LTE系统同时定义了频分双工(FrequencyDivisionDuplexing,FDD) 和时分双工(Time Division Duplexing, TDD) 两种方式,但由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个厂家的利益等因素,LTE FDD支持阵营更加强大,标准化与产业发展都领先于LTE TDD。2007年11月,3GPP RAN1会议通过了27家公司联署的LTE TDD融合帧结构的建议,统一了LTE TDD的两种帧结构。融合后的LTE TDD帧结构是以TD-SCDMA的帧结构为基础的,这就为TD-SCDMA成功演进到LTE乃至4G标准奠定了基础。在工信部TD-LTE工作组的领导下,规范制定、MTNet测试和6城市试验网正在紧张有序地进行。随着技术标准不断完善、产业链不断成熟、系统能力不断提高,TD-LTE将很快进入商用时代。众所周知,干扰是影响网络质量的关键因素之一,对通话质量、掉话、切换、拥塞以及网络的覆盖、容量等均有显著影响。如何降低或消除干扰是TD-LTE网络性能能否充分发挥的重要环节,同时也是网络规划、优化的重要任务之一。TD-LTE组网干扰分内部干扰和外部干扰,内部干扰包括同频组网干扰和异频干扰,外部干扰又包括系统间干扰及其它随机干扰。本文将重点分析系统内的同频和异频干扰,以及系统间与TD-SCDMA的干扰。1. 系统内干扰TD-LTE的组网包括同频和异频两种方式,对于同频组网,整个系统覆盖范围内的所有小区可以使用相同的频带为本小区内的用户提供服务,因此频谱效率 高。但是对各子信道之间的正交性有严格的要求,否则会导致干扰。对于异频组网,由于频率的不同产生了一定的隔离度,但是仍然需要进行合理的频率规划,确保 网络干扰最小,同时由于受限于频带资源,所以存在着干扰控制与频带使用的平衡问题。.同频组网. 小区内干扰由于OFDM的各子信道之间是正交的,这种特点决定了小区内干扰可以通过正交性加以克服。如果由于载波频率和相位的偏移等因素造成子信道间的干扰,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,一般认为OFDMA系统中的小区内干扰很小。. 小区间干扰对于小区间的同频干扰,可以采用干扰抑制技术,主要包括干扰随机化、干扰消除和干扰协调。干扰随机化和干扰消除是一种被动的干扰抑制技术,对网络的载干比并无影响。干扰随机化通过比如加扰、交织,跳频、扩频、动态调度等方式,使系统在时间和频率两个维度的干扰平均化。干扰消除利用干扰的有色特性,对干扰进行一定程度的抑制,即:通过UE的多个天线对空间有色干扰进行抑制。波束成形在空间维度,通过估计干扰的空间谱特性,进行多天线抗干扰合并;在频率维度,通过估计干扰的频谱特性,优化均衡参数,进行单天线抑制,如IRC。干扰协调对小区边缘可用的时频资源作一定的限制,正交化或半正交化,是一种主动的控制干扰技术,理想的协调是分配正交的资源,但这种资源通常有限;非理想的协调可以通过控制干扰的功率,降低干扰。干扰协调主要分为静态ICIC、半静态ICIC以及动态ICIC。静态ICIC的核心是各小区的无线资源按照一定规则分配后固化使用。小区边缘用户使用整个可用频段的一部分,并且邻小区相互正交,用户全功率发送;小区中心用户可以使用整个可用频段,但降功率发送;动态ICIC是在静态ICIC的基础上通过eNodeB进行实时调度,在相邻小区间协调频率资源的使用,以达到抑制干扰目的,适应小区间负载不均匀的场景;小区边缘频带扩展时需要综合考虑邻区边缘频带的情况,防止发生冲突;.异频组网根据上面的分析,TD-LTE系统在本小区内不存在同频干扰,干扰主要来自于使用相同频率的邻小区。如果在服务小区与最相邻的小区之间保持异频,通过空间传播距离隔离同频小区,这样就能够尽可能的降低同频干扰。异频组网中相邻小区为了降低干扰,使用不同的频率,频谱效率相对于同频要差一些,但RRM算法简单,边缘速率相对于同频组网会高一些。因此,如果采用异 频组网,需要进行合理的频率规划,确保网络干扰最小。