LTE小區(qū)間干擾抑制技術(shù)

1、4.10 LTE的小區(qū)間干擾抑制技術(shù)傳統(tǒng)的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)在小區(qū)中心和小區(qū)邊緣有著差距很大的數(shù)據(jù)率。以UMTS為例，小區(qū)中心的數(shù)據(jù)率和小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)率，影響了系統(tǒng)的覆蓋范圍和容量，同時(shí)小區(qū)邊緣的用戶體驗(yàn)質(zhì)量亟待提高。LTE已經(jīng)后LTE技術(shù)都把提高小區(qū)邊緣數(shù)據(jù)速率作為一個(gè)重要的目標(biāo)。在第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，就存在了小區(qū)間頻干擾的問題，于是第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用了頻率規(guī)劃，在不同的小區(qū)間復(fù)用頻率來實(shí)現(xiàn)頻率資源的有效利用。一般來說，頻率復(fù)用指數(shù)有幾個(gè)固定的選擇，比如傳統(tǒng)的三扇區(qū)小區(qū)劃分用的就是頻率復(fù)用指數(shù)因子為3。除此之外，頻率復(fù)用因子還有1、7等。當(dāng)復(fù)用因子為1的時(shí)候，則網(wǎng)內(nèi)的所有小區(qū)用的頻率都是

2、一樣的，隨之而來的是嚴(yán)重的小區(qū)間干擾。選擇較大的復(fù)用因子造成的負(fù)面影響是頻譜效率變小，比如復(fù)用因子為3的時(shí)候，頻譜效率是1/3，復(fù)用因子為7的時(shí)候，頻譜效率是1/7，依此類推。類比：說不同語言的互相之間不打擾？由于3.9G、4G對(duì)頻譜效率要求很高，因此LTE和LTE-Advanced都希望頻譜效率接近1是最好的。與3G相比，LTE和LTE-Advanced的小區(qū)內(nèi)干擾得到了很好的解決，但是小區(qū)間干擾卻非常的嚴(yán)重。如何解決這個(gè)難題，這就需要本章學(xué)習(xí)的干擾抑制技術(shù)來解決。 干擾抑制候選技術(shù)在LTE的干擾抑制技術(shù)中，有三種主要的候選技術(shù)。（1）干擾隨機(jī)化（2）干擾消除（3）干擾協(xié)調(diào)/回避（4）波束賦

3、形值得一提的是第四種干擾抑制技術(shù)下行波束賦形也被認(rèn)為是一種下行干擾抑制技術(shù)。如圖所示，扇區(qū)天線和波束賦形的天線的區(qū)別。注意：上述四個(gè)技術(shù)可以相互配合使用。1.小區(qū)間干擾隨機(jī)化干擾隨機(jī)化就是使干擾信號(hào)隨機(jī)化，這種方法雖然不能降低干擾信號(hào)的能量，但是能干擾信號(hào)接近白噪聲。然后用處理白噪聲的方法在UE處理?？身E的干擾隨機(jī)化方法：（1）小區(qū)特定的加擾對(duì)各小區(qū)的信號(hào)在信道編碼和信道交織后采用不同的偽隨機(jī)擾碼進(jìn)行加擾，以獲得干擾白噪聲化的效果。（2）小區(qū)特定的交織這種交織叫做多址交織IDMA，就是對(duì)各個(gè)小區(qū)的信號(hào)進(jìn)行信道編碼后采用不同德交織圖案進(jìn)行信道交織，以期獲得干擾白噪聲化的效果。從性能上來說，加擾和

4、交織的效果很類似。（3）小區(qū)特定的跳頻。交織多址方法中，交織圖案與cell ID綁定，小區(qū)搜索過程中確定小區(qū)ID，就可以確定交織圖案。注意：離得比較遠(yuǎn)的小區(qū)可以用相同的交織圖案，因?yàn)橄嗑噍^遠(yuǎn)小區(qū)之間幾乎不存在干擾。LTE最終采用的小區(qū)擾碼來進(jìn)行干擾隨機(jī)化的，504個(gè)小區(qū)ID對(duì)應(yīng)于504個(gè)擾碼。2.小區(qū)間干擾消除干擾消除就是對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行某種程度的解調(diào)或者解碼。然后利用接收機(jī)的處理增益，從接受信號(hào)中消除干擾信號(hào)分量。兩種干擾消除方法：（1）基于多天線終端的空間干擾抑制技術(shù)又稱為干擾抑制合并接受（IRC）技術(shù)，僅需要空分手段。效果不好說（2）基于干擾重構(gòu)的干擾消除技術(shù)基于IDMA的迭代干擾消除技術(shù)

5、。LTE最終采用的是不需要標(biāo)準(zhǔn)化的IRC接受的干擾消除技術(shù)。并未采用更加先進(jìn)的干擾消除技術(shù)。2.小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)限制資源調(diào)度、限制發(fā)射功率。（1）軟頻率復(fù)用（soft frequency reuse）與傳統(tǒng)頻率復(fù)用對(duì)比，軟頻率復(fù)用又叫“分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用（Fractional Frequency Reuse）”。小區(qū)中心頻率復(fù)用因子為1，小區(qū)邊緣復(fù)用因子為3，整個(gè)小區(qū)的副復(fù)用因子介于1和3之間。通常是個(gè)分?jǐn)?shù)，所以叫分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用，也叫軟頻率復(fù)用。（2）部分功率控制（3）干擾協(xié)調(diào)的測(cè)量和上報(bào)頻率1) 采用已有的CQI上報(bào)機(jī)制（用于頻域調(diào)度與鏈路自適應(yīng)）2) UE測(cè)量，向本小區(qū)和相鄰小區(qū)上報(bào)平均路損（包括陰

6、影效應(yīng)），上報(bào)周期100ms。3) 除了測(cè)量、上報(bào)平均路損外，還要測(cè)量、上報(bào)平均干擾情況。上報(bào)周期100毫秒。根據(jù)小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)信息交互頻率，將干擾協(xié)調(diào)分為4) 靜態(tài)干擾協(xié)調(diào)，資源分配限制的配置與重配周期為數(shù)天。5) 半靜態(tài)干擾協(xié)調(diào)，資源分配限制的配置與重配周期為數(shù)秒或者更長(zhǎng)。信息交互可能包括負(fù)載分布、干擾分布等等。由于LTE下行沒有功控，上行有功控，因此UE得發(fā)射功率與UE在小區(qū)中的位置有關(guān)，因此效果比較明顯。小區(qū)間主要交互的信息包括：流量負(fù)載指示/高干擾指示（HII）、過載指示（OI）。HII用來指示小區(qū)當(dāng)前的負(fù)載量以及哪些最容易受到干擾的“敏感用戶”（小區(qū)邊緣用戶）使用的資源情況（即：使用了那些頻帶資源）。eNB將本小區(qū)的HII傳送給相鄰小區(qū)，相鄰小區(qū)根據(jù)這些信息避免將這些資源分給他的邊緣用戶，以避免相鄰小區(qū)在邊緣使用相同的資源（頻帶）而引發(fā)小區(qū)間干擾。過載指示（OI）用來指示本小區(qū)在某些頻帶受到嚴(yán)重干擾（可以看做是在這些頻帶上的負(fù)載過度）的時(shí)候，將這