LTE系统的小区间干扰协调分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
群移 群 器 蒸 聋
i 鬓覆
瓤
写炎留 珊 嵘
T ee hno! o g y A n a ly s is
技术分析
它能根据负载的变化 在预分配方案上进行自适应调整
箕 .
干扰协调对边缘用户的作用尤其明显 , 因为边缘用 户离基站较远 获得的信道增益较小. 这导致在下行方 向上边缘用户的接收效果较差 但同时无线资源管理者 必须在服务区域 内提供全部的覆盖并确保一定的 Q o s 基于带宽和功率分配的无线资源的分配问题 了近年来研究的热点领域 干扰协调理论的根本原理是研究如何通过协调方式 将可用资源分配给用户 , 从而获得最大化的收益 分 , 这包括了切换控制 蜂窝选择 负载均衡 因此 控制许 解决 IC I C 问题可以看作是无线资源管理 (RR M ) 的一部 已经成为
这一控制方式的优点是所有用户等功率发送 . 基站 根据用户反馈回来的因子判别小区内部用户与边缘用户 .
实现起来较容易 缺点是三个相邻小区的资源调度是同
时变化的. 小区内部用户的频率利用率不高
O FD M A 的主要特征是保证多业务的 Q o s . 小区间 的干扰是 O FD M A 蜂窝系统的主要干扰源 干扰协调技
子 的增大而增大
区的同信道干扰 小区边缘用户的S I R 随着频率复用因
当复用因子取 为 3 时 边缘用户 的 SI R
无线资源的有效管理问题可以抽象为最优化理论的
数学模 型 实际上 一个典型 的数学最优 化 问题组成 了 目标 函数 A ( X ) 及一些约束 条件 函数 gk (x ) . 这里 X 可 以 是可 变的向量 最优 化 的范 围则是客观 函数在 给定约 束 条件 下的最小值或最大值
的比特率将极度恶化
2.子载波分配控制的软频率复用
圈 2 边缘用户的 SI R与信道容里
F D M 系统中, 小区总的频率复用因子接近为1 变为可能 O 本实验适用于 O F DM 和M C一 C D M A 等系统 , 不适用传统
的接收器系统 , 如 C D M A / R A K五
该技术方案将整个频率资源分为N 个子带 , 如果有
F 尸 ri n tel下 Lr n l 曰
J l
由式 (l ) 至 (3 )
4 7
图1 小区信道数与话务量的变化关系
可得出图2 的仿真实验. 蜂窝边
缘用户的频率复用因子分别取了实际中经常考虑的 1 , 3 所有的基站下行发射功率假设为一定值 , 传播环 从图2 可以看出 由于来 自相邻小 境为路径平坦衰落
X 个子带用于小区边缘 , 则剩余的N 一 3X 个子带用于小 区内部 不同于上一类方法的是 其中 X 个子带之间必 须排成正文. 才能保证消除小区间干扰 子载波约束条
件 X 是个变量. 其数目可根据小区边缘用户负载情况而 变化. 从而实现不同的频率复用度
1.功率控制的软频率复用
该技术方案的主要思路是 .小区内部的复用因子为 1. 小区边缘复用因子为 3 ; 将整个频率子载波分成三个不 同的部分. 作为高功率载波分别分配给相邻的小区边缘 用户. 避免了同信道干扰 : 小区中心用户, 可使用全部 的子载波来实现高速率 . 并用较低功率的载波进行发射, 形成的隔离区可以避免相互之间的干扰 小区的布局如
定义 条 件 m ax A (x)vl e 兮 功率和子载波分配条件下的 系统最大吞吐量
沙( x)> 二0 . K = l, ,k
弓厂 功 率 分 配 约 束 条 件 子 载 波 分 配 约 束 条 件
匕各个用户吞吐量约束条件
根据上述的基本理论及功率分配与子载波分配的不
同约束条件, 分析现在的两种典型小区间干扰协调的软 频率复用技术, 其中爱立信和华为的软频率复用技术采
扰为0 边缘小区用户的信噪比为