同时,由于受限于频带资源,所以存在着干扰控制与频带使用的平衡问题。仿真结果也表明:相比于同频组网,异频组网对小区载干比C/I能力得到了很大提高。这意味着同样覆盖的面积下,在获得同样频率资源单位的情况下,用户有更高的传输速率。同时,覆盖区域的边缘用户的峰值速率可获得提高。图1同频与异频组网C/I对比仿真以OFDMA技术为基础的TD-LTE系统的空中接口没有使用扩频技术,由此,信道编码技术所产生的处理增益相对较小,降低了小区边缘的干扰消除能力。 为了提高LTE系统容量而必须要采取的有效的频率复用技术,一种好的频率复用方式可以极大降低TD-LTE的干扰,使系统达到最佳性能。目前业界采用比较 多的是“软频率复用”或“部分频率复用”方式。即将频率资源分为若干个复用集。如图2所示,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1/N的复用集。这样可以通过异频的方式降低小区间的干扰。图2 TD-LTE系统的多小区软频率复用2. 系统间干扰目前,TD-LTE可以使用的频段包括1880~1920MHz(F频段)、2320~2370MHz(E频段)以及2570~2620MHz(D频 段)。根据中国移动的规划,考虑到与TD-SCDMA网络共用的情况,F和D频段将用在室外,E频段将用在室内。因此在F/E频段存在与TD-SCDMA 的干扰,本文所要重点分析的正是这两种场景。至于在F频段与DCS1800、CDMA2000的干扰则只需要保证一定的空间隔离度可以加以抑制,相关的文 献资料比较多,本文也就不再累述。在展开分析前,我们先来了解一下系统间干扰分析的几个概念:1. 邻频干扰:如果不同的系统工作在相邻的频率,由于发射机的邻道泄漏和接收机邻道选择性的性能的限制,就会发生邻道干扰。2. 杂散辐射:由于发射机中的功放、混频器和滤波器等器件的非线性,会在工作频带以外很宽的范围内产生辐射信号分量, 包括热噪声、谐波、寄生辐射、频率转换产物和互调产物等。当这些发射机产生的干扰信号落在被干扰系统接收机的工作带内时,抬高了接收机的噪底,从而减低了 收灵敏度。3. 互调干扰:主要是由接收机的非线性引起的,后果也是抬高底噪,降低接收灵敏度。种类包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调和交调干扰。4. 阻塞干扰:阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带内的,但由于干扰信号过强,超出了接收机的线性范围,导致接收机饱和而无法工作。为了防止接收机过载,收信号的功率一定要低于它的1dB压缩点。TD-LTE与TD-SCDMA都是TDD系统,上下行链路共用同一频带,发射和接收在不同时刻交替进行。当两个系统不同步时(即上下行切换点不对齐),一方在发射,另一方在接收,这种情况就会产生严重干扰的可能性,干扰强度取决于基站设备指标及其空间隔离度。另外,随着站址选择的愈加困难,两个系统共站址的场景会越来越多,如果此时两系统邻频,那么干扰问题将会愈加突出。以下展开分析。. D频段TD-LTE + F/A频段TD-SCDMA由于两个系统频段相隔较远(不考虑邻频干扰,只考虑杂散和阻塞干扰),干扰隔离度要求如表2所示,最大为41dB,实际建设时可以共站,也不存在时隙交叉干扰的问题,建设时很容易满足水平大于等于1米或垂直大于等于米。表2TD-LTE与TD-SCDMA干扰隔离度干扰系统被干扰系统杂散干扰阻塞干扰. F频段TD-LTE + F频段TD-SCDMATD-LTE和TD-SCDMA可能同时在F频段组网,因此两者邻频的干扰就会存在,此时,时隙的同步就显得尤为重要。如图3所示,TD-SCDMA不 同时隙配比将影响这TD-LTE的时隙选择。比如:如果TD-SCDMA现网是2:4配置,那么为了保证时隙同步,TD-LTE将选择1:3时隙配比,同 时特殊子帧的符号比为3:10:2或者3:9:2(也就是6城市规模试验网设备规范中的必选测试项)
