LTE系统的小区间干扰协调技术
LTE系统上行小区间干扰协调技术研究
Ｉ Ｉ所 需 的负载信息 进行 了标准化［ ＣＣ ２ １ 照协调 资源 时 ， 了保 证边缘 用 户 的数 据传 输 速率 ， 常小 区边 。按 为 通 的不 同 ，各种 Ｉ Ｉ 可 以分 为频 率 协调 和功 率 协调 两 缘 用 户 在相 应 的频带 上 不 对发 射 功 率进 行 限制 ， ＣＣ 而
大类 ， 其典型 方案分别 为 限制物理 资源 块Ｐ Ｂ（ｈｓ 小 区中心用户需 要 限制其发 射功率 。 Ｒ Ｐ ｙ—
ｉ ｌ ｅｏ ｒｅ ｌｃ） ｃ ｓｕｃ ｏｋ使用 的软频 率 复 用Ｓ Ｒ ｆｏ ｒ— ａＲ Ｂ Ｆ ｆＦｅ Ｓｔ 卜 软频 率 复用 方案较 容 易实施 ，能够 起到 较 述 ｑ ｅ ｃ ｅ ｓ） ｕ ｎｙ ｕｅ策略『１ 限制功率使 用 的“ Ｒ ３和 １ ４ 部分 功率控 好 的干 扰减 轻作用 ， 也存 在 明显 的缺点 ： 但 由于小 区
发 射功率 的截断 ，导致 接收 功 率谱 密度 不 能 满足 基
站接 收 的要 求 ， 因此 必然 造成 Ｂ Ｅ 上 升 和重传 概 率 ＬＲ
的增 加 ， 而制 约 了边缘 用 户传输 速率 的提 升 。 从
实 际 上 ，对 于发 射 功率 受 到终 端额 定 功率 截 断
的Ｕ 完全 可 以通过使 用较 多 的资 源 、 Ｅ， 以较低 的功 率
关键词 ：小 区间干扰协调 ； 率协调 ； 频 功率调整 ；Ｔ ＬＥ
１ 引言
来 的宽带 移动通 信 系统对 频谱 效率 提 出 了很 高 的要
出合 理 的干扰 协调机 制 ，以达到 较好 的干 扰减轻 效
提 为 了满 足 日益 增 长 的移 动 数 据业 务 的需 求 ， 未 果 、 升边缘 用户 的性能 是本文研 究 的主要 内容 。
LTE小区间干扰控制技术研究及进程
的 影响’ 此 个系 因 成为 ｝ 獬
题。 随蠢
相邻小区的干扰 ，从而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。由于这 种技术实现相对简单 ， 使用灵活 ， 效果理想 ， 以成 所
为减 少小 区间干扰 的主流技 术 ， 相应 的提案 也较 多 。 小 区 间干扰协 调技 术可 分配 的无线 资 源包括 时 间和 频率 两种 资 源 ， 由于小 区间 同步不 能严 格保证 ， 以 所
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爱立信 和华 为方 案相 比， 方案 优点 是实现 灵 活 ， 该 对
以提高频谱利用率 。 为了解决路损较大的问题 ， 小区
负载变化不敏感 。 缺点是频谱利用率低 ， 特别是小区
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有： 干扰 随机化技术 、 干扰消除技术和干扰协调技术。
关于LTE家庭基站干扰协调管理
关于LTE家庭基站干扰协调管理摘要：本文主要分析了其存在的干扰场景，之后针对各种干扰场景给出相应的干扰管理策略，以及，对家庭基站干扰协调的基本原理进行了说明。
关键词：家庭基站；干扰协调；管理引言第三代伙伴计划（3GPP）组织将异构网络技术确定为增强型长期演进标准的关键候选技术之一。
在异构网络中融合了许多不同类型的基站，例如：宏蜂窝基站、微蜂窝基站、微微蜂窝基站、毫微蜂窝基站、中继基站和射频单元节点。
在传统的宏蜂窝基站的覆盖区域中部署了多种类型的低功率基站，主要用于解决传统宏蜂窝小区中的“盲区”问题，并大幅度提升系统总容量。
由于LTE_A系统很多时候都要运行在高频段，然而高频信号对墙壁的穿透能力较弱，这对宏基站小区中室内覆盖是个致命的弱点。
家庭基站的引进能够很好地解决室内覆盖问题。
家庭基站HeNB（Home eNodeB），又称为Femtocell，属于毫微蜂窝基站，是一种由购买并安装在室内的小型低功率蜂窝基站，是提高室内语音与数据业务服务质量的有效手段。
家庭基站的特点是发射功率小，覆盖范围在10～50 m，主要服务于室内低速移动用户。
