小区交叠区域用户使用联合调度，物理小区中心用户使用独立调度，从而提升小区的吞吐量。这种不同物理小区的资源复用即为SDMA(Space Division Multiple Access，空分多址)技术。

Adaptive SFN小区在下行联合发送和上行选择接收过程中，eNodeB自动判断终端用户的属性，即是独立调度用户还是联合调度用户。eNodeB根据RSRP (Reference Signal Received Power)或SINR确定终端用户的工作RRU集合。同时，eNodeB根据上行链路测量信息确定用户的上行和下行调度属性：RRU间干扰严重的用户为联合调度用户，RRU间干扰不明显的用户为独立调度用户。

如图下图所示：联合调度适用于RRU覆盖交界处的UE，如图中的UE1和UE2。此时，多个RRU(部分或全部)在同一时频资源上对UE发射同样的数据。独立调度适用于物理小区中心的UE，例如图中的UE3和UE4。此时，UE只占用单个RRU的时频资源，即物理小区下的RRU在相同的时频资源上为给不同的UE发送不同的数据，即进行资源复用。如图中的UE3和UE4分别接收从RRU3和RRU2独立发送的数据，但占用同样的时频资源。

2.2.2 下行用户属性判决

终端用户属性判决是eNodeB根据上行链路测量UE到各RRU的链路损耗(SRS)计算下行等效RSRP，再根据RSRP计算不同工作RRU集合的隔离度，将隔离度与判决门限进行比较，为UE选择出工作RRU集合，然后根据工作射频模块集合中的工作射频模块数量确定终端用户为独立调度用户还是联合调度用户的过程。上下行分别进行判决，判决周期通过用户属性判决周期(现网为2秒)设置；

在工作RRU集中：

如果工作RRU集合中只有一个RRU，则该UE为独立调度用户。

如果工作RRU集合中有多个RRU，则该UE为联合调度用户。

具体判决方法如下：

对于下行，通过UE到达SFN小区各个RRU的信号强度RSRP，计算出下行各个RRU到达该UE的等效RSRP。等效RSRP从大到小进行排序，等效RSRP最强的RRU为该UE的目标RRU。再依次计算不同工作RRU组合下等效RSRP叠加值与剩余RRU的等效RSRP叠加值之比值，此比值称之为隔离度。如果隔离度大于等于该门限，则该RRU组合为该UE的工作RRU集合。再根据工作RRU集合中RRU个数确定UE的属性，如果工作RRU集合中只有一个RRU，则该UE为独立调度用户，否则为联合调度用户。算法流程如下图所示。

´ 流程说明如下:

a) 测量事件触发UE属性判决，eNodeB根据终端用户到各射频模块的上行链路损耗计算下行等效RSRP，eNodeB将下行等效RSRP降序排列；

b) eNodeB将等效RSRP最强的射频模块作为目标射频模块；

c) eNodeB通过计算目标射频模块与其他射频模块之间的等效RSRP的差值，将该差值与判决门限进行比较，如果RSRP差值小于等于判决门限，则该射频模块归属为该终端用户的工作射频模块集合。为防止射频模块在工作模块集合中乒乓进出，可设置用户属性判决幅度迟滞。当参数 “SfnDlSchAttriAdjsSwitch(SFN下行调度属性调整开关)”打开，且射频模块与目标射频模块等效RSRP差值小于30dB时，在等效RSRP差值与判决门限对比判决用户属性的基础上，增加射频模块级PRB利用率的判断。当射频模块上负载小于30%，也会判断为工作射频模块集合。该优化能够提升用户的感知速率，减少因为复用资源不能被有效利用带来的KPI下降。SFN小区负载状态不同时，采用不同的隔离度门限偏置, 如下所示：

当SFN小区由低负载向高负载变化，SFN小区的PRB利用率小于等于“SFN下行高负载门限”时，隔离度门限偏置采用“下行低负载档的隔离度门限偏置”，使用户尽量处于联合调度，利用多个射频模块资源，提升用户体验。

当SFN小区由高负载向低负载变化，SFN小区的PRB利用率大于等于“SFN下行低负载门限”时隔离度门限偏置采用“下行高负载档的隔离度门限偏置”，使用户尽量处于独立调度以尽量进行空分复用、提升网络频谱效率、满足小区总容量要求。

d) eNodeB根据工作射频模块集合中射频模块个数确定终端用户的属性。

如果终端用户的工作射频模块集合中只含一个射频模块，则该终端用户为独立调度用户。

如果终端用户的工作射频模块集合中存在多个射频模块，则该终端用户为联合调度用户。当 “SFN下行RBLER优化开关”打开，若终端用户在100ms内RBLER统计次数大于等于2次，且为非TM9/TM10用户时，则该用户为联合调度用户。

