CN101282566B

CN101282566B - 一种干扰抑制方法

Info

Publication number: CN101282566B
Application number: CN2007100738010A
Authority: CN
Inventors: 蔡思东; 刘颖
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2027-04-03
Also published as: CN101282566A; JP5189160B2; JP2010524306A; WO2008119216A1

Abstract

本发明公开了一种干扰抑制方法，由各小区基站和主控模块进行干扰抑制信息交互，主控模块获取各小区主要干扰终端信息；主控模块汇总各小区的干扰终端信息，或者可以加上负载信息，推荐干扰抑制调度方法，发送给对应小区基站；各小区基站根据主控模块推荐的干扰抑制调度方法，结合本小区的调度需求，进行调度，达到抑制或者消除同频干扰的目的。本发明提供的干扰抑制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

一种干扰抑制方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统中的同频干扰抑制方法，特别涉及OFDMA(正交频分复用，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)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，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。

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。

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，但仍存在各种问题。因此，如何进一步提高无线移动通信系统的频谱效率、更好地解决同频组网存在的干扰问题，成为需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，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，提供一种无线通信系统中的同频干扰抑制方法，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。

本发明提供一种无线通信系统中的同频干扰抑制方法，包括如下步骤：

(1)主控模块与各小区基站进行干扰抑制信息交互，获取各小区主要干扰终端信息；

(2)主控模块汇总各小区的干扰终端信息，确定干扰抑制调度方法，并将干扰终端信息和所述干扰抑制调度方法发送给对应的小区基站；

(3)各小区基站根据主控模块发送的干扰抑制调度方法，结合本小区的调度需求，进行调度。

进一步地，

步骤(1)中主要干扰终端信息通过基站上报干扰时隙信息和调度信息由主控模块计算获得，或者直接由基站直接向主控模块汇报主要干扰终端信息；

步骤(2)中主控模块汇总各小区的干扰终端信息，还可以加上负载信息，推荐干扰抑制调度方法。

进一步地，步骤(1)进一步可分为如下步骤：

(101)各小区的基站测量上行各时隙的干扰，将其中较强的干扰时隙信息上报给主控模块；

(102)基站将调度的所有终端序号时隙映射表上报给主控模块；

(103)主控模块根据步骤101、102中上报的信息，依据一定的算法统计各基站对应的相邻小区的主要干扰终端；

其中，较强干扰时隙是各小区最大的N个干扰功率对应的时隙、或是各小区中超过一定干扰功率阈值的时隙、或是两种时隙的组合；

其中，步骤(103)中判定主要干扰终端的算法是在较强干扰时隙被调度的相邻小区终端为主要干扰终端，或者是在一定持续时间内，在较强干扰时隙被调度过N次的终端为主要干扰终端。

另外，步骤(1)进一步也可分为如下步骤：

(1A)基站将调度的较强干扰时隙信息上报给主控模块；

(1B)主控模块将较强干扰时隙信息广播给各基站；

(1C)各基站将较强干扰时隙对应的调度终端序号上报给主控模块；

(1D)主控模块根据基站上报的信息，统计判定各基站对应的相邻小区的主要干扰终端；

其中，步骤(1D)中判定主要干扰终端的算法是在较强干扰时隙被调度的相邻小区终端为主要干扰终端，或者是在一定持续时间内，在较强干扰时隙被调度过N次的终端为主要干扰终端。

在上述的步骤(1)中所述基站与主控模块交互时，还可以将超过一定发射功率的终端定义为主要干扰终端，并且上报给主控模块。

在上述的步骤(1)中进一步还包括：基站将各自的负载情况上报给主控模块。

进一步地，所述步骤(2)进一步可分为如下步骤：

主控模块汇总各小区的上报信息，包括干扰时隙信息、或调度信息、或干扰终端信息、或负载信息、或它们的组合，在确定各个基站的调度实现原则时，采用如下调度方法或它们的组合：

