技术新知:干扰协调提升网络性能

小区之间干扰问题

　　小区之间干扰(Inter cell interference，ICI)是蜂窝移动通信系统的一个固有问题，传统的解决办法是采用频率复用，复用系数只有特定的几个选择，如1、3、7等。复用系数=1即相邻小区都使用相同的频率资源，这时在小区边缘的干扰很严重。较低的复用系数(3或7)可以有效地抑制ICI，但频谱效率将减低到1/3或1/7。

　　作为新一代无线通信系统的首选传输技术，OFDM技术比CDMA技术更好地解决了小区内干扰的问题。但是作为代价，OFDM系统带来的ICI问题可能比CDMA系统更加严重。

　　目前正在研究的用于OFDM系统的ICI抑制的技术包括：干扰随机化(ICIrandomization)；干扰协调(ICI coordination)；干扰消除(ICIcancellation)。

　　小区之间干扰随机化

　　ICI抑制的基本方法是将ICI随机化，这种方法不能降低干扰的能量，但能将干扰随机化为“白噪声”，从而抑制ICI的危害，因此又称为“干扰白化”。干扰随机化的方法包括：不同小区采用不同的扰码(Cell-specificscrambling)；不同小区采用不同的交织(Cell-specificinterleaving)；不同小区采用不同的跳频频序列(Frequencyhopping)。

　　加扰是传统的多小区多址方法，CDMA系统(如3G系统)就是采用的这种方法。采用不同的交织序列区分小区，又称为交织多址

　　(Interleave-Division Multiple Access，IDMA)。跳频OFDMA是OFDM系统典型的多小区多址方法，例如Flash-OFDM和IEEE802.20系统都采用了此项技术。作为ICI随机化技术，上述三种方法的性能相似，都难以取得令人满意的性能提高。

　　小区之间干扰协调

　　这种方法是在相邻小区之间进行协调，以避免或降低ICI。由于这种“协调”实际上是通过在小区边缘采用小区复用方法实现的，又称为“软频率复用”或“部分频率复用”(Fractional Frequency Reuse，FFR)，IEEE802.20最近选定技术方案QFDD/QTDD就采用了这种技术，LTE也正在考虑这种方法。

　　系统将频率资源分为若干个复用集，并采用功率控制的方法将用户分配到各个复用集。在小区中心的用户可以采用较低的功率发射和接收，即使占用相同的频率也不会造成强烈的ICI，因此被分配在复用系数=1的复用集。在小区边缘的用户需要采用较高的功率发送和接收，有可能造成较强的ICI，因此被分配在频率复用系数=1/n的复用集。
　
　　FFR的问题是，小区边缘的频率资源受到限制，难以支持大量的拥护和较高的数据率。

　　小区之间干扰消除

　　ICI消除技术可以将干扰小区的信号解调、解码，然后复制、减去来自该小区的ICI。以基于IDMA的ICI消除技术为例，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，就可以将目标信号和干扰信号分别解出，然后进行ICI消除。

　　理论上，加扰的方法也可以用于多小区多址，但仿真结果表明，迭代ICI消除无法在加扰的系统中取得明显性能增益，但在IDMA系统中却可以取得很大增益。

　　ICI消除与ICI协调相比的优势在于，对小区边缘的频率资源没有限制。相邻小区即使在小区边缘也可以使用相同的频率资源，因此可以获得更高的小区边缘频谱效率和总频谱效率。

　　ICI消除的局限是：必须给进行ICI消除的用户分配相同的频率资源。另外小区之间必须保持同步，目标小区还必须知道干扰小区的导频结构，以干扰信号进行信道估计。

　　同时，小区干扰抑制技术各有优缺点，可以考虑合并这些技术，形成混合的解决方案。另外，还有一些其他的技术也可以用于ICI抑制，如多天线接收、智能天线等。
　
----《通信产业报》