一種lte系統(tǒng)干擾協(xié)調(diào)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于無(wú)線通信領(lǐng)域，更具體地涉及一種LTE(Long Term Evolut1n，長(zhǎng)期演進(jìn))系統(tǒng)干擾協(xié)調(diào)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3GPP(Third Generat1n Partnership Project，第三代合作伙伴計(jì)劃)標(biāo)準(zhǔn)組織早在2004年年底就啟動(dòng)了3G(the 3rd Generat1n，第3代)LTE和SAE(System ArchitectureEvolut1n，系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn))兩大研究與標(biāo)準(zhǔn)化工作計(jì)劃。經(jīng)過(guò)這些年緊張而高效的工作，LTE標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟。LTE改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接口技術(shù)，引入了0FDM(0rthogonalFrequency Divis1n Multiplexing，正交頻分復(fù)用)、MIM0(Multiple Input MultipleOutput，多入多出)、全I(xiàn)P(Internet Protocol，因特網(wǎng)協(xié)議)組網(wǎng)等新型無(wú)線通信技術(shù)，使空中接口傳輸能力達(dá)到下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，采用扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和全I(xiàn)P系統(tǒng)架構(gòu)使傳輸延時(shí)更短和更適合承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因此，3GPP LTE是一個(gè)高數(shù)據(jù)率、低時(shí)延和基于全分組的移動(dòng)通信系統(tǒng)。
[0003]要達(dá)到LTE系統(tǒng)要求的高速率，系統(tǒng)內(nèi)用戶的信干噪比必須得到極大地提高，而提高信干噪比不外乎提高信號(hào)功率和降低干擾兩種方法。雖然系統(tǒng)采用了 AMC(AdaptiveModulat1n and Coding，自適應(yīng)編碼調(diào)制)、ΜΠ?)等許多新技術(shù)提高了信號(hào)功率，帶來(lái)了信干噪比的提高，但離要求還有較大差距。因此，盡量減少干擾就成了 LTE系統(tǒng)的一個(gè)研究關(guān)鍵點(diǎn)。
[0004]LTE米用OFDMA技術(shù)(Orthogonal Frequency Divided Multiple Access，正交頻分多址接入技術(shù))，0FDMA技術(shù)利用頻率之間的正交性作為區(qū)分用戶的方式，將用戶的信息承載在相互正交的不同的載波上，使系統(tǒng)可以做到頻率復(fù)用因子為I，即整個(gè)系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的所有小區(qū)可以使用相同的頻帶為本小區(qū)內(nèi)的用戶提供服務(wù)。雖然由于載波頻率和相位的偏移等因素會(huì)造成子信道間的干擾，但是可以在物理層通過(guò)采用先進(jìn)的無(wú)線信號(hào)處理算法使這種干擾降到最低。因此小區(qū)內(nèi)的干擾很小，而影響系統(tǒng)性能的主要干擾來(lái)自小區(qū)間的干擾。
[0005]圖1a為L(zhǎng)TE系統(tǒng)下行鏈路的干擾情況。用戶I與用戶2的服務(wù)基站分別是NodeB A與Node B B。假設(shè)Node B A分配給用戶I用于下行傳輸?shù)淖虞d波集合為SI，Node B B分配給用戶2用于下行傳輸?shù)淖虞d波集合為S2，S1與S2的交集為S。如果S不是空集，如圖1a所示，用戶I在接受Node B A發(fā)送的下行信號(hào)時(shí)，在集合S內(nèi)的子載波將會(huì)同時(shí)向用戶I發(fā)送無(wú)線信號(hào)，對(duì)于用戶I來(lái)說(shuō)，這些來(lái)自Node B B信號(hào)就是干擾。如果用戶I與用戶2之間的距離很小(例如都處于兩個(gè)服務(wù)小區(qū)覆蓋區(qū)域的重疊部分)，小區(qū)間的干擾將會(huì)很強(qiáng)烈。