LTE特有的OFDMA接入方式,使本小区内的用户信息承载在相互正交的不同载波上,因此所有的干扰来自于其他小区。对于小区中心的用户来说.其本身离基站的距离就比较近,而外小区的干扰信号距离又较远,则其信干噪比相对较大:但是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,其信干噪比相对就较小,导致虽然小区整体的吞吐量较高,但是小区边缘的用户服务质量较差.吞吐量较低。因此,在LTE中,小区间干扰抑制技术非常重要。 干扰随机化 对于0FDMA的接人方式,来自外小区的干扰数目有限,但干扰强度较大,干扰源的变化也比较快,不易估计,于是采用数学统计的方法来对干扰进行估计就成为一种比较简单可行的方法。干扰随机化不能降低干扰的能量,但能通过给干扰信号加扰的方式将干扰随机化为“白噪声”,从而抑制小区间干扰,因此又称为“干扰白化”。干扰随机化的方法主要包括小区专属加扰和小区专属交织。 a)小区专属加扰,即在信道编码后,对干扰信号随机加扰。如图l所示,对小区A和小区B,在信道编码和交织后,分别对其传输信号进行加扰。如果没有加扰,用户设备(UE)的解码器不能区分接收到的信号是来自本小区还是来自其他小区,它既可能对本小区的信号进行解码,也可能对其他小区的信号进行解码,使得性能降低。小区专属加扰可以通过不同的扰码对不同小区的信息进行区分,让UE只针对有用信息进行解码,以降低干扰。加扰并不影响带宽,但是可以提高性能。图1小区专属加扰 b)小区专属交织,即在信道编码后,对传输信号进行不同方式的交织。如图2所示,对于小区A 和小区B,在信道编码后分别对其干扰信号进行交织。小区专属交织的模式可以由伪随机数的方法产生,可用的交织模式数(交织种子)是由交织长度决定的,不同的交织长度对应不同的交织模式编号, UE端通过检查交织模式的编号决定使用何种交织模式。在空间距离较远的小区间,交织种子可以复用,类似于蜂窝系统中的频分复用。对于干扰的随机化而言,小区专属交织和小区专属加扰可以达到相同的系统性能。图2小区专属交织 干扰删除 干扰删除的想法最初是在CDMA系统中提出,可以将干扰小区的信号解调、解码,然后将来自该小区的干扰重构、删除。LTE虽然采用0FDMA的接人方式,仍然引入了干扰删除的概念。小区间干扰删除的实现方法主要有以下2种。 a)利用在接收端的多天线空间抑制方法来进行干扰删除,相关的检测算法在多输入多输出(M1— MO)的研究中已经被广泛采用。 b)基于检N/删除的方法。典型的如采用交织多址(IDMA)删除小区间的干扰,IDMA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,即可将目标信号和干扰信号分别解出,然后在总的接收信号中减去干扰信号,进而有效地提高接收信号的信干技术介绍及比较噪比。 另外,在LTE的下行传输中.可以通过不同方式来获得干扰信号的信息。删除Node B间干扰时,可以通过检测UE端的干扰控制信号来获得干扰信号的信息;删除扇区间干扰时,Node B直接使用自己的控制信道向UE发送干扰信号的信息。显然,接收机获取的干扰信号信息越多,干扰删除的性能越好。 小区间干扰删除的优势在于,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,可以获得更高的小区边缘频谱效率和总频谱效率。局限在于小区间必须保持同步,目标小区必须知道干扰小区的导频结构,以对干扰信号进行信道估计。对于要进行小区间干扰删除的用户,必须给其分配相同的频率资源。 干扰协调/避免 对于0FDMA的接入方式。小区中心的用户由于既不会受到本小区用户的干扰.来自外小区的干扰源距离又比较远,所以可以达到比较好的接收效果。而对于小区边缘的用户受到的外小区干扰则比较严重。 干扰协调,避免的核心思想是通过小区间的协调对一个小区的可用资源进行某种限制,以减少本小区对相邻小区的干扰,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。业界提出了很多干扰协调/避免的方法,本文将介绍一种被普遍认可的软频率复用方案。 在此方案中,每个小区中的子载波被分为两组.一组称为主子载波,另一组称为辅子载波。主子载波可以在全部小区范围内使用,而辅子载波只可以使用在小区的中心区域(见图3)。这样对于子载波的分配方式可以使得相邻小区边界使用的子载波均相图3软频率复用示意图 互正交,使用相同频率子载波的用户距离足够远.从而有效地避免或减小相邻小区在边缘的用户的同频干扰。对于小区中
