LTE小区间干扰抑制技术

维普资讯 http://www.cqvip.com Ｒａｄｉｏ（Ｔ０ｍｍ“，ｌｆｃⅡ　ｏ，ｌ　ＬＴＥ小区间　小区间干扰抑制技术介绍及比轻■　●■■■■薯翟鳖　｜■■■■■　曩术　菱比　■目墨墨■●｛ｌ！　匡小区间干扰抑制技术　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆＩｎｔｅｒ－　ｃｅｌｌ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ＬＴＥ　介绍及比较　ＬＴＥ正交频分多址小区间干扰干扰抑制　吴承承　Ｗｕ　Ｃｈｅｎｇｃｈｅｎｇ　摘　要　主要介绍了ＬＴＥ目前采用的干扰抑制的方法，说　明了这些干扰抑制方法对抑制小区间干扰，提高系统性能　的作用，并比较了不同方法的优劣。　北京邮电大学在读硕士，主要研究方向为移动通信理论与应用，目前　进行ＬＴＥ系统干扰抑制的研究。　关键词Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｉｔ　ｅｍｐｈａｓｉｚｅｓ　ｍｏｒｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒ—．ｃｅｌｌ　ｉｎ．　白　炜　曰ａｉ　Ｗｅｉ　ｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｍｅｔｈ．　ｏｄｓ　ｏｎ　ｉｎｔｅｒ－ｃｅｌｌ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｇｉｖｅｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ．　北京邮电大学在读硕士，主要研究方向为移动通信理论与应用，目前　进行ＬＴＥ系统干扰抑制的研究。　桑　林　，　Ｌｉｎ　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ＬＴＥ　Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ａｃ—　ｃｅｓｓ　Ｉｎｔｅｒ－ｃｅｌｌ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ　北京邮电大学电信工程学院通信网中心．电信工程学院副院长，教授。　０。前言　随着移动通信技术的不断发展，用户对移动通　信的内容和质量都提出了更高的要求。为了适应全　之间的巨大技术差距．目标是建立一个能够获得高　传输速率、低等待时间、基于包优化的可演进的无线　接入架构。ＬＴＥ系统期望在２０　ＭＨｚ的带宽上达到　１００　Ｍｂｉｄｓ的下行传输速率．５０　Ｍｂｉｔ／ｓ的上行传输速　率．频谱效率为ＨＳＰＡ的２～４倍。支持增强型的多媒　体广播组播业务和全分组的包交换，带宽配置灵活，　边缘小区的传输速率显著提高，系统的覆盖性增强。　为了达到以上目标．ＬＴＥ系统采取了趋近于典型全　球无线通信呈现出的移动化、宽带化和ＩＰ化的趋　势．也为了与新兴的一些移动通信技术如ＷｉＭＡＸ，　Ｗｉ—Ｆｉ竞争．２００４年底，３ＧＰＰ继ＨＳＤＰＡ，ＨＳＵＰＡ等　技术标准之后，提出了３Ｇ的长期演进（３Ｇ　ＬＴＥ）。　３Ｇ　ＬＴＥ的目标是获得更高的数据速率，更低的时　延．改进的系统容量和覆盖范围，以及较低的成本。　与此同时，由于ＬＴＥ采用正交频分多址（ＯＦＤＭＡ）　ＩＰ宽带网的扁平化的网络结构，采用了如多输入多　输出（ＭＩＭＯ）、正交频分复用（ＯＦＤＭ）、混合自动请　求重传（ＨＡＲＱ）、自适应调制编码（ＨＡＲＱ）等先进技　术。