CN101286786B - 一种通过调度进行同频组网干扰抑制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种通过调度进行同频组网干扰抑制的方法，包括：各小区获取本小区内各用户对其他小区的潜在干扰情况；各小区基于所述潜在干扰情况对用户进行排序或分类；根据所述排序或分类对各小区进行调度使所述潜在干扰情况高的用户在本小区和其他小区的同一系统时频资源空间中交错分配。本发明提供的方法可以有效减小无线通信系统中的同频干扰、提高频谱效率、从而进一步的增加系统覆盖与流量。

Description

一种通过调度进行同频组网干扰抑制的方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统的同频干扰抑制方法，特别涉及OFDM系统中的同频干扰抑制方法。

背景技术

无线和移动通信系统的干扰主要有同频干扰、邻频干扰、带外干扰、互调干扰等。其中系统的同频干扰是指网络中部分或者全部小区由于使用相同的频点进行数据传输，小区之间会有相互的信号干扰。同频干扰一般可分为小区内干扰、小区间干扰、不同通信制式之间的干扰、不同运营商之间的干扰、系统设备造成的干扰等。

小区内的干扰主要有多径干扰、远近效应和多址干扰等。这些干扰的产生是由无线信道的时变性和电磁波传播过程中的时延与衰落等特点决定的。通过调制解调技术、功控技术等可以缓解。

小区间干扰inter-cell interference，简称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，常见的复用系数为1、3、7等。复用系数为1即表示相邻小区都使用相同的频率资源，这时在小区边缘干扰很严重。较高的复用系数(3或7)可以有效地抑制ICI，但频谱效率将降低到1/3或1/7。

无线移动通信系统对频谱效率的要求越来越高，期望可以进行同频组网来提高系统效率。但是在同频组网时，如果不能有效解决小区间的同频干扰问题，将会降低系统的频谱效率、减小系统覆盖、损失系统流量。

目前常用的干扰抑制技术包括干扰随机化、干扰协调、干扰消除等。

干扰随机化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：加扰、交织多址IDMA和跳频等。

干扰消除技术来源于多用户检测技术，可以将干扰小区的信号解调、解码，然后将来自该小区的ICI复制、减去。基于IDMA的ICI消除技术，是指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。这种技术和迭代接收机技术相结合，可以获得显著的性能增益。ICI消除与ICI协调相比优势在于，对小区边缘的频率资源没有限制，可以实现小区边缘频谱效率为1和总频谱效率为1。但是计算复杂度较高，增加了对接收机处理能力的要求。

干扰协调又称为“软频率复用”或“部分频率复用”，IEEE802.20MBFDD/MBTDD就采用了这种技术，LTE也正在考虑这种方法。这种方法将频率资源分为若干个复用集，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较强的ICI，因此被分配在复用系数为1的复用集；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为N的复用集。

其他的技术，例如MIMO、智能天线、部分功控等，也可以用于ICI抑制。

因此，如何提高无线移动通信系统的频谱效率、解决同频组网存在的干扰问题，成为现在亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种通过调度进行同频组网干扰抑制的方法，解决现有技术中如何提高无线移动通信系统的频谱效率、解决同频组网存在的干扰问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种通过调度进行同频组网干扰抑制的方法，包括以下步骤：

1.1)各小区获取本小区内各用户对其他小区的潜在干扰情况；

1.2)各小区基于所述潜在干扰情况对用户进行排序或分类，分类可以是排序后进一步依据设定的阕值对用户进行分类；

1.3)根据所述排序或分类对各小区进行调度使所述潜在干扰情况高的用户在本小区和其他小区的同一系统时频资源空间中交错分配，即对相互存在潜在干扰的用户在各自小区的同一系统时频资源空间中交错分配。

按照本发明提供的方法，所述获取包括但不限制于根据发射功率或链路质量或链路速率或主控模块汇总各小区的干扰功率及调度信息进行获取。

按照本发明提供的方法，所述分类包括干扰用户和非干扰用户。

按照本发明提供的方法，本小区和其他小区的所述非干扰用户可以占用同一块系统时频资源空间，本小区和其他小区的所述干扰用户分割占用剩余系统时频资源空间。

按照本发明提供的方法，所述分割包括平均时域或频域分割。

按照本发明提供的方法，本小区和其他小区的所述非干扰用户也可以交错占用不同块系统时频资源空间，本小区所述干扰用户可以与其他小区的所述非干扰用户占用同一块系统时频资源空间。

按照本发明提供的方法，所述排序是从高到低，本小区和其他小区占用全部系统时频资源空间，所述交错分配是本小区和其他小区在物理层映射时的初始位置不同，所述物理层映射按顺序进行。

