小區(qū)間干擾消除

　　(1)基于多天線接收終端的空間干擾壓制技術(shù)

　　這種技術(shù)又稱為干擾抑制合并(Interference Reiection Combining，IRC)接收技術(shù)。它不依賴任何額外的發(fā)射端配置，只是利用從兩個(gè)相鄰小區(qū)到UE的空間信道差異區(qū)分服務(wù)小區(qū)和干擾小區(qū)的信號(hào)。理論上說(shuō)，配置雙接收天線的LIE應(yīng)可以分辨兩個(gè)空間信道。這項(xiàng)技術(shù)雖然不需要對(duì)發(fā)射端做任何額外的標(biāo)準(zhǔn)化工作，但不依賴任何額外的信號(hào)區(qū)分手段(如頻分、碼分、交織器分)，而僅依靠空分(Space Division)手段，很難取得滿意的干擾消除效果。而且這項(xiàng)技術(shù)是接收機(jī)實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并不需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

　　(2)基于干擾重構(gòu)/減去的干擾消除技術(shù)

　　這種技術(shù)是通過(guò)將干擾信號(hào)解調(diào)/解碼后，對(duì)該干擾信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)(Reconstruction)，然后從接收信號(hào)中減去。如果能將干擾信號(hào)分量準(zhǔn)確減去，剩下的就是有用信號(hào)和噪聲。這無(wú)疑是一種更為有效的干擾消除技術(shù)，當(dāng)然由于需要完全解調(diào)甚至解碼干擾信號(hào)，因此也對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如資源塊分配、信道估計(jì)、同步、信令等提出了更高要求或帶來(lái)了更多限制。在LTE中得到深入研究的干擾消除技術(shù)主要是基于IDMA的迭代干擾消除技術(shù)。

　　IDMA技術(shù)的核心，正如上面指出的，是在不同小區(qū)使用不同的偽隨機(jī)信道交織器。當(dāng)IDMA作為一種干擾隨機(jī)化的手段時(shí)，其效果與小區(qū)間加擾并無(wú)明顯差異。IDMA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以通過(guò)迭代干擾消除獲得更佳的干擾抑制性能。文獻(xiàn)說(shuō)明了IDMA系統(tǒng)可以通過(guò)迭代干擾消除獲得顯著的性能增益，但小區(qū)加擾的系統(tǒng)卻無(wú)法通過(guò)迭代干擾消除獲得明顯的性能增益。正如文獻(xiàn)中指出的，基于小區(qū)加擾系統(tǒng)的迭代接收機(jī)會(huì)發(fā)生導(dǎo)致“錯(cuò)誤擴(kuò)散”的“正反饋”現(xiàn)象，而IDMA系統(tǒng)卻可以有效地防止這種有害現(xiàn)象。在文獻(xiàn)中，仿真結(jié)果說(shuō)明基于IDMA的迭代干擾消除技術(shù)可以使小區(qū)邊緣吞吐量(即5%CDF吞吐量)獲得50%的性能增益：在小區(qū)平均吞吐量方面，也有5%的性能增益。

　　雖然基于IDMA的迭代干擾消除技術(shù)可以獲得明顯的小區(qū)邊緣性能增益，但正如文獻(xiàn)指出的，這種技術(shù)也對(duì)LTE系統(tǒng)的其他方面提出了更高的要求或造成了更多的限制。主要包括以下幾方面。

　�、儋Y源分配方面的限制。為了能有效地解調(diào)、解碼干擾小區(qū)的信號(hào)，要求在每個(gè)干擾消除的周期內(nèi)，干擾小區(qū)和被干擾小區(qū)在重疊的頻譜上發(fā)送給各自的終端的信號(hào)必須包含且僅包含一個(gè)完整的信道編碼塊。

　　三種資源塊分配的情況。第一種情況下，干擾小區(qū)中的一個(gè)編碼塊和被干擾小區(qū)的一個(gè)編碼塊正好重疊，此時(shí)ICI干擾消除是簡(jiǎn)單的“雙用戶檢測(cè)”。在第二種情況下，被干擾小區(qū)中的一個(gè)編碼塊和干擾小區(qū)的兩個(gè)編碼塊重疊，此時(shí)雖然仍可以進(jìn)行ICI干擾消除，但必須要進(jìn)行相對(duì)復(fù)雜的“三用戶檢測(cè)”。在第三種情況下，被干擾小區(qū)中的一個(gè)編碼塊只對(duì)應(yīng)于干擾小區(qū)的一個(gè)不完全的編碼塊，此時(shí)由于干擾信號(hào)無(wú)法被正確解碼，因此無(wú)法采用ICI消除

　　如何保證支持低復(fù)雜度的ICI消除的資源塊分配情形呢?基于兩種情形來(lái)考慮這個(gè)問(wèn)題：有小區(qū)間信令的支持和無(wú)小區(qū)間信令的支持。如果有小區(qū)間信令的支持，則相鄰小區(qū)可以通過(guò)相互協(xié)商確定一種相同的資源塊分配方案。但是這種協(xié)商可能相當(dāng)復(fù)雜，而且基站之間很難實(shí)現(xiàn)頻繁的直接信令交互，即使能夠?qū)崿F(xiàn)，也會(huì)大大增加系統(tǒng)的處理延時(shí)和復(fù)雜度。