ＬＴＥ系统上行采用基于ＯＦＤＭ传输技术的单载　波频分多址（ＳＣ—ＦＤＭＡ）的接入方式，下行采用　ＯＦＤＭＡ的接入方式。ＯＦＤＭＡ的接入方式与码分多　址（ＣＤＭＡ）不同，无法通过扩频方式消除小区间的　的接入方式，小区内用户的信息承载在相互正交的　不同载波上，因此干扰来自其他小区，即小区间的干　扰。所以，小区间的干扰抑制成为一个亟待解决的问　题。本文介绍了ＬＴＥ目前采用的主要干扰抑制方　法．并比较了不同方法的优劣。　干扰．ＬＴＥ系统又对频谱效率有很高的要求，也不能　１　ＬＴＥ简介　ＬＴＥ填补了第三代移动通信和移动通信　通过使用较高复用系数的传统的频率复用方法来减　弱干扰．因此，在ＬＴＥ中，非常关注小区间的干扰抑　制技术。目前，３ＧＰＰ讨论的抑制小区间干扰的主要　４１　维普资讯 http://www.cqvip.com

Ｒａｄｉｏ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　—　＿ｌ＿ｌ昌翟匡玺量＿＿ｌ—　示区揍抑　技菜介绍及比较　方式分为３种，即小区间干扰随机化、小区间干扰删　除以及小区问干扰协调／避免。　２小区间的干扰抑制技术　ＬＴＥ特有的ＯＦＤＭＡ接人方式，使本小区内的　用户信息承载在相互正交的不同载波上，因此所有　的干扰来自于其他小区。对于小区中心的用户来说，　其本身离基站的距离就比较近，而￣ｔ，／ｂ区的干扰信　号距离又较远，则其信干噪比相对较大；但是对于小　区边缘的用户，由于相邻小区占用同样载波资源的　用户对其干扰比较大．加之本身距离基站较远，其信　干噪比相对就较小，导致虽然小区整体的吞吐量较　高．但是小区边缘的用户服务质量较差，吞吐量较　低。因此．在ＬＴＥ中，小区间干扰抑制技术非常重　要。　２．１干扰随机化　对于ＯＦＤＭＡ的接入方式，来自外小区的干扰　数目有限，但干扰强度较大，干扰源的变化也比较　快，不易估计，于是采用数学统计的方法来对干扰进　行估计就成为一种比较简单可行的方法。干扰随机　化不能降低干扰的能量，但能通过给干扰信号加扰　的方式将干扰随机化为“白噪声”．从而抑制小区间　干扰，因此又称为“干扰白化”。干扰随机化的方法主　要包括小区专属加扰和小区专属交织。　ａ）小区专属加扰，即在信道编码后，对干扰信　号随机加扰。如图１所示，对小区Ａ和小区Ｂ，在信　道编码和交织后，分别对其传输信号进行加扰。如果　没有加扰，用户设备（ＵＥ）的解码器不能区分接收到　图１　小区专属加扰　４２　：垒：ＤＴＰＴ　的信号是来自本小区还是来自其他小区，它既可能　对本小区的信号进行解码，也可能对其他小区的信　号进行解码．使得性能降低。小区专属加扰可以通过　不同的扰码对不同小区的信息进行区分，让ＵＥ只　针对有用信息进行解码，以降低干扰。加扰并不影响　带宽，但是可以提高性能。　ｂ）小区专属交织，即在信道编码后，对传输信　号进行不同方式的交织。如图２所示，对于小区Ａ　和小区Ｂ．在信道编码后分别对其干扰信号进行交　织。小区专属交织的模式可以由伪随机数的方法产　生．可用的交织模式数（交织种子）是由交织长度决　定的．不同的交织长度对应不同的交织模式编号．　ＵＥ端通过检查交织模式的编号决定使用何种交织　模式。在空间距离较远的小区间，交织种子可以复　用，类似于蜂窝系统中的频分复用。对于干扰的随机　化而言，小区专属交织和小区专属加扰可以达到相　同的系统性能。　图２小区专属交织　２．２干扰删除　干扰删除的想法最初是在ＣＤＭＡ系统中提出．　可以将干扰小区的信号解调、解码，然后将来自该小　区的干扰重构、删除。ＬＴＥ虽然采用ＯＦＤＭＡ的接入　方式，仍然引入了干扰删除的概念。小区问干扰删除　的实现方法主要有以下２种。　