用户通过数字用户线路（DSL）或是光纤宽带等把家庭基站通过IP网络连接到电信运营商的网络中。
虽然家庭基站能够很好地解决室内覆盖问题，但是如果家庭基站大范围部署，会导致重复覆盖形成很复杂的干扰，造成系统性能下降。
一、干扰场景（一）干扰场景描述由于LTE系统中引入了新节点HeNB，网络中的干扰情况发生了变化，除了原来宏小区之间的干扰外，还增加了HeNB小区与宏小区、HeNB小区与HeNB小区之间的干扰。
而且TD-LTE系统属于TDD系统，与LTE-FDD系统相比还存在TDD 系统特有的同步问题。
同步问题也可以引起一些类型的干扰。
表1给出了具体的干扰场景分类。
宏小区与毫微微小区之间的干扰称为跨层干扰。
宏基站和宏小区用户分别简称为MeNB和MUE，毫微微小区中的家庭基站用户简称为HUE。
LTE移动通信技术任务4 LTE关键技术
LTE移动通信技术任务4 LTE关键技术LTE 移动通信技术任务 4：LTE 关键技术在当今数字化的时代，移动通信技术的发展日新月异，为人们的生活和工作带来了极大的便利。
LTE（Long Term Evolution，长期演进）作为一种先进的移动通信技术，具有高速率、低延迟、大容量等显著优势。
而这些优势的实现，离不开一系列关键技术的支持。
接下来，让我们深入探讨一下 LTE 的关键技术。
一、正交频分复用（OFDM）技术OFDM 技术是 LTE 系统的核心技术之一。
它的基本原理是将高速的数据流分解为多个并行的低速子数据流，然后分别调制到相互正交的多个子载波上进行传输。
与传统的频分复用技术相比，OFDM 具有诸多优点。
首先，它能够有效地抵抗多径衰落。
在无线通信环境中，信号会因为建筑物、地形等障碍物的反射和散射而产生多个路径，导致接收端接收到的信号出现延迟和衰减。
OFDM 通过将宽带信道划分成多个窄带子信道，使得每个子信道的带宽小于信道的相干带宽，从而减少了多径衰落的影响。
其次，OFDM 具有较高的频谱利用率。
由于子载波之间相互正交，使得它们可以在频谱上紧密排列，从而提高了频谱资源的利用效率。
此外，OFDM 还便于实现动态频谱分配。
通过灵活地调整子载波的分配，可以根据用户的需求和信道状况，合理地分配频谱资源，提高系统的容量和性能。
二、多输入多输出（MIMO）技术MIMO 技术是 LTE 实现高速数据传输的另一个重要手段。
它通过在发射端和接收端使用多个天线，形成多个并行的空间信道，从而在不增加带宽和发射功率的情况下，显著提高系统的容量和频谱利用率。
MIMO 技术主要包括空间复用和空间分集两种工作模式。
空间复用模式下，多个数据流同时在不同的天线上传输，从而提高数据传输速率。
而空间分集模式则通过在多个天线上发送相同的数据，或者对接收端接收到的多个信号进行合并处理，来提高信号的可靠性和抗衰落能力。
在实际应用中，MIMO 技术可以根据信道条件和系统需求，灵活地切换工作模式，以达到最佳的性能。
LTE关键技术之干扰抑制技术
LTE关键技术之干扰抑制技术1.1小区间干扰（ICI）概念在LTE中,上，下行采用了OFDM（DL）/SC-FDMA(UL）的多址接入技术，采用了正交子载波区分不同的用户,小区内多用户间的干扰基本可以消除。
但是LTE采用同频组网，邻小区结合部分使用相同的频谱资源，用户间不可避免存在干扰,称之为小区间干扰（Inter—Cell Interference， ICI)。
在传统的解决方案中，采用频率复用来解决ICI，但随之带来的是频谱效率的降低。
如常用的三扇区划分小区用的就是频率复用指数因子为3。
除此之外，频率复用因子还有1、7等。
当复用因子为1的时候，则网内的所有小区用的频率都是一样的，随之而来的是严重的小区间干扰。
选择较大的复用因子造成的负面影响是频谱效率变小，比如复用因子为3的时候，频谱效率是1/3，复用因子为7的时候,频谱效率是1/7。
传统的频率复用系数为3的典型频率规划小区间干扰对系统性能的影响：●导致无线链路信噪比(SINR)减低，这样LTE的AMC技术就会选择低阶调制方式和编码方式。
●干扰严重时，需频繁的HARQ重传，降低了用户速率。