关于D2D通信抗干扰的问题研究
论文摘要: 在这个信息化时代,人们已经无法适应没有信息的传递和交流的现代化、快节奏的生活和工作。无线移动通信的迅猛发展,无线移动通信技术已经与人们的生活密切相关,人们的日常生活中已经离不开各种无线通信设备。
论文关键词: D2D 通信 信息
第 1 章 绪 论
研究背景
在无线技术短短的几十年的发展历程中,从第一代模拟蜂窝移动通信网(AMPS)发展到支持低速率数据业务的第二代数字蜂窝移动通信网络(GSM),然后发展到支持移动多媒体通信业务的第三代数字移动通信网络(3G)[1][2],进而发展到现在能够支持更高的数据传输速率的多媒体业务的第四代移动通信技术,与此同时,更多的工作已经投入到下一代移动通信技术的研究计划。无线移动通信技术的发展趋势是开发更高的频段、有效地利用频谱资源、数字化,将为设备制造商和业务运营商提供更大的市场空间,而且造就一个庞大的业务服务群体并为其提供良好的市场空间。各种移动通信系统不断的演进,带宽需求随之日益增加,频带资源短缺成为世界通信业的共同问题[3],如何更大效用的利用频谱资源并创造新的价值是一项具有现实意义的研究问题。由于频谱资源有限,如何进一步提高频谱资源利用率已经成为无线通信技术的一个核心课题。为解决日趋紧缺的频带资源问题,研究者提出一种在蜂窝网络中引入 D2D(Device-to-Device)通信技术[3],D2D 通信技术是指短距离的两个用户设备在基站控制下,可以通过复用小区频谱资源的方式实现终端间直接数据传输。D2D 通信可以在现有的蜂窝网络中直接升级而来,无需大规模的铺设重建过程。D2D 系统与蜂窝系统的结合,不但能够扩大蜂窝容量,而且能提高频谱利用率,有效降低基站负荷,减少移动终端的电池功耗,缩短延时等优点,还能支持新型的小范围点对点数据服务。如今,D2D 通信技术与大规模MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output 多输入多输出)、中继技术、超密集部署、灵活双工等技术一并确定为 IMT-Advanced(高级国际移动通信)研究的关键技术。D2D 以其灵活的工作方式和实用性在 4G LTE-A 系统中将会得到越来越多的应用。
国内外研究现状及发展趋势
D2D 通信技术已受到了越来越多的关注,研究者在相关的领域里做出了许多的研究,国内外关于 D2D 的研究主要存在以下几个方向:应用场景研究、理论架构研究以及抗干扰性研究。文献[4]提出通过基站在其数据库中建立“用户动态匹配数据库”(DynamicMapping Users, DMU),用来及时追踪所有蜂窝频段的被复用状况,而 D2D 设备主动选择复用干扰水平较低的蜂窝资源,来避免或减小干扰的最优模式选择策略。此机制和算法,充分考虑了蜂窝网络的服务质量(QoS, Quality of Service)以及两种用户之间的相互干扰。文献[5]通过以小区内用户的空间隔离度为出发点,选出合理蜂窝用户和 D2D用户对,这样减少了两种通信模式之间产生的干扰问题,改善了蜂窝的吞吐量。文献[6]提出一种用户分组的资源分配方案,将小区中 D2D 用户依据其地理位置分成几个 D2D 用户组,然后依据不同分配法给不同的 D2D 用户组分别分配不同的资源频带,再将分配到的资源在 D2D 组内用户进行分配,各个用户组使用不同的资源分配算法。文献[7]给出了一种 D2D 通信用户模式映射方案。在这种方案中,基站首先确定系统中通信用户的地理位置,然后根据位置信息决策适合各用户的通信模式,最后为其分配相应的资源。这种模式映射方案以损失有限的性能增益为代价,较大降低系统决策的复杂度。文献[8]基于单小区蜂窝多天线场景,提议了两类复用蜂窝下行链路的预编码算法来消除因为频谱复用所引起的干扰问题。一类是穷尽搜索已知码本中所有预编码,采用最好预编码,该方案系统开销比较大。另一类采用分布式算法,如果能够获得准确的信道反馈,即使相比穷尽搜索获得的最优的预编码对,也可以获得更高的增益。