ａ）利用在接收端的多天线空间抑制方法来进　行干扰删除，相关的检测算法在多输入多输出（ＭＩ—　ＭＯ）的研究中已经被广泛采用　ｂ）基于检测／删除的方法。典型的如采用交织　多址（ＩＤＭＡ）删除小区间的干扰，ＩＤＭＡ可以通过伪　随机交织器产生不同的交织图案，并分配给不同的　小区，接收机采用不同的交织图案解交织．即可将目　标信号和干扰信号分别解出，然后在总的接收信号　中减去干扰信号，进而有效地提高接收信号的信干　维普资讯 http://www.cqvip.com Ｒａｄｉｏ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ＬＴＥ　ＪＪ，Ｅ问　制曩术　绍囊比　问干扰抑制技术介绍及比较■　●■■■■置蓄篮重■国团墨■＿　嗣■■■■●　噪比。　另外，在ＬＴＥ的下行传输中，可以通过不同方　式来获得干扰信号的信息。删除Ｎｏｄｅ　Ｂ问干扰时．　可以通过检测ＵＥ端的干扰控制信号来获得干扰信　号的信息；删除扇区问干扰时，Ｎｏｄｅ　Ｂ直接使用自　己的控制信道向ＵＥ发送干扰信号的信息。显然。接　收机获取的干扰信号信息越多，干扰删除的性能越　好。　小区间干扰删除的优势在于。Ｘ￣ｆｌ，区边缘的频　率资源没有．相邻小区即使在小区边缘也可以　使用相同的频率资源，可以获得更高的小区边缘频　谱效率和总频谱效率。局限在于小区间必须保持同　步，目标小区必须知道干扰小区的导频结构，以对干　扰信号进行信道估计。对于要进行小区问干扰删除　的用户。必须给其分配相同的频率资源。　２．３干扰协调／避免　对于ＯＦＤＭＡ的接入方式。小区中心的用户由　于既不会受到本小区用户的干扰．来自外小区的干　扰源距离又比较远。所以可以达到比较好的接收效　果。而对于小区边缘的用户受到的外小区干扰则比　较严重。　干扰协调／避免的核心思想是通过小区间的协　调对一个小区的可用资源进行某种，以减少本　小区对相邻小区的干扰。提高相邻小区在这些资源　上的信噪比以及小区边缘的数据速率和覆盖。业界　提出了很多干扰协调／避免的方法。本文将介绍一种　被普遍认可的软频率复用方案。　在此方案中．每个小区中的子载波被分为两组。　组称为主子载波，另一组称为辅子载波。主子载波　可以在全部小区范围内使用，而辅子载波只可以使　用在小区的中心区域（见图３）。这样对于子载波的　分配方式可以使得相邻小区边界使用的子载波均相　互正交。使用相同频　率子载波的用户距离　足够远，从而有效地　避免或减小相邻小区　在边缘的用户的同频　干扰。对于小区中心　的用户，由于其本身　图３软频率复用示意图　距离基站较近，且收　到外小区的干扰较小，所以可以采用比较低的功率　进行传输，而对于小区边缘的用户则恰好相反。所以　般情况下．主子载波允许的最大发射功率比辅子　载波允许的最大发射功率高。在功率谱密度一定的　情况下，分配给主子载波更多的功率意味着为主子　载波分配了更宽的带宽．辅子载波与主子载波的发　射功率比可在０到１之间进行调整，对应的有效频　率复用系数则从３到ｌ间变化。通过调整辅子载波　和主子载波的功率比，软频率复用可以适应每个小　区的业务分布变化。当高业务量发生在小区边缘时．　功率比设定为相对较小的值来获得较高的小区边缘　吞吐量；相反，当业务量主要集中在小区内部时，可　以设置较大的功率比。　２．４几种干扰抑制技术的比较　对上面介绍的几种对于ＬＴＥ系统的干扰抑制　的方案进行比较。可以看到。干扰随机化继续沿用　ＣＤＭＡ系统成熟的加扰技术。比较简单可行。但面对　的问题是将干扰视为白噪声处理．可能会造成由于　统计特性的不同而带来的测量误差。干扰删除技术　可以显著改善小区边缘的系统性能。获得较高的频　谱效率。