●同频干扰引起功率控制，使子幁中可使用的PRB减少,用户速率也会减低.1.2LTE干扰抑制技术LTE干扰抑制技术分为以下四种：a)波束赋形天线技术b)干扰随机化技术c)干扰消除技术d)干扰协调技术（1）波束赋形天线技术—波束赋形天线技术是一种下行干扰抑制技术波束赋形天线的波束是指向UE的窄波束,因此只有在相邻小区的波束发生碰撞时才会造成小区间干扰,波束交错是可以有效的回避小区间干扰。
（2）干扰随机化技术干扰随机化就是使干扰信号随机化,这种方法虽然不能降低干扰信号的能量，但是能使干扰信号接近白噪声，又称“干扰白化"。
然后用处理白噪声的方法在UE上类似处理增益的方法抑制干扰。
干扰随机化的方法可分为小区专属加扰（Scrambling）和小区专属交织（IDMA)。
浅谈LTE中的小区间干扰协调技术——部分频率复用技术
子， Ｎ 为接收天线数， ｃ 为瑞利衰落信道下， 调制格式
表 明此 时用 户 不 受 ｉ 小区 中 的干扰 。
为 Ｍ 对应 的系 统容 量 。当采 用轮 询调 度 时， 小 区平 均
吞 吐量用 以下 公式 表示 ：
＝
因此 在 实 际应用 时 ， 不 同复 用 集 的干 扰 特 性可 以 用上 述 的 Ｇ值表 示 ， 频 率 复用 集 的选 择 可 以根据 采 用 不 同复 用集 的干 扰 特性 进行 选 择 ， 基 本 原 则为 ：
～
昆 专 一
比静态 Ｆ Ｆ Ｒ更好 的性 能 。
三、 可 行性 分析
以下行 为例 ， 本文 的仿 真 结果 如下 表 ２ 所示 ：
表 ２ 资 源 禁 用 量 对 系 统 吞 吐量 Ｔ １ ／ Ｔ １ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ Ｉ ／ Ｉ及 边 缘
用户业务质量的影响（ 静态 Ｆ Ｆ Ｒ算法）
超 过一 定 门限值 ， 表 明此 时用户 的干 扰特 性 会有 较 大 静 态 复用 集 的一 个 缺 点 是 不 能 充 分 考 虑 业 务 的
、
（ ３ ） 用户 处于 ｉ 小 区边 缘 ， 且处于 ｉ ， ｊ ， ｋ三 小 区 的 的 改善 ， 采 用 相应 复用集 。 交界处， 使 用 复用 集（
（ １ 一 ） Ｉ ｒ （ Ｇ ） ｆ （ Ｇ ） ｄ Ｇ
其 中 Ｐ为部分 频 率 复用 引 入 的部 分 负载 因子 ， 即
（ １ ） 采 用某 一 复用 集 时 的 Ｇ值超 过 一定 门限 ， 表 上 图中的 Ｐ Ｌ 值， Ｇ ） 为 Ｇ值分布的概率密度函数。
２ ｏ １ ３ 年 第８ 期ｉ 福建电脑 ・ ７ ５ ・
Ｆ Ｆ Ｒ Ｆ Ｆ Ｒ Ｆ Ｆ Ｒ Ｆ ＦＲ Ｆ ｉ ｘ ｅ ｄ １ ／ ３ Ｒｅ ｕ ｓ ｅ ０ ． ５ １ １ １ ％ Ｐ Ｌ ２ ２ ％ Ｐ Ｌ ３ ３ ％ Ｐ Ｌ ５ ０ ％ Ｐ Ｌ
LTE同频干扰
L TE解决同频干扰的方法很多：方法一：LTE采用OFDM技术，小区内用户的信号都是正交的，各用户之间信号互不干扰，遮掩避免了小区内的干扰方法二：加扰，这个2G就有的技术方法三：跳频技术，这个2G就有的技术方法四：发射端波束赋形：它的思想就是通过波束赋形技术的运用，提高目标用户的信号强度，同时主动降低干扰用户方向的辐射能量（假如能判断出干扰用户的位置），此消彼长来解决小区间干扰。
方法五：IRC 抑制强干扰技术，当接收端也是多天线的话，就可以利用多天线来降低用户间干扰，其主要原理估计目标基站和干扰基站的信号，通过对接收信号进行加权来抑制干扰。
这个技术目前比较复杂，实际中应用很少采用。
方法六：也是LTE避免同频干扰的主要、关键技术 :小区间的干扰协调,基本思想就是以小区协调的方式对资源使用进行限制，包括限制时频资源的可用性，或者限制功率资源可用性来是边缘用户得以区分。
主要分为2 种方式，频率资源协调和功率资源协调。
1)频率资源协调:将频率分为3 份，保证边缘用户始终处于异频的状态，从而避免小区间干扰.小区中间用户全部使用频率，而小区边缘的用户则只使用三分之一的频率，从而是覆盖边界形成异频。
当然，这样做牺牲频率资源，也牺牲了平均吞吐量但是保证了边缘的吞吐量。
