LTE的主要干擾抑制方法詳解

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)移動(dòng)通信的內(nèi)容和質(zhì)量都提出了更高的要求。為了適應(yīng)全球無(wú)線通信呈現(xiàn)出的移動(dòng)化、寬帶化和IP化的趨勢(shì)，也為了與新興的一些移動(dòng)通信技術(shù)如WiMAX， Wi—Fi競(jìng)爭(zhēng)，2004年底，3GPP繼HSDPA，HSUPA等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之后，提出了3G的長(zhǎng)期演進(jìn)(3GLTE)。 3G LTE的目標(biāo)是獲得更高的數(shù)據(jù)速率，更低的時(shí)延，改進(jìn)的系統(tǒng)容量和覆蓋范圍，以及較低的成本。與此同時(shí)，由于LTE采用正交頻分多址(OFDMA) 的接入方式，小區(qū)內(nèi)用戶的信息承載在相互正交的不同載波上，因此干擾來(lái)自其他小區(qū).即小區(qū)間的干擾。所以，小區(qū)間的干擾抑制成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文介紹了LTE目前采用的主要干擾抑制方法，并比較了不同方法的優(yōu)劣。

1　LTE簡(jiǎn)介

LTE填補(bǔ)了第三代移動(dòng)通信和第四代移動(dòng)通信之問(wèn)的巨大技術(shù)差距，目標(biāo)是建立一個(gè)能夠獲得高傳輸速率、低等待時(shí)間、基于包優(yōu)化的可演進(jìn)的無(wú)線接人架構(gòu)。LTE系統(tǒng)期望在20 MHz的帶寬上達(dá)到 100 Mbit/s的下行傳輸速率，50 Mbit/s的上行傳輸速率，頻譜效率為HSPA的2～4倍。支持增強(qiáng)型的多媒體廣播組播業(yè)務(wù)和全分組的包交換，帶寬配置靈活，邊緣小區(qū)的傳輸速率顯著提高，系統(tǒng)的覆蓋性增強(qiáng)。為了達(dá)到以上目標(biāo)，LTE系統(tǒng)采取了趨近于典型全 IP寬帶網(wǎng)的扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用了如多輸人多輸出(MIMO)、正交頻分復(fù)用(OFDM)、混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(HARQ)、自適應(yīng)調(diào)制編碼(HARQ)等先進(jìn)技術(shù)。LTE系統(tǒng)上行采用基于0FDM傳輸技術(shù)的單載波頻分多址(SC—FDMA)的接入方式.下行采用 OFDMA的接入方式。0FDMA的接人方式與碼分多址(CDMA)不同，無(wú)法通過(guò)擴(kuò)頻方式消除小區(qū)間的干擾，LTE系統(tǒng)又對(duì)頻譜效率有很高的要求，也不能通過(guò)使用較高復(fù)用系數(shù)的傳統(tǒng)的頻率復(fù)用方法來(lái)減弱干擾，因此，在LTE中，非常關(guān)注小區(qū)間的干擾抑制技術(shù)。目前，3GPP討論的抑制小區(qū)間干擾的主要方式分為3種，即小區(qū)間干擾隨機(jī)化、小區(qū)間干擾刪除以及小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)/避免。

2　小區(qū)間的干擾抑制技術(shù)

LTE特有的OFDMA接入方式，使本小區(qū)內(nèi)的用戶信息承載在相互正交的不同載波上，因此所有的干擾來(lái)自于其他小區(qū)。對(duì)于小區(qū)中心的用戶來(lái)說(shuō).其本身離基站的距離就比較近，而外小區(qū)的干擾信號(hào)距離又較遠(yuǎn)，則其信干噪比相對(duì)較大：但是對(duì)于小區(qū)邊緣的用戶，由于相鄰小區(qū)占用同樣載波資源的用戶對(duì)其干擾比較大，加之本身距離基站較遠(yuǎn)，其信干噪比相對(duì)就較小，導(dǎo)致雖然小區(qū)整體的吞吐量較高，但是小區(qū)邊緣的用戶服務(wù)質(zhì)量較差.吞吐量較低。因此，在LTE中，小區(qū)間干擾抑制技術(shù)非常重要。

2.1干擾隨機(jī)化

對(duì)于0FDMA的接人方式，來(lái)自外小區(qū)的干擾數(shù)目有限，但干擾強(qiáng)度較大，干擾源的變化也比較快，不易估計(jì)，于是采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)對(duì)干擾進(jìn)行估計(jì)就成為一種比較簡(jiǎn)單可行的方法。干擾隨機(jī)化不能降低干擾的能量，但能通過(guò)給干擾信號(hào)加擾的方式將干擾隨機(jī)化為“白噪聲”，從而抑制小區(qū)間干擾，因此又稱為“干擾白化”。干擾隨機(jī)化的方法主要包括小區(qū)專屬加擾和小區(qū)專屬交織。

a)小區(qū)專屬加擾，即在信道編碼后，對(duì)干擾信號(hào)隨機(jī)加擾。如圖l所示，對(duì)小區(qū)A和小區(qū)B，在信道編碼和交織后，分別對(duì)其傳輸信號(hào)進(jìn)行加擾。如果沒(méi)有加擾，用戶設(shè)備(UE)的解碼器不能區(qū)分接收到的信號(hào)是來(lái)自本小區(qū)還是來(lái)自其他小區(qū)，它既可能對(duì)本小區(qū)的信號(hào)進(jìn)行解碼，也可能對(duì)其他小區(qū)的信號(hào)進(jìn)行解碼，使得性能降低。小區(qū)專屬加擾可以通過(guò)不同的擾碼對(duì)不同小區(qū)的信息進(jìn)行區(qū)分，讓UE只針對(duì)有用信息進(jìn)行解碼，以降低干擾。加擾并不影響帶寬，但是可以提高性能。

b)小區(qū)專屬交織，即在信道編碼后，對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行不同方式的交織。如圖2所示，對(duì)于小區(qū)A 和小區(qū)B，在信道編碼后分別對(duì)其干擾信號(hào)進(jìn)行交織。小區(qū)專屬交織的模式可以由偽隨機(jī)數(shù)的方法產(chǎn)生，可用的交織模式數(shù)(交織種子)是由交織長(zhǎng)度決定的，不同的交織長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)不同的交織模式編號(hào)， UE端通過(guò)檢查交織模式的編號(hào)決定使用何種交織模式。在空間距離較遠(yuǎn)的小區(qū)間，交織種子可以復(fù)用，類似于蜂窩系統(tǒng)中的頻分復(fù)用。對(duì)于干擾的隨機(jī)化而言，小區(qū)專屬交織和小區(qū)專屬加擾可以達(dá)到相同的系統(tǒng)性能。

2.2干擾刪除