小区用户的话务量也不断增加 ( 表示信道数目)
窦 鬓 娜爵馨籍黔瞥麟馨 黔 霎 戮 摹 羹 巍 ) 舔
SIR =
P r+ (P扩即
(2 )
根据香农公式 , 小区边缘用户的信道容量为
W不 # , __ ,, .0 一 W矿 . , _g _ZL ,, . 丁 七= IU 跳气 l宁 1勺 = lu I宁下 一~P 下 万万 兀刃)
术可以用较低的实现复杂度来有效地提高小区边缘用户
的 SI R 和性能 .且该技术不排斥与其他技术 ! 如干扰删除 波束成形技术) 相结合 同时, 可结合 O F D M A 系统 中
各类子载波分配算法进行研究. 使系统获得更好的协调
性能 在实际的布网试验中 , 该技术已经在上海 FuT U R E 4G T D D 试验网中得到了应用 由于小区格局的不规则和
等 未来的移动通信对频率效率的要求很高 , 其中就有针 对 4G 移动通信提出的提高频率利用率 同频组网的需求 频谱复用因子需要尽可能地接近 1, 也就是尽可能将所有 的信道分配给每个小区 当所有信道分配到一个小区中时
小区的话务量将明显提高 如图 1 所示 在满足一定的中
(l)
式中 Pr x 表示用户期望接收到的有用信号功率 ;P , 表示小区内部的千扰功率 ;P ∀ , 表示来自其他相邻小区的 干扰功率 : P n 表示白噪声功率 O FD M A 的接入方式下 , 子载波之间互相正交. 且假 设接收机性能较好. 小区内千扰可以忽略 则小区间干
用的是功率约束条件控制的资源管理 : 而西门子的方案 则是主要针对子载波分配约束条件的资源调度
可及相互之间的调度, 等等
在多蜂窝小区网络中 , R R M 更显复杂. 其中一大挑
战就是 RR M 调度需要解决用户多种多样的Q o S 需求 因
在实际无线通信系统中通常采用蜂窝小区, 若小区
总的频率复用因子为 1, 则小区内部的下行链路发送可有 效地避免移动台受到本小区内干扰 , 但处于小区边缘的 用户会收到相邻小区多个基站的干扰信号. 且不容忽视 为此 我们对小区边缘用户的频率复用因子 ! e u R s e一 ac f to r )
图3 所示 所有的频率资源被分成三分 f l , 口, O 这一控制方式考虑使用小区内与小区边缘的功率谱 密度比因子来进行资源调度. 当小区内与小 区边缘的传 输功率 比为O 时. 相当于小区边缘复用因子为 3 : 当功 率比增加时, 小区内部用户的比特率增加 . 边缘用户比 特率因同信道干扰而减少 但是, 在上述的变化过程中. 小区总的吞吐量在一定范围内是增加的 当功率比增加 到 1 时 相当于整个蜂窝系统的频率系数为 1. 小区边缘
值有明显的提高
同时. 虽然此时的有效带宽只占整个
而采 用更高 的复用 因子所 产生
带宽的 1/ 3 . 但是 SI R 增益弥补了带宽的损失 , 使边缘用
户 的信 道容量 达到最 大
的S I R 的增益弥补不了带宽的损失 该仿真实验的前提是小区内的干扰可忽略 , 因此在
2 0 1∃ 1 游.敲界 65
传播条件的差异, 干扰协调技术在实际应用中更加复杂, 垦待未来继续研究发展 .
参考文献见 ~ dcw . 吨. n c
6 6 DI GI Tc 叽 , ∃ 1
为未来无线网络的流量需要集实时与尽力服务于一体
另
外一大挑战就是频率资源的复用和特定子载波的功率分 配 , 成了相邻小区中复用同一子载波的干扰源 传统的解
日 单独讨论, 过程如下 :
在一个无线蜂窝通信系统中, 小区边缘用户的信噪
比用如下公式表示 :
P SIR = P丽 + P 砍r+ P n
决方法是采用频率复用 复用因子有特定的 1, 3 , 4 . 7
i 鬓覆
瓤
写炎留 珊 嵘
T ee hno! o g y A n a ly s is
技术分析
它能根据负载的变化 在预分配方案上进行自适应调整
箕 .