2)功率资源协调：和上面的原理一样，也是保证边缘异频，但是是通过功率来控制覆盖实现。
每个小区都会在某一个频率上加强功率，其余 2 个频率上降低功率，从而使小区边缘的频率不同，实现异频来解决干扰。
基本原理同频率协调，它的好处是频率资源得到了全部的使用，缺点是功率资源没用完，浪费了。
IUV-4G全网规划部署V2.0(公测版)新增功能说明一、无线性能优化功能无线增加网络系统性能优化功能，优化参数配置适配场景参数，达到系统速率性能最优化。
优化参数描述如下：1. PCIa) 功能描述：标识小区的物理层标识号,LTE中终端以此区分不同小区的无线信号，PCI取值范围(0-503)，分成168组，每组包含3个小区ID。
LTE系统干扰消除技术的
CATALOGUE 目录•LTE系统概述•干扰消除技术原理•干扰消除技术应用•干扰消除技术性能评估•干扰消除技术未来发展LTE系统背景及发展LTE系统架构与特点LTE系统干扰类型干扰是LTE系统中一个重要的问题，主要分为内部干扰和外部干扰两种类型。
内部干扰主要包括同频干扰、邻频干扰和阻塞干扰等。
外部干扰主要包括其他运营商的干扰、非法使用频段等。
干扰消除技术分类常规干扰抵消算法主要包括基于波束赋形、基于滤波器设计和基于统计检测等方法。
常规干扰抵消算法原理基于波束赋形的方法利用天线阵列对信号进行空间滤波，通过调整天线权值，使得干扰信号在特定方向上被抑制，同时最大化有用信号的接收功率。
基于滤波器设计的方法利用数字信号处理技术设计合适的滤波器，对接收信号进行滤波处理，以抑制干扰信号的影响。
基于统计检测的方法利用干扰和有用信号的统计特性差异，通过统计检测算法对干扰进行抑制和分离。
联合干扰抵消算法原理联合干扰抵消算法原理基于多个节点或基站的联合信号处理，通过优化信号处理算法和参数，实现多个干扰源的同时抑制，提高系统性能和信号质量。
联合干扰抵消算法通过综合考虑多个节点或基站的信号质量和干扰情况，利用多个节点的协作优势，实现更广泛和更有效的干扰抑制。
联合干扰抵消算法通常采用迭代、优化和统计检测等技术，通过对接收信号进行多节点联合处理，实现有用信号的增强和干扰的降低。
小区间干扰协调动态小区间干扰协调增强型小区间干扰协调静态小区间干扰协调多天线技术03动态功率控制功率控制技术01闭环功率控制02开环功率控制干扰消除性能指标频谱效率干扰消除能力鲁棒性能耗效率评估干扰消除技术的能耗水平，即在保证系统性能的前提下，最小化设备仿真分析基于理论的数学建模利用理论模型对干扰消除技术的性能进行评估，通过对比分析实际测试数据与理论模型的吻合程度，评估技术的性能。
基于仿真的实验分析通过搭建仿真环境，模拟实际场景，对干扰消除技术的性能进行实验验证和分析。
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LTE系统的小区间干扰协调技术
作者：北京邮电大学无线理论与技术中心白炜张欣杨大成
LTE系统中采用频率复用方式对小区间的干扰进行协调，可以适用于各种带宽的业务，实现简单，并且对抑制小区间的干扰、改善小区边缘用户传输质量有很好的效果。
LTE采用正交频分多址接入技术（OFDMA，orthogonalfrequencydividedmultiple access），OFDMA技术利用频率之间的正交性作为区分用户的方式，将用户的信息承载在相互正交的不同的载波上，可以有效对抗频率选择性衰落。
另外，由于小区内用户使用的频率相互正交，所有的干扰全部来自于其他小区，这样也可以大大提高小区中心用户的信号干扰噪声比（SINR），从而可以提供更高的数据速率和更好的服务质量。
而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SINR 相对就较小，导致虽然整个小区的吞吐量较高、但小区边缘用户服务质量较差、吞吐量较低的情况。
为了解决这个LTE系统在小区边缘干扰严重的问题，3GPP提出了多种解决方案，包括干扰随机化、干扰删除以及干扰协调技术。
其中干扰随机化利用干扰的统计特性对干扰进行抑制，误差较大。