當(dāng)發(fā)生在三個(gè)毗鄰小區(qū)覆蓋區(qū)域的重疊部分時(shí)，小區(qū)間的干擾將更會(huì)嚴(yán)重。上行鏈路的小區(qū)間干擾問(wèn)題的分析與下行鏈路類似，如圖1b所示。若S是一個(gè)子集，便不會(huì)產(chǎn)生小區(qū)間干擾，但LTE系統(tǒng)采用OFDMA技術(shù)，頻率復(fù)用因子為I或者接近1，則S為空集的概率極小。因此解決小區(qū)間干擾問(wèn)題以提高系統(tǒng)服務(wù)性能，特別是小區(qū)邊緣區(qū)域的性能，是LTE系統(tǒng)中亟待解決的重要技術(shù)問(wèn)題。
[0006]為了解決LTE由于采用OFDMA而導(dǎo)致的小區(qū)邊緣用戶干擾嚴(yán)重的問(wèn)題，3GPP提出了多種解決方案，包括干擾隨機(jī)化、干擾刪除以及干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。其中，干擾隨機(jī)化技術(shù)包括加擾、IDMA(Interleaved Divis1n Multiple Access，交織多址)和調(diào)頻。干擾隨機(jī)化就是不同小區(qū)的信號(hào)采用不同的擾碼，或采用不同的交織模式，將干擾隨機(jī)化為“白噪聲”，用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)方法估計(jì)干擾，此種方法簡(jiǎn)單可行，但會(huì)造成由于統(tǒng)計(jì)特性的不同而帶來(lái)的誤差;干擾消除技術(shù)所能達(dá)到的效果和干擾隨機(jī)化是一樣的，有兩種方法，一種是通過(guò)移動(dòng)終端多天線的空間抑制來(lái)消除干擾，這種方法比較簡(jiǎn)單，另一種是在信道編碼/交織后將干擾小區(qū)的信號(hào)解調(diào)、解碼，或者使用不同的頻率跳變來(lái)刪除干擾，這種方法可以顯著改善小區(qū)邊緣的系統(tǒng)性能，獲得較高的頻譜效率，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較復(fù)雜，成本高，適應(yīng)于強(qiáng)干擾源，對(duì)于帶寬較小的業(yè)務(wù)不太實(shí)用；干擾協(xié)調(diào)是在蜂窩間用協(xié)調(diào)的方式進(jìn)行資源管理控制，在可用的頻率資源、發(fā)射功率有限的控制約束條件下，保證系統(tǒng)足夠的信號(hào)干擾噪聲比、用戶容量及覆蓋范圍，這些約束可以通過(guò)限制資源管理器的可用時(shí)域資源和限制分配給時(shí)域資源的功率來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0007]在所有干擾解決方案中，干擾協(xié)調(diào)技術(shù)是目前討論最多的LTE干擾管理技術(shù)。LTE系統(tǒng)的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)的核心思想在于采用頻率復(fù)用技術(shù)，它使得相鄰小區(qū)之間的干擾信號(hào)源的距離盡可能的遠(yuǎn)，從而抑制相鄰小區(qū)的干擾，達(dá)到改善傳輸質(zhì)量、提高吞吐量的效果。有如下幾種經(jīng)典干擾協(xié)調(diào)方案:FFR(Fract1nal Frequency Reuse，部分頻率復(fù)用)、SFR(Soft Frequency Reuse，軟頻率復(fù)用)等。FFR—經(jīng)提出，對(duì)干擾起到了很好的抑制作用，其簡(jiǎn)單并容易操作，對(duì)子載波的使用限制嚴(yán)格，但是犧牲了頻率分配的靈活性和頻譜效率。對(duì)于SFR，它繼承了FFR的優(yōu)點(diǎn)，比較明顯地提高了頻譜的利用效率，為現(xiàn)在比較常用的一種干擾協(xié)調(diào)方案。
[0008]值得注意的是，SFR雖解決了FFR所存在的頻譜利用率低下的問(wèn)題，但其所采用的資源分配方案使得系統(tǒng)在重度邊緣負(fù)載情況下仍然存在嚴(yán)重的小區(qū)間干擾問(wèn)題，邊緣用戶性能不理想。同時(shí)，由于基于SFR的方案為針對(duì)中心用戶和邊緣用戶分別進(jìn)行頻率分配，當(dāng)資源分配完畢后，系統(tǒng)再進(jìn)行調(diào)度，存在用戶分配在不適宜的資源上的情況，多用戶分集效果不理想。因此，目前的SFR方案不能有效地解決重度邊緣負(fù)載下小區(qū)間干擾問(wèn)題。
[0009]下面為了說(shuō)明該問(wèn)題，先介紹目前常采用的軟頻率復(fù)用即SFR機(jī)制。