第 2 章 D2D 通信技术
D2D 概念
D2D(Device-to-Device)通信是一种短距离间直接通信技术,它允许用户在基站控制下通过复用小区资源直接进行通信。这种通信方式有利于近距离的本地用户直接进行通信,可以有效减少用户间干扰,降低传输信号功率,提高资源利用效率,对本地数据的传输业务尤其适用。D2D 通信是一种能够在通信两端之间建立直接的链路,使通信双方不通过基站转发就能进行通信的方式。如图 所示,D2D 通信与传统的蜂窝通信模式不同,D2D 通信不需要通过基站来转发数据,而是用户间直接进行通信,这样节省了数据传输的时间以及通信的开销,同时还节约了网络资源。D2D 用户也有与蜂窝用户相同的地方,D2D 用户需要受到小区的基站的控制和管理,D2D 通信在基站的控制下获得所需的通信频谱资源以及传输功率,在基站的协助与监控下进行数据传输。D2D 用户与蜂窝用户之间,可以分别使用独立的资源,也可以共用相同的资源,合理配置使用的资源可以提高蜂窝网络的资源利用率。如若进行 D2D通信的双方都是以较低的功率进行传输,则能够减轻网络的负载,并减少终端的电量损耗,电池的使用期限就会延长。D2D 通信这种短距离的通信带来的高数率和良好的通信质量,能够提高蜂窝网络的容量和频谱的利用率。并且随着移动网络热点覆盖的'增加,数率的不断提高以及互联网业务的不断普及,D2D 通信将会得到越来越多的应用。
D2D 通信关键技术
移动通信的研究和发展方向与互联网应用密切相关,这意味着越来越多的关注将集中于数据业务,这也是未来运营商们竞争的焦点。从移动通信的发展趋势来看,移动通信网络目前正处于从以语音为主要业务逐渐转向以高速数据为主要业务的阶段,而且,移动多媒体业务的快速发展也对移动通信系统的带宽提出了新的难题。D2D 通信也是基于对数据业务的一种应用方式,同样需要移动通信系统提供足够的带宽支持。目前 D2D 技术已经成为无线通信技术行业的重要研究课题之一。如何在现有的通信网络基础设施上使其得以实现,并解决其关键技术问题已经吸引了学术界和产业界较多注意。D2D 关键技术主要包括设备发现,功率控制,资源管理以及信道测量等[14]。在蜂窝通信中引入 D2D 通信,D2D 用户可以复用蜂窝用户上行资源或下行资源,而在引入 D2D 通信后,保证对原有蜂窝用户不产生干扰或产生的干扰能保证蜂窝通信正常很重要。一般情况下干扰主要通过功率控制和资源分配来解决,尽管 D2D 干扰特性还没有完全得到认识。功率控制只在上行链路传输中对移动通信用户的发射功率以及下行链路传输中对基站的发射功率的控制[15],用以保证通信的正常。在蜂窝通信中引入 D2D 通信,需要进一步控制 D2D 用户的发射功率,这样才能保证蜂窝用户不受到干扰。在保证 D2D 接收端的信干噪比 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)最小时,D2D 发射端功率越大越好,这样可以可以使得接收功率越高,进而获得的容量越高。但是,发射功率越高,对蜂窝用户产生的干扰越大,系统容量也会受到影响。因此,在使得功率最大化和限制其产生的干扰之间找到平衡点是功率控制的目的。
第 3 章 部分频率复用 D2D 通信抗干扰研究 ..16
系统模型..16
核心区域 D2D 通信的频率复用 17
边缘区域 D2D 通信的频率复用 21
性能分析..25
第 4 章 基于隔离区的 D2D 通信干扰控制 28
系统模型..28
隔离区域..30
干扰分析..30
频谱效率.. 性能分析..33
第 5 章 基于联盟博弈的 D2D 通信干扰控制 ..37