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。
LTE小区间干扰分析
正交频分复用（OFDM）由于具有高频谱利用率，并且能够有效解决宽带无线通信中的码间干扰问题，已经被广泛接收为未来无线宽带通信的关键技术。
LTE采用的以OFDMA为多址接入方式而构建的蜂窝移动通信网络中，可以做到频率复用因子为1,即整个系统覆盖范围内的所有小区使用相同的频带为本小区内的用户提供服务。
在OFDM系统中,各子信道之间的正交性有严格的要求。
虽然由于载波频率和相位的偏移等因素会造成子信道间的干扰,但是可以在物理层通过采用先进的无线信号处理算法使这种干扰降到最低。
因此,LTE系统中的小区内干扰很小, 而影响系统性能的主要干扰来自小区间干扰。
LTE的干扰协调技术
为了解决LTE由于采用OFDMA而导致的小区边缘用户干扰严重的问题，各大公司纷纷提出了OFDMA的干扰协调/避免技术。
LTE的系统的干扰协调技术的核心思想在于采用频率复用技术，它使得相邻小区之间的干扰信号源的距离尽可能远，从而抑制相邻小区的干扰，达到改善传输质量、提高吞吐量的效果。
部分频率复用
对于LTE系统而言，其采用的独特的OFDMA的接入方式，使得本小区内的用户之间互不干扰，而对于小区边缘的用户则收到来自于其他小区的比较强的干扰。
部分频率复用的核心思想在于将处于小区中心和小区边缘的用户区别对待，对于小区中心的用户，由于其距离基站距离比较近，信道条件较好，且本身对其他小区的干扰不大，所以可以将其分配在频率复用因子为1的复用集上。
而对于小区边缘的用户，其距离自身的服务基站距离较远，信道条件较差，但其对于其他小区处于相同频率的信号的干扰又较大，所以将其分配在频率复用因子为3的频率复用集上。
软频率复用
软频率复用继承了部分频率复用的优点，同时采用动态的频率复用因子，比较明显地提高了频率的利用效率。
在软频率复用中，所有的频段被分成了两组子载波，一组称为主子载波，另外一组称为辅子载波。
主子载波可以在小区的任何地方使用，而辅子载波则只能在小区中心被使用。
不同小区之间的主子载波相互正交，在小区边缘有效地抑制了干扰，而辅子载波由于只在小区中心使用，相互之间干扰较小，则可以使用相同的频率。
增强的软频率复用
虽然软频率复用对于小区边缘干扰情况的抑制，以及子载波的灵活分配都已有了一定的考虑，但是其分配给不同小区的相互正交的主子载波仍然会带来一定程度的资源浪费，尤其是当小区边缘的业务量较大时，会带来小区之间的频率复用因子增高、频谱利用率下降等后果。
增强的软频率复用方案继承了传统的软频率复用的思想，又在其基础上进行了改进，主要在于改进了在业务量变化时可能带来的资源浪费的问题。
不同干扰协调/避免技术的比较
前面提到的三种干扰协调/避免的技术均可以有效抑制小区边缘用户之间的同频干扰，并且具有简单、可行的优点。
可以说，上述三种技术是采用频率复用方式进行小区间干扰抑制的不断发展与演进，部分频率复用最简单易操作，对子载波的使用限制严格，虽然对于干扰起到了很好的抑制却牺牲了灵活性和频谱效率。
软频率复用可以适应不同的业务密度，在保证对干扰的控制的前提下，提高了频谱效率，但是却对基站调度器提出了更高的要求，要求基站调度器可以快速地对小区内的业务密度进行测量并计算当前合适的功率比。
增强的软频率复用是软频率复用的改进模式，进一步提高频谱利用效率的同时更加增加了基站天线的复杂度以及调度器的计算量。
可以说，部分频率复用、软频率复用，以及增强的软频率复用，依次是用基站的硬件处理复杂度换取了无线传输中的频谱效率。
干扰协调/避免目前普遍采用了不同的频率复用的方式来进行，在小区边缘用户之间的同频干扰的抑制问题上起到了明显的效果。
通过仿真可以看到，采用了不同的频率复用方案，处在小区边缘的用户的吞吐量都可以得到比较明显的提高，然而由于频率复用是对整个小区
的频率进行了一定的限制，所以整个小区的吞吐量会有一定程度的下降。
使用干扰协调/避免相当于是对整个系统的吞吐量和小区边缘用户吞吐量的一个折中，在大大改善了公平性的同时牺牲了小部分的整体性能。