[0010]目前，常用的軟頻率復(fù)用機(jī)制如圖2所示，將整個(gè)可用頻段分為N個(gè)子帶，其中X個(gè)子帶用于小區(qū)邊緣，N-3X個(gè)子帶用于小區(qū)內(nèi)部。其中X個(gè)子帶在鄰近小區(qū)間必須正交，以消除干擾，X的大小可根據(jù)小區(qū)邊緣用戶負(fù)載情況而變化。通過(guò)調(diào)整X大小，可實(shí)現(xiàn)不同程度的頻率復(fù)用。各小區(qū)內(nèi)部使用相同的頻率，而各小區(qū)邊緣按1/3復(fù)用使用不同的頻率。如各小區(qū)邊緣需增加I個(gè)子帶，則各頻帶都各需增加I個(gè)子帶，相應(yīng)的各小區(qū)內(nèi)部減少3個(gè)子帶。
[0011]為了更好地說(shuō)明現(xiàn)有的軟頻率復(fù)用機(jī)制，下面舉一個(gè)具體的實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。
[0012]假設(shè)所有小區(qū)可用頻段可分為15個(gè)子帶，小區(qū)邊緣用戶在輕度負(fù)載情況下，可設(shè)X值為I，并且鄰近小區(qū)如小區(qū)1、2、3的邊緣所使用的子帶必須相互正交，則每個(gè)小區(qū)內(nèi)部可被分配15-3*1即12個(gè)子帶。在小區(qū)邊緣為重度負(fù)載情況下，可調(diào)整X值為3，則每個(gè)小區(qū)內(nèi)部?jī)H可使用6個(gè)子帶。
[0013]對(duì)軟頻率復(fù)用機(jī)制，如圖2所示，以小區(qū)1、2、3為例，假設(shè)每個(gè)小區(qū)可用頻段分為15個(gè)子帶，在邊緣用戶輕度負(fù)載情況下，X值取為I，各小區(qū)頻率資源分配后效果如圖3所示。由圖3可以看出，小區(qū)1、2、3邊緣用戶被分配頻率范圍為子帶1、2、3，中心用戶可用第4?15子帶。若小區(qū)I被分配頻率為第I個(gè)子帶，但是小區(qū)I的邊緣用戶若在4?15范圍內(nèi)的子帶可獲得更高的信噪比，則邊緣用戶在所分配頻率資源上便不能獲得最佳系統(tǒng)性能。同時(shí)，中心某用戶若在子帶I?3上可獲得更高信噪比，可經(jīng)過(guò)軟頻率復(fù)用機(jī)制分配資源后，中心某用戶同樣無(wú)法獲得最佳系統(tǒng)性能。因此，系統(tǒng)不能獲得可觀的多用戶分集增益。
[0014]并且，當(dāng)小區(qū)在邊緣用戶重度負(fù)載情況下，即小區(qū)邊緣的業(yè)務(wù)量較大時(shí)，其對(duì)不同小區(qū)分配相互正交的主子載波仍然會(huì)帶來(lái)小區(qū)之間的頻率復(fù)用因子增高，即X值得逐漸增加，中心用戶可用頻段逐漸減少，系統(tǒng)頻譜利用率嚴(yán)重下降。
[0015]通過(guò)上面討論，可以知道，在軟頻率復(fù)用機(jī)制下，系統(tǒng)多用戶分集效果差，并且當(dāng)邊緣業(yè)務(wù)量較大時(shí)，頻譜利用率低下，系統(tǒng)性能尤其是邊緣用戶的性能不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明目的:鑒于現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種新型LTE系統(tǒng)干擾協(xié)調(diào)方法，包括如下步驟:
[0017]步驟I，根據(jù)小區(qū)中每個(gè)用戶反饋的CQI(Channel Quality Indicator，信道質(zhì)量指示)信道質(zhì)量指示報(bào)告將用戶分組為中心用戶和邊緣用戶；
[0018]步驟2，按照傳統(tǒng)PF(Proport1nal Fair，比例公平)比例公平調(diào)度算法對(duì)分組后的用戶在小區(qū)所有可用頻段上進(jìn)行頻率資源初步分配；
[0019]步驟3，對(duì)初步分配頻率資源后的邊緣用戶進(jìn)行分類，并將各小區(qū)邊緣用戶進(jìn)行整理得出列表A(列表A為某觀測(cè)小區(qū)的某扇區(qū)的邊緣用戶集合)、列表B(列表B為該扇區(qū)相鄰小區(qū)的相鄰扇區(qū)的邊緣用戶集合)；
[0020]步驟4，對(duì)小區(qū)進(jìn)行頻率資源二次調(diào)整，調(diào)整后頻率資源分配完畢。
[0021]其中，步驟I中，信道質(zhì)量指示值高于閾值(3dB)的為中心用戶，否則為邊緣用戶。
[0022]步驟I中，所述邊緣用戶分為合法用戶和違約用戶，違約用戶分為隱違約用戶和顯違約用戶，顯違約用戶分為絕對(duì)違約用戶和非絕對(duì)違約用戶。
[0023]步驟2包括如下步驟:
[0024]步驟2-1，將頻