按照本发明提供的方法，所述初始位置时间不同，所述物理层映射按时间顺序进行，或者所述初始位置频率不同，所述物理层映射按频率顺序进行。

按照本发明提供的方法，所述初始位置等分系统时频资源空间的时域或频域。

按照本发明提供的方法，所述系统时频资源空间可以是OFDMA系统无线接口物理桢。

本发明提供了一种无线通信系统干扰抑制的方法，该方法可以有效的克服小区间同频干扰，提高边缘用户的接收性能、增加小区覆盖、提高系统流量和频谱效率。

附图说明

图1是现有技术中所述的典型的无线移动通信系统中的网络配置，在同频组网时，会产生比较严重的小区间干扰。

图2分别是BS1和BS2在某时刻的OFDMA系统帧调度示意图。

图3是本发明实施例所述的是干扰抑制调度方式一的示意图。

图4是本发明实施例所述的是干扰抑制调度方式二的示意图。

图5是本发明实施例所述的是干扰抑制调度方式三的示意图。

图6是本发明实施例所述的是干扰抑制调度方式四的示意图。

图7是本发明实施例所述的是干扰抑制调度方式五的示意图。

图8是本发明实施例所述的是干扰抑制调度方式六的示意图。

具体实施方式

首先，说明本发明一种通过调度进行同频组网干扰抑制的方法的核心：①各小区按照小区内用户对其他小区的潜在干扰情况进行分类或排序；②各小区基于用户分类或排序进行调度，达到抑制或者消除同频干扰的目的。

第二，具体说明本发明：

(一)所述的干扰抑制方法应用于一个无线通信系统，具体包括以下几个部分：

(1)至少两个基站，每个基站发送对应小区范围内的控制信息(包括调度信息)

(2)每个小区中至少存在一个与该小区基站通信的终端

(3)两个相邻基站的频率部署相同，相邻小区间存在同频干扰。

(二)本发明申请的干扰抑制方法包括如下过程：

(1)各小区按照小区内用户对其他小区的潜在干扰情况进行分类或排序；

(2)各小区基于分类或排序用户进行调度，达到抑制或者消除同频干扰的目的。

第三步，本发明主要针对在无线通信系统中，由于同频组网时小区间干扰造成的系统性能下降问题，提出干扰抑制的相关解决方案，旨在通过有效的干扰抑制技术，减小小区间干扰、增加覆盖和流量、提高系统的频谱效率。本发明为了解决传统技术方案存在的弊端，通过以下具体实施例进一步阐述本发明所述的一种通过调度进行同频组网干扰抑制的方法，以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

(一)如图1所示，基站BS1和BS2控制的两个小区相邻。终端SS1和SS2位于BS1的覆盖范围内；终端SS3和SS4位于BS2的覆盖范围内。SS1和SS3处在小区的边缘位置，一般会以比较大的上行发射功率进行数据传输。在同频组网时，会产生比较严重的小区间干扰。

如图2所示，假设图中BS1和BS2为同频组网。当SS1和SS3分别被分配在BS1和BS2的上行突发1上进行数据传输时，由于这两个突发的时频区域有重合部分，则两个BS在该位置接收到的两个SS的上行信号会互为干扰，导致接收信噪比降低，从而增大误码率、降低传输效率，甚至引起掉话。最终减小了整个系统的覆盖和流量。

(二)下面以OFDMA系统为例，结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述，基本实现步骤如下：

(1)各小区基站发送下行和上行链路的控制信息(包括调度信息)；

(2)各小区基站接收本小区内对应终端的上行数据；

(3)各小区按照小区内用户对其他小区的潜在干扰情况进行分类或排序；

可以使用下列的指标来衡量本小区用户对其他小区的潜在干扰情况：

a)本小区各用户的平均发射功率

b)本小区各用户的平均链路质量指示，如SNR、RSSI、CINR等

c)本小区各用户的平均链路速率指示，如DIUC、UIUC、TFI等

d)通过主控模块汇总各小区的干扰功率及调度信息，来判决各用户的干扰情况，具体方法可以采用本申请人同时提出的中国发明专利申请“一种无线通信系统的同频干扰抑制方法”。

用户的分类可以为以下方式：

方法一：将用户按照对其他小区干扰大小情况分为两类，例如分为干扰用户和非干扰用户。

方法二：或者先将用户按照对其他小区干扰大小排序，然后在以一定阈值为界限分为两类，例如分为干扰用户和非干扰用户；本申请文件中提到的干扰用户指可能对其他小区用户产生较大干扰的用户；非干扰用户指不太可能对其他小区用户产生较大干扰的用户。

(4)然后各小区基于用户分类或排序后的分类进行调度，达到抑制或者消除同频干扰的目的。

调度的原则可以为以下方式：

方法一：

如图3所示，图中三个子图分别对应同一时间三个相邻小区/扇区i的帧。每个小区/扇区的帧都被分成了两个时分的区域zonei1和zonei2，其中不同小区/扇区的zonei1频分。