　�、谛盘�(hào)格式獲得方面的限制。由于迭代干擾消除需要完整的解調(diào)/解碼干擾信號(hào)，這就要求接收機(jī)獲得干擾信號(hào)的完全信息，包括信道信息、資源調(diào)度信息和信號(hào)格式(如調(diào)制方式和信道碼率)。這些信息通常只會(huì)在本小區(qū)的控制信令中廣播，不會(huì)向相鄰小區(qū)發(fā)送。相對(duì)而言，信道估計(jì)所需的導(dǎo)頻格式較易獲得，因?yàn)槊總�(gè)小區(qū)的導(dǎo)頻圖案和序列是和該小區(qū)的Cell ID一一對(duì)應(yīng)的，可以通過(guò)在小區(qū)搜索/重選過(guò)程中獲得的相鄰小區(qū)ID列表得知相鄰小區(qū)使用的導(dǎo)頻格式。不過(guò)，即使獲得了相鄰小區(qū)的導(dǎo)頻信息，對(duì)相鄰小區(qū)信道進(jìn)行準(zhǔn)確信道的估計(jì)也是困難的，因?yàn)榧词筁TE系統(tǒng)的小區(qū)間導(dǎo)頻設(shè)計(jì)近似于正交，也是為保證本小區(qū)信道估計(jì)的準(zhǔn)確性而設(shè)計(jì)的，但是干擾小區(qū)的導(dǎo)頻的接收功率會(huì)明顯小于本小區(qū)，信道估計(jì)質(zhì)量是否能保證干擾信號(hào)的準(zhǔn)確解調(diào)值得懷疑。

　　調(diào)度信息和信號(hào)格式則更難獲取。一種可能是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將干擾小區(qū)的相關(guān)信息傳送到本小區(qū)的eNode B，再通過(guò)本小區(qū)的控制信道下發(fā)，但這種方法不僅會(huì)造成eNode B之間的大量信息交互(很可能超出了基站之間X2接口的能力)，也會(huì)使本小區(qū)內(nèi)空中接口的控制信令開(kāi)銷大大增加。如果不通過(guò)本小區(qū)的eNode B轉(zhuǎn)發(fā)，就需要UE具備直接解調(diào)相鄰小區(qū)控制信道的能力。同樣，LTE控制信道的設(shè)計(jì)雖然具有抗小區(qū)間干擾的能力，但并不意味著干擾小區(qū)的控制信道也能保證正確解調(diào)。

　　③對(duì)小區(qū)間同步的要求。迭代干擾消除需要本小區(qū)和干擾小區(qū)的接收信號(hào)保持符號(hào)級(jí)同步和時(shí)隙級(jí)同步(Inter-eNode B Synchronization)。原則上，LTE標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)支持小區(qū)間異步系統(tǒng)，因此迭代干擾消除也對(duì)系統(tǒng)的同步提出了更高要求。當(dāng)然，由于同步系統(tǒng)顯而易見(jiàn)的性能優(yōu)勢(shì)，尤其是可以有效支持MBMS系統(tǒng)的SFN多小區(qū)合并，LTE系統(tǒng)在實(shí)際部署中可能會(huì)主要考慮同步場(chǎng)景。但是，即使是同步系統(tǒng)，由于UE距離兩個(gè)eNode B的距離存在差異，傳播延遲造成接收信號(hào)失步始終是存在的。當(dāng)這種失步的影響超出了CP可以解決的范圍時(shí)，就會(huì)引入額外的干擾。文獻(xiàn)認(rèn)為這種干擾相對(duì)小區(qū)間干擾造成的額外性能下降是輕微的，但它仍然是一個(gè)令人擔(dān)心的問(wèn)題。

　　④接收機(jī)復(fù)雜度。迭代干擾消除雖然已經(jīng)在學(xué)術(shù)界研究了很長(zhǎng)時(shí)間，但產(chǎn)業(yè)界對(duì)這種算法的復(fù)雜度仍存在普遍擔(dān)憂。隨著迭代次數(shù)的增加，接收機(jī)的處理復(fù)雜度和時(shí)間復(fù)雜度可能成倍增加，可能提高終端的成本，并帶來(lái)額外的處理延遲。為了盡量控制復(fù)雜度，基于IDMA的迭代干擾消除技術(shù)可能需要將消除的范圍控制在只消除最強(qiáng)的一個(gè)干擾小區(qū)，忽略其他次強(qiáng)的干擾源。在多個(gè)干擾源強(qiáng)度近似的情況下，殘余干擾過(guò)大。

　　⑤交織器設(shè)計(jì)。IDMA需要采用偽隨機(jī)生成方法生成交織器，以滿足對(duì)多個(gè)信道交織器的需求。這將改變3GPP傳統(tǒng)的信道交織器設(shè)計(jì)，隨機(jī)交織器的性能和設(shè)計(jì)方法都需要重新研究。

　　出于上述對(duì)基于IDMA的干擾消除技術(shù)存在問(wèn)題的擔(dān)心，LTE最終沒(méi)有采用這種技術(shù)，而僅作為一種干擾隨機(jī)化技術(shù)，IDMA無(wú)法體現(xiàn)出相對(duì)小區(qū)加擾技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。因此，LTE仍沿用傳統(tǒng)的、為3GPP熟知的小區(qū)加擾方法作為基本的小區(qū)區(qū)分手段。

　　綜上所述，LTE除了考慮采用IRC接收這種不需要標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)以獲取基本的干擾消除效果以外，并未采用更先進(jìn)的小區(qū)間干擾消除技術(shù)，而主要依靠小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)提高小區(qū)邊緣性能。但是干擾協(xié)調(diào)技術(shù)在實(shí)際部署中還是受到諸多限制。因此，未來(lái)在LTE進(jìn)一步演進(jìn)時(shí)，小區(qū)間干擾消除技術(shù)仍是值得進(jìn)一步考慮的技術(shù)。

• 通信詞典解釋