干扰协调对边缘用户的作用尤其明显 , 因为边缘用 户离基站较远 获得的信道增益较小. 这导致在下行方 向上边缘用户的接收效果较差 但同时无线资源管理者 必须在服务区域 内提供全部的覆盖并确保一定的 Q o s 基于带宽和功率分配的无线资源的分配问题 了近年来研究的热点领域 干扰协调理论的根本原理是研究如何通过协调方式 将可用资源分配给用户 , 从而获得最大化的收益 分 , 这包括了切换控制 蜂窝选择 负载均衡 因此 控制许 解决 IC I C 问题可以看作是无线资源管理 (RR M ) 的一部 已经成为
这一控制方式的优点是所有用户等功率发送 . 基站 根据用户反馈回来的因子判别小区内部用户与边缘用户 .
实现起来较容易 缺点是三个相邻小区的资源调度是同
时变化的. 小区内部用户的频率利用率不高
O FD M A 的主要特征是保证多业务的 Q o s . 小区间 的干扰是 O FD M A 蜂窝系统的主要干扰源 干扰协调技
子 的增大而增大
区的同信道干扰 小区边缘用户的S I R 随着频率复用因
当复用因子取 为 3 时 边缘用户 的 SI R
无线资源的有效管理问题可以抽象为最优化理论的
数学模 型 实际上 一个典型 的数学最优 化 问题组成 了 目标 函数 A ( X ) 及一些约束 条件 函数 gk (x ) . 这里 X 可 以 是可 变的向量 最优 化 的范 围则是客观 函数在 给定约 束 条件 下的最小值或最大值
的比特率将极度恶化
2.子载波分配控制的软频率复用
圈 2 边缘用户的 SI R与信道容里
F D M 系统中, 小区总的频率复用因子接近为1 变为可能 O 本实验适用于 O F DM 和M C一 C D M A 等系统 , 不适用传统
的接收器系统 , 如 C D M A / R A K五
该技术方案将整个频率资源分为N 个子带 , 如果有
F 尸 ri n tel下 Lr n l 曰
J l
由式 (l ) 至 (3 )
4 7
图1 小区信道数与话务量的变化关系
可得出图2 的仿真实验. 蜂窝边
缘用户的频率复用因子分别取了实际中经常考虑的 1 , 3 所有的基站下行发射功率假设为一定值 , 传播环 从图2 可以看出 由于来 自相邻小 境为路径平坦衰落
X 个子带用于小区边缘 , 则剩余的N 一 3X 个子带用于小 区内部 不同于上一类方法的是 其中 X 个子带之间必 须排成正文. 才能保证消除小区间干扰 子载波约束条
件 X 是个变量. 其数目可根据小区边缘用户负载情况而 变化. 从而实现不同的频率复用度
1.功率控制的软频率复用
该技术方案的主要思路是 .小区内部的复用因子为 1. 小区边缘复用因子为 3 ; 将整个频率子载波分成三个不 同的部分. 作为高功率载波分别分配给相邻的小区边缘 用户. 避免了同信道干扰 : 小区中心用户, 可使用全部 的子载波来实现高速率 . 并用较低功率的载波进行发射, 形成的隔离区可以避免相互之间的干扰 小区的布局如
定义 条 件 m ax A (x)vl e 兮 功率和子载波分配条件下的 系统最大吞吐量
沙( x)> 二0 . K = l, ,k
弓厂 功 率 分 配 约 束 条 件 子 载 波 分 配 约 束 条 件
匕各个用户吞吐量约束条件
根据上述的基本理论及功率分配与子载波分配的不
同约束条件, 分析现在的两种典型小区间干扰协调的软 频率复用技术, 其中爱立信和华为的软频率复用技术采
扰为0 边缘小区用户的信噪比为
小区用户的话务量也不断增加 ( 表示信道数目)
窦 鬓 娜爵馨籍黔瞥麟馨 黔 霎 戮 摹 羹 巍 ) 舔