在调度过程中，将小区i的干扰用户分配在区域zonei1，将非干扰用户分配在区域zonei2。这样在同频组网时，由于不同小区/扇区的zonei1频分，则可以保证各小区可能产生较大干扰的用户之间不会产生干扰，从而达到干扰抑制的目的。Zonei2中被分配的用户为不太可能产生较大干扰的用户，因此该区域占有整个带宽，在该分配时间的频率复用系数为1，可以提高系统的带宽效率。

区域的大小划分可以根据各小区的干扰用户负载情况自适应调整，以在干扰用户负载较少时提高带宽效率。

方法二：

如图4所示，图中三个子图分别对应同一时间三个相邻小区/扇区i的帧。每个小区/扇区的帧都被分成了两个时分的区域zonei1和zonei2，其中不同小区/扇区的zonei1时分。

在调度过程中，将小区i的干扰用户分配在区域zonei1，将非干扰用户分配在区域zonei2。这样在同频组网时，由于不同小区/扇区的zonei1时分，则可以保证各小区可能产生较大干扰的用户之间不会产生干扰，从而达到干扰抑制的目的。Zonei2中被分配的用户为不太可能产生较大干扰的用户，因此该区域占有整个带宽，在该分配时间的频率复用系数为1，可以提高系统的带宽效率。

区域的大小划分可以根据各小区的干扰用户负载情况自适应调整，以在干扰用户负载较少时提高带宽效率。

方法三：

如图5所示，图中三个子图分别对应同一时间三个相邻小区/扇区i的帧。每个小区/扇区的帧都被分成了两个时分的区域zonei1和zonei2，其中不同小区/扇区的zonei1时分。

在调度过程中，将小区i的干扰用户分配在区域zonei1，将非干扰用户分配在区域zonei2。这样在同频组网时，由于不同小区/扇区的zonei1时分，则可以保证各小区可能产生较大干扰的用户之间不会产生干扰，小区i的干扰用户只可能与小区j的非干扰用户在相同时间被调度。这样既达到了干扰抑制的目的，又保证了系统所有传输时间的频率复用都为1，进一步的提高了带宽利用率。

方法四：

如图6所示，图中三个子图分别对应同一时间三个相邻小区/扇区i的帧。每个小区/扇区的帧不再划分固定的区域。

调度前，将用户按照干扰情况排序。在调度过程中，按照顺序调度用户，各小区的分配都占用全部带宽。在实际物理层映射时，不同小区在帧中映射的初始时间位置不同，映射达到帧结束时，再反转回帧头进行映射，保证分配最终占满整个帧长。

假设不同小区物理层映射的初始时间位置之间间隔为帧长/n，则可以保证小区间占用帧长/n的最大干扰用户之间不会互相影响。这种方法不需要划分区域，减小了区域描述的控制消息开销。以更加灵活的方式达到与方法三相同的带宽利用率和干扰抑制效果。

方法五：如图7所示，与方法三的思路类似，只是将干扰用户的时分变为频分关系，可以达到相同的效果。

方法六：如图8所示，与方法四的思路类似，只是将干扰用户的时分变为频分关系，时间偏置变为频率偏置，也可以达到相同的效果。

方法七：还可以将用户的干扰情况结合Qos要求进行排序，然后按照上面的方法调度。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种通过调度进行同频组网干扰抑制的方法，其特征在于，包括以下步骤： 

1.1)各小区获取本小区内各用户对其他小区的潜在干扰情况； 

1.2)各小区基于所述潜在干扰情况对用户进行排序或分类； 

1.3)根据所述排序或分类对各小区进行调度使所述潜在干扰情况高的用户在本小区和其他小区的同一系统时频资源空间中交错分配。 

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述获取包括根据发射功率或链路质量或链路速率或主控模块汇总各小区的干扰功率及调度信息进行获取。 

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述分类包括干扰用户和非干扰用户。 

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，本小区和其他小区的所述非干扰用户占用同一块系统时频资源空间，本小区和其他小区的所述干扰用户分割占用剩余系统时频资源空间。 

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述分割包括平均时域或频域分割。 

6.根据权利要求3所述方法，其特征在于，本小区和其他小区的所述非干扰用户交错占用不同块系统时频资源空间，本小区所述干扰用户与其他小区的所述非干扰用户占用同一块系统时频资源空间。 

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述排序是从高到低，本小区和其他小区占用全部系统时频资源空间，所述交错分配是本小区和其他小区在物理层映射时的初始位置不同，所述物理层映射按顺序进行。 

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述初始位置时间不同，所述物理层映射按时间顺序进行，或者所述初始位置频率不同，所述物理层映射按频率顺序进行。 

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述初始位置等分系统时频资源空间的时域或频域。 

10.根据权利要求1-9任一项所述方法，其特征在于，所述系统时频资源空间是OFDMA系统无线接口物理帧。 

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