但是对于带宽较小的业务（如ＶｏＩＰ）则不太　适用。在ＯＦＤＭＡ系统中实现也比较复杂。后续对它　的研究不多。干扰协调／避免则是目前研究的一项热　门技术。其实现简单，可以应用于各种带宽的业务。　并且对于干扰抑制有很好的效果，适合于ＯＦＤＭＡ　这种特定的接入方式。但是在提高小区边缘用户性　能的同时带来了小区整体吞吐量的损失。以上３种　小区间的干扰抑制方法可以相互结合，相互补充．以　获得更高的系统增益。　３结束语　ＬＴＥ系统对频谱效率的要求很高。由此产生的　小区间干扰问题是影响系统性能的重要问题。干扰　随机化，干扰消除和干扰协调／避免作为有效的小区　间干扰抑制技术，将会大大提高３Ｇ　ＬＴＥ系统的性　能，特别是提高小区边缘用户的性能。　参考文献　１　３ＧＰＰ　ＴＲ　２５．８１４．ｖ７．１．０（２００６－０９）．Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｌａｙｅｒ　Ａｓｐｅｃｔｓ　ｆｏｒ　Ｅ—　ｖｏｌｖｅｄ　Ｕｎｉｖｅ￣ａｌ　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｒａｄｉｏ　Ａｃｃｅｓｓ．ｖ７．１．０．２００６　２　３ＧＰＰＲ１～０５０８４１．ＦｕｒｔｈｅｒＡｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆＳｏｆｔＦｒｅｑｕｅｎｃｙＲｅｕｓｅＳｃｈｅｍｅ　４３　维普资讯 http://www.cqvip.com Ｒａｄｉｏ　ＣｏｍｍｕｎｆｃⅡ　Ｏｎ　白炜桑林　区间干扰抑制技术介绍及比较　３　３ＧＰＰ　Ｒ１—０５　１０５９．Ｉｎｔｅｒ—Ｃｅｌ１　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ＥＵＲＴＡ．　ＴＳＧＲＡＮＷＧＩ　ＭＣ－ＣＤＭＡ　Ｏｉｌ　ｔｈｅ　ＤＬ．Ｆｒａｎｃｅ　Ｔｅｌｅｃｏｍ＆Ｏｒａｎｇｅ　６　３ＧＰＰ　Ｒ１－０５０５０７．Ｓｏｆｔ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｒｅｕｓｅ　Ｓｃｈｅｍｅ　ｆｏｒ　ＵＴＲＡＮ　ＬＴＥ　４　３ＧＰＰ　Ｒｌ一０６０２３７．Ｉｎｔｅｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ＩＪＴＥ＆ＴＰ　ｆｏｒ　ＴＲ　２５．８１４　囫＝ｉｊ　０　ｔ¨　『静　收稿日期：　５　３ＧＰＰ　ＲＩ一０５０４０５．Ｉｎｔｅｒ—ｃｅｌ１　ｉｎｔｅｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　０ＦＤＭＡ　ａｎｄ　一　（编辑　王坚）　烽火通信信息　汶川、绵阳２个信息节．占’发生中断，汶　竞争力企业ｌ０强”第１名和第２名。烽　烽火通信第一时间为灾区提供通信救　灾物资：２００８年５月１２日下午，在四川　汶川县发生特大地震后，烽火通信快速　响应客户需求，从当地紧急组织第一批　通信救灾光缆运抵灾区，用于地震中受　损光缆的抢修。据悉：这也是此次地震　发生后，最先赶到灾区现场进行支援的　厂商，充分表现出烽火通信服务机制的　快速、高效，能够应对各种严峻的挑战。　地震发生后不久，成都办主任耿　胜强置个人安危于不顾，带领多名员工　立即奔赴现场，了解电信、网通、移动、　联通等运营商在抗震救灾中的需求，并　为客户提供了相应的系列通信救灾物　资清单。　在市场一线快速反应的同时，公司　总部也打开“绿色通道”，所有订单为救　灾订单让路，全力以赴做好通信支撑服　务。光纤光缆部、系统设备制造部、光网　络产品部等各相关部门加班加点以最　快速度生产出客户所需的救灾设备。