TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾抑制技術(shù)研究

于濤 張陽(yáng)

【摘要】 在社會(huì)的不斷發(fā)展背景下，為了對(duì)人們無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的高速率需求提供滿(mǎn)足，于是提出LTE技術(shù)，而在實(shí)際應(yīng)用中由于室外發(fā)射功率的增加，使得小區(qū)間干擾不斷加劇等問(wèn)題，于是為了實(shí)現(xiàn)有效的抑制TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾問(wèn)題，本文主要研究TDLTE小區(qū)間控制信道干擾抑制技術(shù)的內(nèi)涵和不足，并提出抑制TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾的方法。

【關(guān)鍵詞】 干擾抑制技術(shù) 控制信道 TD-LTE小區(qū)間

前言：在移動(dòng)通信技術(shù)快速發(fā)展的趨勢(shì)下，提出TDLTE小區(qū)間技術(shù)，能夠有效的的對(duì)信道干擾進(jìn)行控制，滿(mǎn)足人們的網(wǎng)絡(luò)需求，同時(shí)也可以為網(wǎng)絡(luò)信息的高速率傳播發(fā)揮積極意義。

一、概述TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾抑制技術(shù)

1.1內(nèi)涵

在TD-LTE小區(qū)間系統(tǒng)中PUSCH、UEPDSCH的NACK/ ACK、功率控制消息、時(shí)頻位置等都需要依靠PDCCH承載的DCI來(lái)通知。而公共控制信息、用戶(hù)專(zhuān)用控制信息是PDCCH承載的主要信息類(lèi)型。可以對(duì)于通知UEPDCCH時(shí)頻位置的調(diào)度機(jī)制并沒(méi)有在LTE系統(tǒng)中建立，對(duì)于控制信息的傳遞主要參照UE、BS都知道的規(guī)則。

另外LTE制定的傳遞控制信息的規(guī)則，物理控制信道（如PDCCH、PCFICH等）對(duì)RE的占用在整個(gè)頻譜上的分散表現(xiàn)形式為hash函數(shù)，即時(shí)頻資源上分布的控制信息狀態(tài)具有隨機(jī)性。所以抑制小區(qū)間的控制信道干擾方法具有一定的特殊性[1]。

1.2存在的不足

TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾抑制技術(shù)存在的不足主要表現(xiàn)在：在引入毫微微小區(qū)（如femtocell等）之后，LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單層網(wǎng)絡(luò)，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的組成內(nèi)容有femtocell、宏基站等。而異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)直接導(dǎo)致了小區(qū)間干擾的加劇，所以小區(qū)間控制信道干擾抑制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)保證對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、單層網(wǎng)絡(luò)都適用；PDSCH為控制信道干擾抑制技術(shù)的主要研究對(duì)象，若是在解調(diào)PDCCH時(shí)沒(méi)有成功，那么產(chǎn)生的直接影響就是PDSCH的無(wú)法接收。所以對(duì)小區(qū)間的PDCCH控制信道干擾進(jìn)行抑制具有重要的意義[2]。

二、抑制TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾的方法

2.1隨機(jī)化TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾

實(shí)現(xiàn)干擾到特性與白噪聲接近，然后在消除干擾時(shí)在接收端對(duì)增益進(jìn)行處理，這就是隨機(jī)化干擾的抑制原理，而小區(qū)特定跳頻、小區(qū)特定交織、小區(qū)特定加擾是比較常用的隨機(jī)化干擾方法。其中小區(qū)特定跳頻是指在跳頻的時(shí)候使用不同的跳頻圖案，達(dá)到白化的干擾。對(duì)于所有的小區(qū)而言，其跳頻圖案允許不唯一。在相鄰的兩個(gè)小區(qū)間內(nèi)，因具有較大的互相干擾問(wèn)題，所以相鄰的小區(qū)使用的跳頻圖案應(yīng)當(dāng)不同。而對(duì)于距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)小區(qū)間，其具有較小的干擾，所以其使用的跳頻圖案可以相同；小區(qū)特定交織主要是指，在信道編碼后的信號(hào)，該信號(hào)數(shù)據(jù)的位置可以使用交織技術(shù)進(jìn)行改變，用戶(hù)不同其數(shù)據(jù)使用的交織圖案也應(yīng)當(dāng)不同；小區(qū)特定干擾主要是在接收端解擾信號(hào)只有本小區(qū)的UE解除本小區(qū)的信號(hào)干擾[3]。

隨機(jī)化干擾抑制方法的優(yōu)勢(shì)在于具有較少的資源浪費(fèi)、較小的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)、較為簡(jiǎn)單的算法。同時(shí)該種方法也存在不足之處，即系統(tǒng)增益存在局限性。

2.2協(xié)調(diào)TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾

小區(qū)間協(xié)調(diào)干擾抑制技術(shù)主要是對(duì)多個(gè)小區(qū)間使用功率、時(shí)間、頻率等進(jìn)行協(xié)調(diào)，達(dá)到對(duì)小區(qū)間干擾的降低和避免。從協(xié)調(diào)干擾的周期角度來(lái)看，可以將協(xié)調(diào)干擾劃分為三個(gè)類(lèi)型，即動(dòng)態(tài)、半靜態(tài)、靜態(tài)協(xié)調(diào)干擾。

其中動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)干擾主要是利用對(duì)小區(qū)間的干擾情況、負(fù)載情況進(jìn)行快速周期性的交互形式，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率資源、時(shí)頻資源的實(shí)時(shí)調(diào)整，在使用該種干擾抑制技術(shù)時(shí)頻率的優(yōu)先級(jí)不需要預(yù)先劃分，該種方法的周期性單位為T(mén)TI。其優(yōu)勢(shì)在于對(duì)于資源分配情況可以實(shí)時(shí)調(diào)整、將最優(yōu)的性能提供給用戶(hù)。