增长中的本地服务需求以及逐渐增长的频谱拥塞引发了针对在蜂窝网络中提高频谱效率的研究活动。D2D 通信作为一个能够复用蜂窝资源的底层蜂窝网络可以提高频谱利用率与增强小区吞吐量。D2D 通信中一个关键问题是由 D2D 通信与传统蜂窝通信的资源分享造成的干扰管理问题,而这个问题会大大影响网络吞吐量和通信可靠性。在本章中,探讨资源共享的问题,从分布式和合作前景的角度来优化在蜂窝网络下的 D2D 通信的系统性能,特别的,制定一个可转移效用的联盟博弈[46 47],在其中,每一个用户在最大化自己的效用的同时,和其他用户合作形成更强的用户组以获得更佳的频谱资源。此外,在新定义的联盟最大次序下,基于联盟形成算法,设计了一个分布式的融合与分裂方案以有效的处理资源分配问题。如图 所示,考虑在蜂窝网络中的下行链路传输方案,其中存在两种类型的通信方式,即 BS 和 UE 之间的传统蜂窝通信方式以及直接的 D2D 通信方式,其中 D2D 通信被作为传统蜂窝通信的衬底。重点放在由于 D2D 与传统蜂窝通信的资源共享带来的小区内部干扰。假设在研究的网络中有 M 个传统蜂窝用户,N 个 D2D对。Am,m=1,2,…..M,表示传统蜂窝用户,Dn,t 和 Dn,r,n=1,2,…..N 表示潜在的D2D 对,这些 D2D 对的距离近到足以满足直接 D2D 通信距离的约束。Dn,t代表D2D 对的发射机,Dn,r代表 D2D 对的接收机。正交频分复用(OFDM)技术用于同时支持传统蜂窝通信和 D2D 通信。R={RB1,RB2…RBk}表示总共的 K 个用于数据传输的模块。每个模块由一定确定量的副载波组成,在 LTE 的物理层标准,每个模块由 12 个副载波组成。集合{1,2…M},{1,2….N}以及传统蜂窝用户集合,D2D对集合用 M,N,A 和 D 来表示。
总结
随着无线通信业的发展,人们期望随时随地、及时可靠、不受时空限制地进行信息交流,提高工作的效率和经济效益,各种满足人们需求的无线通信技术取得了巨大的发展。经过统计研究,目前大量的通信都发生在近距离间的传输,所以更多的工作需求投入到近距离的通信传输中,其中 D2D 技术就是近距离的用户间通过复用蜂窝网络的资源直接进行进行数据传输的一项新技术[50 51],D2D 通信不仅提高了数据传输速率,而且能够减小功耗延长电池的使用。同时还能够在边缘地区或热点区域提供网络覆盖,从而增加网络的容量。本文对 D2D 技术的几个关键问题都进行了研究,包括 D2D 设备查找技术,多跳的 D2D 通信,以及与 D2D 通信抗干扰问题等。针对干扰这个关键问题,本文进行深入的探讨和研究,并提出了具体抗干扰性的研究方案,具有一定的借鉴价值。本文首先对 D2D 的研究背景,D2D 的概念以及国内外研究现状进行了详细的介绍。对于目前日趋匮乏的频谱资源,D2D 复用技术在 LTE 蜂窝移动通信系统中得到广泛的关注。而对于在蜂窝网中两种通信间造成的相互干扰控制成为 D2D 应用中的一个关键性问题,也是本论文研究的重点。接着,本文针对 D2D 通信的抗干扰问题提出了三种干扰抑制和控制的方案,一种是基于部分频率复用的干扰控制,根据用户的位置,将蜂窝分成核心区域和边缘区域,分别提出对处于核心区域和边缘区域的 D2D 通信的部分频率复用干扰控制方案,并通过性能分析来证明此方案是可行的。另一种是基于隔离区的 D2D 干扰控制,通过干扰分析和频谱效率分别解决 D2D 通信对原有蜂窝通信的干扰和蜂窝通信对 D2D 通信的干扰问题。最后一种是基于联盟形成博弈的干扰控制,解释了联盟形成博弈,主要是基于联盟形成的融合与分裂的资源分配来控制干扰,最后介绍了联盟形成博弈的算法。
参考文献(略)
