技術(shù)新知:干擾協(xié)調(diào)提升網(wǎng)絡(luò)性能

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小區(qū)之間干擾問題

  小區(qū)之間干擾(Inter cell interference,ICI)是蜂窩移動通信系統(tǒng)的一個固有問題,傳統(tǒng)的解決辦法是采用頻率復(fù)用,復(fù)用系數(shù)只有特定的幾個選擇,如1、3、7等。復(fù)用系數(shù)=1即相鄰小區(qū)都使用相同的頻率資源,這時在小區(qū)邊緣的干擾很嚴重。較低的復(fù)用系數(shù)(3或7)可以有效地抑制ICI,但頻譜效率將減低到1/3或1/7。

  作為新一代無線通信系統(tǒng)的首選傳輸技術(shù),OFDM技術(shù)比CDMA技術(shù)更好地解決了小區(qū)內(nèi)干擾的問題。但是作為代價,OFDM系統(tǒng)帶來的ICI問題可能比CDMA系統(tǒng)更加嚴重。

  目前正在研究的用于OFDM系統(tǒng)的ICI抑制的技術(shù)包括:干擾隨機化(ICIrandomization);干擾協(xié)調(diào)(ICI coordination);干擾消除(ICIcancellation)。

  小區(qū)之間干擾隨機化

  ICI抑制的基本方法是將ICI隨機化,這種方法不能降低干擾的能量,但能將干擾隨機化為“白噪聲”,從而抑制ICI的危害,因此又稱為“干擾白化”。干擾隨機化的方法包括:不同小區(qū)采用不同的擾碼(Cell-specificscrambling);不同小區(qū)采用不同的交織(Cell-specificinterleaving);不同小區(qū)采用不同的跳頻頻序列(Frequencyhopping)。

  加擾是傳統(tǒng)的多小區(qū)多址方法,CDMA系統(tǒng)(如3G系統(tǒng))就是采用的這種方法。采用不同的交織序列區(qū)分小區(qū),又稱為交織多址

  (Interleave-Division Multiple Access,IDMA)。跳頻OFDMA是OFDM系統(tǒng)典型的多小區(qū)多址方法,例如Flash-OFDM和IEEE802.20系統(tǒng)都采用了此項技術(shù)。作為ICI隨機化技術(shù),上述三種方法的性能相似,都難以取得令人滿意的性能提高。

  小區(qū)之間干擾協(xié)調(diào)

  這種方法是在相鄰小區(qū)之間進行協(xié)調(diào),以避免或降低ICI。由于這種“協(xié)調(diào)”實際上是通過在小區(qū)邊緣采用小區(qū)復(fù)用方法實現(xiàn)的,又稱為“軟頻率復(fù)用”或“部分頻率復(fù)用”(Fractional Frequency Reuse,F(xiàn)FR),IEEE802.20最近選定技術(shù)方案QFDD/QTDD就采用了這種技術(shù),LTE也正在考慮這種方法。

  系統(tǒng)將頻率資源分為若干個復(fù)用集,并采用功率控制的方法將用戶分配到各個復(fù)用集。在小區(qū)中心的用戶可以采用較低的功率發(fā)射和接收,即使占用相同的頻率也不會造成強烈的ICI,因此被分配在復(fù)用系數(shù)=1的復(fù)用集。在小區(qū)邊緣的用戶需要采用較高的功率發(fā)送和接收,有可能造成較強的ICI,因此被分配在頻率復(fù)用系數(shù)=1/n的復(fù)用集。
 
  FFR的問題是,小區(qū)邊緣的頻率資源受到限制,難以支持大量的擁護和較高的數(shù)據(jù)率。

  小區(qū)之間干擾消除

  ICI消除技術(shù)可以將干擾小區(qū)的信號解調(diào)、解碼,然后復(fù)制、減去來自該小區(qū)的ICI。以基于IDMA的ICI消除技術(shù)為例,可以通過偽隨機交織器產(chǎn)生不同的交織圖案,并分配給不同的小區(qū)。接收機采用不同的交織圖案解交織,就可以將目標信號和干擾信號分別解出,然后進行ICI消除。

  理論上,加擾的方法也可以用于多小區(qū)多址,但仿真結(jié)果表明,迭代ICI消除無法在加擾的系統(tǒng)中取得明顯性能增益,但在IDMA系統(tǒng)中卻可以取得很大增益。

  ICI消除與ICI協(xié)調(diào)相比的優(yōu)勢在于,對小區(qū)邊緣的頻率資源沒有限制。相鄰小區(qū)即使在小區(qū)邊緣也可以使用相同的頻率資源,因此可以獲得更高的小區(qū)邊緣頻譜效率和總頻譜效率。

  ICI消除的局限是:必須給進行ICI消除的用戶分配相同的頻率資源。另外小區(qū)之間必須保持同步,目標小區(qū)還必須知道干擾小區(qū)的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu),以干擾信號進行信道估計。

  同時,小區(qū)干擾抑制技術(shù)各有優(yōu)缺點,可以考慮合并這些技術(shù),形成混合的解決方案。另外,還有一些其他的技術(shù)也可以用于ICI抑制,如多天線接收、智能天線等。
 

----《通信產(chǎn)業(yè)報》

   

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