黃偉田　唐余亮

【摘要】 本文對LTE系統(tǒng)小區(qū)間干擾進(jìn)行討論，分析干擾產(chǎn)生的原因，介紹了現(xiàn)有的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)，并提出一種資源優(yōu)先級調(diào)度的LTE干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 干擾協(xié)調(diào) 資源調(diào)度 頻率復(fù)用

一、引言

在LTE系統(tǒng)中，采用OFDM技術(shù)，各子信道之間保持著嚴(yán)格的正交性，因此LTE系統(tǒng)中的小區(qū)內(nèi)干擾很小甚至可以忽略，而影響系統(tǒng)性能的主要干擾來自小區(qū)間干擾。

目前學(xué)術(shù)界和很多設(shè)備供應(yīng)商都提出了自己的小區(qū)間干擾抑制方案，在這些LTE研究中，目前比較流行的有以下三種小區(qū)間干擾抑制技術(shù)：干擾隨機(jī)化技術(shù)、干擾協(xié)調(diào)技術(shù)和干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。

二、典型干擾協(xié)調(diào)方案

1、華為軟頻率復(fù)用：

華為提出了一種軟頻率復(fù)用方案，將每個(gè)小區(qū)的所有可用子載波分成主子載波組和副子載波組，并且針對每組都有相應(yīng)的最大發(fā)射功率。

一般情況下，主子載波的最大允許發(fā)射功率高于副子載波。主子載波用于覆蓋整個(gè)小區(qū)。而副子載波只用來覆蓋小區(qū)內(nèi)部，相鄰小區(qū)的主子載波相互正交，以此減少小區(qū)間的干擾。小區(qū)中心內(nèi)部副子載波采用較小的發(fā)射功率，小區(qū)邊緣所采用較大的發(fā)射功率。另外，華為提案里還提到了一個(gè)功率比的概念，是小區(qū)中心用戶使用頻段的發(fā)射功率/小區(qū)邊緣用戶使用頻段發(fā)射功率的比值，當(dāng)功率比為0時(shí)，小區(qū)頻率復(fù)用因子為3；而當(dāng)功率比為1的時(shí)候，小區(qū)的頻率復(fù)用因子為1. 通過調(diào)整功率比的值來調(diào)整每個(gè)小區(qū)的頻率復(fù)用因子。

2、西門子部分頻率復(fù)用方案：

同樣是先將小區(qū)中的用戶分為中心用戶和邊緣用戶，把整個(gè)頻帶分成N個(gè)子帶，其中X個(gè)子帶分配給邊緣用戶，其他N-X個(gè)子帶分配給其他用戶，相鄰小區(qū)邊緣用戶使用相互正交的子帶。通過調(diào)整X的大小來調(diào)整系統(tǒng)的頻率復(fù)用因子。所有頻率資源都使用高功率發(fā)射，調(diào)度器根據(jù)用戶反饋判斷用戶在小區(qū)內(nèi)的位置。

三、基于PRB優(yōu)先級調(diào)度干擾協(xié)調(diào)算法（PPSA）

本文算法通過統(tǒng)計(jì)相鄰小區(qū)的PRB使用情況，讓小區(qū)中心用戶盡力的避開相鄰小區(qū)邊緣用戶正在使用的PRB資源以保證小區(qū)邊緣用戶的性能。

通過引入第二最佳小區(qū)加權(quán)，使其盡力的避開最近的相鄰小區(qū)正在使用的PRB資源，從而改善本小區(qū)中心用戶性能，提升系統(tǒng)吞吐量。

并且，對于小區(qū)不同的負(fù)載情況，PPSA算法都提出了相應(yīng)有效的解決方案——高負(fù)載資源優(yōu)先級調(diào)度和低負(fù)載資源優(yōu)先級調(diào)度。

PPSA算法在頻率復(fù)用的基礎(chǔ)上結(jié)合了簡單的功率分配，通過靈活的改變CSIR值自適應(yīng)的調(diào)整小區(qū)中心半徑以適應(yīng)小區(qū)負(fù)載的變化，使得小區(qū)的頻率復(fù)用因子可松可緊，并結(jié)合有效的資源優(yōu)先級調(diào)度算法，優(yōu)先保障小區(qū)邊緣用戶的用戶體驗(yàn)，并在保證邊緣用戶性能的基礎(chǔ)上通過引入第二最佳小區(qū)加權(quán)信息盡量的提高系統(tǒng)吞吐量。而且本算法僅在為小區(qū)邊緣用戶分配資源的時(shí)候才向相鄰小區(qū)發(fā)送信息，通過較小的信令開銷達(dá)到了下行小區(qū)間半動態(tài)干擾協(xié)調(diào)的效果。

四、仿真性能分析

本文主要通過比較性能參數(shù)吞吐量、邊緣用戶的頻譜效率來評估算法的性能。

從圖1可以看出，在用戶到達(dá)數(shù)介于1500和2000時(shí)，PPSA算法帶來的吞吐量最好，部分頻率復(fù)用方案次之，軟頻率復(fù)用方案最差。

在用戶數(shù)到達(dá)超過2000后，軟頻率復(fù)用方案帶來的吞吐量高于部分頻率復(fù)用方案，這也是因?yàn)椴糠诸l率復(fù)用方案下小區(qū)可用頻帶資源比其他兩種方案少。

從圖2可以看出，當(dāng)用戶數(shù)到達(dá)超過1500后，三種方案下的小區(qū)邊緣的頻譜效率都開始變得平緩，這是因?yàn)樾^(qū)剩余可用資源慢慢減少，小 區(qū)內(nèi)可接入的用戶個(gè)數(shù)也變少，所以頻譜效率的變化也變小了。

曲線穩(wěn)定后，部分頻率復(fù)用方案帶來的頻譜效率比PPSA算法略高，但是其是以減少每個(gè)小區(qū)的可用頻帶資源作為代價(jià)來換取頻譜效率的提升，這并不適用于未來頻帶資源非常緊缺的無線通信網(wǎng)絡(luò)。PPSA算法略低于部分頻率復(fù)用方案，軟頻率復(fù)用方案最差。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 3GPP R1-050841. Further Analysis of Soft Frequency Reuse Scheme，2005

[2] 3GPP R1-060135.Interference Mitigation by Partial Frequency Reuse，Siemens，2004