SIR =
P r+ (P扩即
(2 )
根据香农公式 , 小区边缘用户的信道容量为
W不 # , __ ,, .0 一 W矿 . , _g _ZL ,, . 丁 七= IU 跳气 l宁 1勺 = lu I宁下 一~P 下 万万 兀刃)
术可以用较低的实现复杂度来有效地提高小区边缘用户
的 SI R 和性能 .且该技术不排斥与其他技术 ! 如干扰删除 波束成形技术) 相结合 同时, 可结合 O F D M A 系统 中
各类子载波分配算法进行研究. 使系统获得更好的协调
性能 在实际的布网试验中 , 该技术已经在上海 FuT U R E 4G T D D 试验网中得到了应用 由于小区格局的不规则和
等 未来的移动通信对频率效率的要求很高 , 其中就有针 对 4G 移动通信提出的提高频率利用率 同频组网的需求 频谱复用因子需要尽可能地接近 1, 也就是尽可能将所有 的信道分配给每个小区 当所有信道分配到一个小区中时
小区的话务量将明显提高 如图 1 所示 在满足一定的中
(l)
式中 Pr x 表示用户期望接收到的有用信号功率 ;P , 表示小区内部的千扰功率 ;P ∀ , 表示来自其他相邻小区的 干扰功率 : P n 表示白噪声功率 O FD M A 的接入方式下 , 子载波之间互相正交. 且假 设接收机性能较好. 小区内千扰可以忽略 则小区间干
用的是功率约束条件控制的资源管理 : 而西门子的方案 则是主要针对子载波分配约束条件的资源调度
可及相互之间的调度, 等等
在多蜂窝小区网络中 , R R M 更显复杂. 其中一大挑
战就是 RR M 调度需要解决用户多种多样的Q o S 需求 因
在实际无线通信系统中通常采用蜂窝小区, 若小区
总的频率复用因子为 1, 则小区内部的下行链路发送可有 效地避免移动台受到本小区内干扰 , 但处于小区边缘的 用户会收到相邻小区多个基站的干扰信号. 且不容忽视 为此 我们对小区边缘用户的频率复用因子 ! e u R s e一 ac f to r )
图3 所示 所有的频率资源被分成三分 f l , 口, O 这一控制方式考虑使用小区内与小区边缘的功率谱 密度比因子来进行资源调度. 当小区内与小 区边缘的传 输功率 比为O 时. 相当于小区边缘复用因子为 3 : 当功 率比增加时, 小区内部用户的比特率增加 . 边缘用户比 特率因同信道干扰而减少 但是, 在上述的变化过程中. 小区总的吞吐量在一定范围内是增加的 当功率比增加 到 1 时 相当于整个蜂窝系统的频率系数为 1. 小区边缘
值有明显的提高
同时. 虽然此时的有效带宽只占整个
而采 用更高 的复用 因子所 产生
带宽的 1/ 3 . 但是 SI R 增益弥补了带宽的损失 , 使边缘用
户 的信 道容量 达到最 大
的S I R 的增益弥补不了带宽的损失 该仿真实验的前提是小区内的干扰可忽略 , 因此在
2 0 1∃ 1 游.敲界 65
传播条件的差异, 干扰协调技术在实际应用中更加复杂, 垦待未来继续研究发展 .
参考文献见 ~ dcw . 吨. n c
6 6 DI GI Tc 叽 , ∃ 1
为未来无线网络的流量需要集实时与尽力服务于一体
另
外一大挑战就是频率资源的复用和特定子载波的功率分 配 , 成了相邻小区中复用同一子载波的干扰源 传统的解
日 单独讨论, 过程如下 :
在一个无线蜂窝通信系统中, 小区边缘用户的信噪
比用如下公式表示 :
P SIR = P丽 + P 砍r+ P n
决方法是采用频率复用 复用因子有特定的 1, 3 , 4 . 7