你好,TD-LTE组网干扰分内部干扰和外部干扰,内部干扰包括同频组网干扰和异频干扰,外部干扰又包括系统间干扰及其它随机干扰。1. 系统内干扰 TD-LTE的组网包括同频和异频两种方式,对于同频组网,整个系统覆盖范围内的所有小区可以使用相同的频带为本小区内的用户提供服务,因此频谱效率 高。但是对各子信道之间的正交性有严格的要求,否则会导致干扰。对于异频组网,由于频率的不同产生了一定的隔离度,但是仍然需要进行合理的频率规划,确保 网络干扰最小,同时由于受限于频带资源,所以存在着干扰控制与频带使用的平衡问题。.同频组网. 小区内干扰由于OFDM的各子信道之间是正交的,这种特点决定了小区内干扰可以通过正交性加以克服。如果由于载波频率和相位的偏移等因素造成子信道间的干扰,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,一般认为OFDMA系统中的小区内干扰很小。. 小区间干扰对于小区间的同频干扰,可以采用干扰抑制技术,主要包括干扰随机化、干扰消除和干扰协调。干扰随机化和干扰消除是一种被动的干扰抑制技术,对网络的载干比并无影响。干扰随机化通过比如加扰、交织,跳频、扩频、动态调度等方式,使系统在时间和频率两个维度的干扰平均化。干扰消除利用干扰的有色特性,对干扰进行一定程度的抑制,即:通过UE的多个天线对空间有色干扰进行抑制。波束成形在空间维度,通过估计干扰的空间谱特性,进行多天线抗干扰合并;在频率维度,通过估计干扰的频谱特性,优化均衡参数,进行单天线抑制,如IRC。干扰协调对小区边缘可用的时频资源作一定的限制,正交化或半正交化,是一种主动的控制干扰技术,理想的协调是分配正交的资源,但这种资源通常有限;非理想的协调可以通过控制干扰的功率,降低干扰。干扰协调主要分为静态ICIC、半静态ICIC以及动态ICIC。静态ICIC的核心是各小区的无线资源按照一定规则分配后固化使用。小区边缘用户使用整个可用频段的一部分,并且邻小区相互正交,用户全功率发送;小区中心用户可以使用整个可用频段,但降功率发送;动态ICIC是在静态ICIC的基础上通过eNodeB进行实时调度,在相邻小区间协调频率资源的使用,以达到抑制干扰目的,适应小区间负载不均匀的场景;小区边缘频带扩展时需要综合考虑邻区边缘频带的情况,防止发生冲突;.异频组网TD-LTE系统在本小区内不存在同频干扰,干扰主要来自于使用相同频率的邻小区。如果在服务小区与最相邻的小区之间保持异频,通过空间传播距离隔离同频小区,这样就能够尽可能的降低同频干扰。 异频组网中相邻小区为了降低干扰,使用不同的频率,频谱效率相对于同频要差一些,但RRM算法简单,边缘速率相对于同频组网会高一些。因此,如果采用异 频组网,需要进行合理的频率规划,确保网络干扰最小。同时,由于受限于频带资源,所以存在着干扰控制与频带使用的平衡问题。2. 系统间干扰 目前,TD-LTE可以使用的频段包括1880~1920MHz(F频段)、2320~2370MHz(E频段)以及2570~2620MHz(D频 段)。根据中国移动的规划,考虑到与TD-SCDMA网络共用的情况,F和D频段将用在室外,E频段将用在室内。因此在F/E频段存在与TD-SCDMA 的干扰至于在F频段与DCS1800、CDMA2000的干扰则只需要保证一定的空间隔离度可以加以抑制。在展开分析前,我们先来了解一下系统间干扰分析的几个概念:1. 邻频干扰:如果不同的系统工作在相邻的频率,由于发射机的邻道泄漏和接收机邻道选择性的性能的限制,就会发生邻道干扰。 2. 杂散辐射:由于发射机中的功放、混频器和滤波器等器件的非线性,会在工作频带以外很宽的范围内产生辐射信号分量, 包括热噪声、谐波、寄生辐射、频率转换产物和互调产物等。当这些发射机产生的干扰信号落在被干扰系统接收机的工作带内时,抬高了接收机的噪底,从而减低了 收灵敏度。3. 互调干扰:主要是由接收机的非线性引起的,后果也是抬高底噪,降低接收灵敏度。种类包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调和交调干扰。4. 阻塞干扰:阻塞干扰并不是落在被干扰系统接收带内的,但由于干扰信号过强,超出了接收机的线性范围,导致接收机饱和而无法工作。为了防止接收机过载,收信号的功率一定要低于它的1dB压缩点。
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