2.2.3 上行用户属性判决

eNodeB根据上行的UE到各RRU的上行SINR来选择目标RRU，计算目标RRU与其他RRU的RSRP差值。该差值与判决门限进行比较，以选择工作RRU集合。

在工作RRU集中：

如果工作RRU集合中只有一个RRU，则该UE为独立调度用户。

如果工作RRU集合中有多个RRU，则该UE为联合调度用户。

具体判决流程如下：

流程说明如下:

a) 测量事件触发UE属性判决，各射频模块测量终端用户到达各射频模块的SINR和

RSRP，eNodeB对SINR和RSRP分别进行降序排列

b) eNodeB选择目标射频模块：“SFN上行目标RRU自适应选择开关”

关闭时，仅使用SINR进行选择，即选择SINR值最大的射频模块为目标射频模块;

打开时，则自适应使用SINR或RSRP选择目标射频模块。第一次优先采用SINR进行选择，当SFN小区内的RRU间距较大且覆盖半径不均衡时，非目标射频模块的SINR测量不准确，会自动触发使用RSRP选择目标射频模块。采用RSRP选择时，选择与其他射频模块的RSRP差值大于等于目标RRU选择RSRP偏置门限，且RSRP最大的射频模块为目标射频模块。

c) eNodeB计算出终端用户上行到达各个射频模块的RSRP与UE到达上行目标射频模块的RSRP差值；

d) 如果RSRP差值小于等于5dB，则判断该射频模块归属为该终端用户的工作射频模块集合；

e) 对于工作射频模块集合：

如果工作射频模块集合中只有一个射频模块，则对该终端用户进行独立调度。如果工作射频模块集合中有多个射频模块，则对该终端用户进行联合调度。

针对工作射频模块集合没有交集，即没有相同的工作射频模块的两个用户，当 “SFN上行调度开关”开关为“ADAPTIVE(Adaptive scheduling)”时，可以采用相同的RB进行调度，此时这两个用户叫做配对用户。配对用户须同时满足以下条件, (以A、B两个用户为例)：

a. A用户到其目标射频模块的信号强度与B用户到该射频模块的信号强度之差大于配对判决门限“SFN上行配对RSRP门限”；

b. B用户到其目标射频模块的信号强度与A用户到该射频模块的信号强度之差大于配对判决门限“SFN上行配对RSRP门限”，两个用户所需要的RB资源之和大于可用RB数(总RB数减去其他已调度用户所使用RB数)。

3 特性实施

3.1 SFN&ASFN开通条件

目标：解决密集建站下(包括普通RRU和pRRU)站间干扰问题、减少小区间切换、提升用户体验；

为确保SFN获得增益，重叠覆盖区域用户分布比例大于20%~30%，合并前小区PRB利用率之和小于45%可合并；

在高负载PDCCH受限场景下，由于业务量的改变，自适应SFN相对于SFN没有用户感知速率的增益，故需保证SFN前忙时负载不宜过高；

高铁小区同时覆盖公网的场景，需要综合考虑负载和KPI影响来进行合并，并且将连续覆盖的小区直接组SFN；

开通ASFN功能特性需提前做好License资源需求申请。

4 总结

SFN特性部署能够在如下几个方面提升增益：除了用户在交叠区域的干扰，提升扇区覆盖交叠区域的SINR，提升交叠区域的下行用户体验。对比普通小区，减少了用户在覆盖区域切换，切换减少主要是同站小区的切换。

ASFN技术利用空分复用技术，对比SFN可以提升小区的容量。且当网络为中低负载时建议开通自适应SFN/SDMA特性，能够提升网络覆盖质量，减少切换，从而提升用户体验。

4.1 ASFN特性推广建议

高速铁路覆盖场景：忙小区建议开启自适应SFN/SDMA功能；

重叠覆盖较严重而暂时无法不具备RF调整的区域，可先进行SFN功能的开通，然后再通过ASFN特性提升用户使用感知；

站点密度高且切换较多的低话务场景区域可以建议开通SFN以及ASFN功能特性，降低干扰，提升CQI优良比；

LampSite覆盖的大场馆、食堂、学生宿舍等由于话务原因分布的物理小区较多场景下建议SFN和ASFN特性开通；

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