集　团和公司多位高层亲自上阵，积极与各　方取得联系，协助顺利打通运输通道将　多批救灾物资通过航运的方式及时运　抵灾区，为灾区的通信恢复做出了积极　的贡献。　（燕）　烽火通信ＶｏｌＰ系统为四川地震灾区架　起沟通桥梁：２００８年５月１２日，四川省　汶川县发生８．０级地震后，国家地震局　迅速启用由烽火通信承建的国家“十　五”科研攻关项目——ＶｏＩＰ软交换系　统，及时与四川省地震局的多个业务部　门及其下属的多个地震台（站）取得了　联系，还通过这套系统建立了临时指挥　中心，为抗震救灾做出了积极贡献。　在此次地震中，中国地震信息网络　川、绵阳、成都等许多地区无线语音通　信发生大面积中断，有线电话网也受到　严重影响，国家地震局通过烽火ＶｏＩＰ　软交换系统，不仅在第一时间内掌握了　四川的灾情，而且还依靠这套系统对四　川的抗震救灾工作进行现场指挥，迅速　部署和安排了各种救灾方案。　烽火通信ＶｏＩＰ软交换系统在此次　地震中的卓越表现，赢得了国家地震局　的高度肯定，他们表示，将在地震行业　中大力推广ＶｏｌＰ系统，以保障今后各　类地震信息的快速传递和通信网络的　正常运行。　（注红霞）　烽火科技为灾区捐物、捐款１　２００多万　元：汶川大地震发生后，烽火科技积极　组织救援队伍和多种设备投入到抗震　救灾中，全力协助灾区运营商的通信设　施抢修工作。截至目前，烽火已相继向　四川、甘肃、西安、重庆等多个重灾区运　送价值５　３００多万元的通信设备和光纤　光缆，还向灾区发放一批防疫器具和药　品，共捐物捐款１　２００多万元，为灾区人　民恢复生产、重建家园做出了积极的贡　献，得到了国资委的表扬。（燕）　烽火科技荣登年度光通信最具竞争力　企业１０强榜首：２００８年５月２８日，　“２００７—２００８年度中国光通信最具竞争　力企业ｌ０强”颁奖典礼在北京隆重举　行。烽火科技集团荣登“年度中国光通　信最具综合竞争力企业１Ｏ强”３项产品　组（光传输设备、光纤光缆、光器件）榜　单之首，其旗下的烽火通信成功上榜　“中国光传输与网络接入设备最具竞争　力企业１Ｏ强”、“中国光纤光缆最具竞　争力企业１Ｏ强”榜单，光迅公司和电信　器件公司则分别荣获“年度光器件最具　火科技集团院长童国华还荣获唯一设　立的“２００８年中国光通信市场最杰出企　业家大奖”。这充分表明烽火科技在光　通信领域的主导地位，获得了业界的高　度认可。　烽火科技集团副院长余少华出席　了颁奖典礼，亚太光通信委员会主任委　员、中国通信学会光通信委员会主任委　员毛谦宣读了评选结果。　（燕）　长飞信息　长飞公司齐心协力援助灾区：四川汶川　地震发生后，长飞公司管理层在第一时　间紧急调拨５Ｏ万元现金支援灾区，同　时捐赠了价值３００万元的光缆等通信　救援物资发往四川电信、四川移动和四　川广电等单位，并无偿提供２台融接设　备协助工程抢修工作。同时所有正常合　同订单全部让路，集中生产灾区所需光　缆及相应设备，保证在最短时间内满足　灾区３　０００皮长公里的通信光缆供货。　长飞公司相关领导也紧急赶往灾　区，现场指挥和调度公司所有资源，全面　支持四川电信、四川移动和四川广电等　单位的通信保障工作。（郭亮朱险峰）　长飞公司荣获竞争力１０强之首：２００８　年５月２８日，由中国通信学会光通信　委员会、亚太光通信委员会和《网络电　信》杂志社联合开展的“２００７－２００８年度　中国光通信最具竞争力企业１Ｏ强”评　选活动目前在京揭晓，长飞公司荣获　“光纤光缆行业”最具竞争力企业１Ｏ强　之首和“２００８年度中国光通信市场最具　品牌竞争力企业１Ｏ强”。并且，长飞公　司总经理徐锡洲荣获“２００８年中国光通　信市场１Ｏ佳职业经理人奖”。（田毅凡）