其不足之處在于具有較大的信令交互量；辦靜態(tài)協(xié)調(diào)干擾方法主要是在小區(qū)間干擾信息、負(fù)載進(jìn)行交互時(shí)使用慢速的周期性，基于預(yù)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率資源、時(shí)頻資源的部分調(diào)整。該方法的周期級(jí)別為分鐘級(jí)；靜態(tài)協(xié)調(diào)干擾在抑制干擾時(shí)主要是利用對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行預(yù)規(guī)劃，數(shù)月、數(shù)星期為其周期。該種方法的優(yōu)勢(shì)在于具有較小的信令開(kāi)銷(xiāo)其不足之處在于缺乏靈活的資源配置[4]。

2.3消除TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾

在抑制小區(qū)間控制信道干擾時(shí)還可以采取消除干擾的方法，在消除干擾中主要運(yùn)用兩種技術(shù)手段，即干擾重構(gòu)技術(shù)、干擾抑制合并技術(shù)。其中干擾重構(gòu)技術(shù)的工作原理是，在處理信號(hào)時(shí)利用接收端、發(fā)送端平臺(tái)，重構(gòu)接收端的干擾信號(hào)，然后去除接收信號(hào)中的干擾信號(hào)。該種消除干擾信號(hào)的效果比較良好，其不足在于具有較高的復(fù)雜度。比較成熟的干擾重構(gòu)技術(shù)之一就是在IDMA基礎(chǔ)上建立的迭代干擾消除技術(shù)，其原理是發(fā)送端使用的交織圖樣不相同、但是唯一，而具體的解交織操作在接收端進(jìn)行，在對(duì)干擾信號(hào)、有用信號(hào)進(jìn)行分離的時(shí)候使用迭代的方法。在發(fā)送端進(jìn)行交織發(fā)送信號(hào)時(shí)應(yīng)當(dāng)使用唯一的交織器，且交織器產(chǎn)生的交織圖樣也應(yīng)當(dāng)是獨(dú)立的、隨機(jī)的，并在用戶(hù)進(jìn)行區(qū)分時(shí)利用交織圖樣作為標(biāo)識(shí)。

而IDMA具有復(fù)雜的接收端，譯碼器、多用戶(hù)檢測(cè)模塊是接收端的主要內(nèi)容，其中所擁護(hù)檢測(cè)模塊接收到接受信號(hào)，然后輸出信號(hào)，譯碼器接收到輸出信號(hào)之后在輸出軟比特，而多用戶(hù)檢測(cè)模塊進(jìn)行接收軟比特，最后在進(jìn)行譯碼操作，這樣就會(huì)實(shí)現(xiàn)迭代的效果。

另外IDMA能夠?qū)π^(qū)間邊緣的系統(tǒng)性能產(chǎn)生明顯的改善作用，可是因該技術(shù)具有較高的要求，需要保證多個(gè)小區(qū)間持同步狀態(tài)，然后才能夠估計(jì)干擾信號(hào)經(jīng)歷的信道、有用信號(hào)經(jīng)歷的信道。

干擾抑制合并技術(shù)是接收分集技術(shù)的一種，干擾抑制技術(shù)的工作原理是不在發(fā)送端額外處理信號(hào)，信號(hào)的處理工作主要是在接收端完成，在接收信號(hào)時(shí)對(duì)多天線進(jìn)行充分的利用，可以有效的解碼、解調(diào)干擾信號(hào)、有用信號(hào)，然后刪除接收信號(hào)中的干擾信號(hào)，從而對(duì)信道中的有用信號(hào)進(jìn)行保留。在處理信號(hào)時(shí)若是干擾源不存在，那么利用多天線就會(huì)接收到不相關(guān)的信號(hào)，在這種情況下就可以對(duì)MRC合并技術(shù)進(jìn)行利用；若是干擾存在時(shí)，那么多天線將會(huì)接收到相關(guān)的信號(hào)，這時(shí)就可以使用干擾抑制合并技術(shù)。

2.4物理層抑制信道干擾技術(shù)

在上述提出的抑制信道干擾技術(shù)以外，還可以使用物理層信號(hào)處理的方法對(duì)小區(qū)間控制信道干擾進(jìn)行抑制，該種抑制方法的實(shí)現(xiàn)主要依靠波束賦形，即使用有用信號(hào)與特定的UE進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的方法，避免有用信號(hào)干擾其他UE。

三、總結(jié)

綜上所述，通過(guò)對(duì)TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾抑制技術(shù)研究，從中可以了解到目前該種干擾抑制技術(shù)還存在不能夠適用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、沒(méi)有認(rèn)識(shí)到PDCCH的重要性等不足，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾的抑制可以采取隨機(jī)化TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾、協(xié)調(diào)TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾、消除TD-LTE小區(qū)間控制信道干擾等方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)間控制信道干擾的有效抑制，將干擾信號(hào)從控制信道中分離出來(lái)，充分發(fā)揮有用信號(hào)的作用。為小區(qū)間信道快速傳播信號(hào)提供保障。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陳昊. 多重?zé)o線通信體制下系統(tǒng)間共存與干擾抑制技術(shù)的研究[D].天津大學(xué)，2012.

[2]宋曉國(guó). 基于TD-LTE的上行功率控制技術(shù)研究[D].南京郵電大學(xué)，2012.

[3]王三強(qiáng)，賈冠楠，王振宇. TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中的區(qū)間干擾原因及干擾抑制技術(shù)研究[J]. 中國(guó)新通信，2014，03：47.

[4]王海波. LTE-A上行鏈路干擾抑制關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京交通大學(xué)，2015.