方法1、主控模块根据各小区的主要干扰终端情况制定调度策略，原则为在不同的时域/频域调度不同小区的干扰终端；或

方法2、主控模块根据各小区的主要干扰终端情况制定调度策略，原则为在相同的时域/频域调度不同小区的干扰终端与非干扰终端；或

方法3、主控模块基于各小区的负载情况，将干扰终端可能实施切换的负载较小的小区设置为更高的切换优先级，将干扰终端切换到负载较小的小区，使其有更多可选时频域带宽；或

方法4、各小区对于Qos要求较低的主要干扰终端进行功率降低、速率降低的功控和链路自适应处理。

进一步地，在步骤(1)之前进一步包括：

各小区基站发送包括调度信息的下行和上行链路的控制信息；

各小区基站接收本小区内对应终端的上行数据。

另外，在各基站向主控模块上报与时隙有关的信息时，基站将可用带宽上的时频域资源按照时隙编号，进行上报；

主控模块可以位于主控的基站、或单独的服务器、或者更上一级的接入网关AGW中。

所述基站在接收终端上报的上行数据时，同时估计每个时隙或者突发上的干扰功率，每个基站都维护一张时隙资源与干扰功率的映射表；根据上报的调度信息，所述基站获得时隙资源与终端编号的映射表。

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是典型的无线移动通信系统中的网络配置图；

图2是基站BS1在某时刻的OFDMA系统帧调度示意图；

图3是基站BS2在某时刻的OFDMA系统帧调度示意图；

图4是本发明实施例中进行干扰抑制方法的流程图；

图5是各小区基站与主控模块之间的一种连接关系示意图；

图6是各小区基站与主控模块之间的另一种连接关系示意图；

图7是主控模块与基站之间可能采用的信息交互方式一的示意图；

图8是主控模块与基站之间可能采用的信息交互方式二的示意图；

图9是小区干扰和调度信息的上报示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

为了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，本实施例中提出了一种在无线通信系统中抑制同频干扰的方法，所述的干扰抑制方法应用于一个无线通信系统，典型的一个无线通信系统可以包括以下几个部分：

(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。

如图1所示，是典型的无线移动通信系统中的网络配置图，其中，基站BS1和BS2控制的两个小区相邻。在小区1中，终端SS1和SS2位于BS1的覆盖范围内；在小区2中，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。

图2和图3分别是基站BS1、基站BS2在某时刻的OFDMA(OrthogonalFrequency Division Multiple Access，正交频分多址接入)系统帧调度示意图。如图1、2、3所示，假设基站BS1和BS2为同频组网，当基站SS1和SS3分别被分配在基站BS1和BS2的上行突发1(UL Burstl)上进行数据传输时，由于这两个基站的上行突发的时频区域有重合部分，则两个基站BS在该位置接收到的两个终端SS1、SS2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。

下面以OFDMA系统为例，如图4所示，显示了本实施例的一种在无线通信系统中抑制同频干扰的方法，基本实现步骤如下：

步骤401：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)；

上下行控制信息是指基站和终端之间传递的信息。这里与干扰抑制有关的控制信息主要是(1)基站发送的下行调度信息；(2)基站发送的上行调度信息；(3)基站发送的要求终端上报相关测量信息的请求信息。

步骤402：各小区基站接收本小区内对应终端的上行数据；

所述对应终端是指该小区内所有终端，不需要配置；上行发射功率是终端直接上报的信息；上行干扰是基站根据上行数据计算得到的；调度由基站进行。

步骤403：各小区基站与主控模块交互干扰抑制的相关信息，如干扰时隙信息、干扰终端信息、调度信息、负载信息等，主控模块根据这些上报的信息，依据一定的算法统计各基站对应的相邻小区的主要干扰终端；

干扰时隙信息是基站根据上行数据计算得到的；干扰终端信息可以根据终端上报的发射功率判决得到；调度信息和负载信息都是基站侧本身的信息。

若扩展为多个相邻小区，可以考虑设定主控模块所控制基站的范围。对范围内的基站可以要求全部或者部分上报。

步骤404：主控模块汇总各小区的上报信息，如干扰时隙信息、调度信息、干扰终端信息、负载信息等，并依据一定算法确定推荐的调度实现原则，以尽可能的减轻干扰情况；

步骤405：主控模块将干扰用户信息、调度方法发送给对应小区基站；

所述干扰用户信息至少可以为两种：

(1)为下面实施例中的较强干扰时隙信息；

(2)为根据终端发射功率确定的干扰用户(可以认为当上行发射功率大于一定阈值，即为干扰用户)。如果根据(2)确定了干扰用户信息，调度信息就不需要发送。

另外，还可以根据其他信息来确定干扰用户：比如用户位置、用户的信噪比及功率等。

步骤406：各小区基站根据干扰用户信息和主控模块推荐的干扰抑制调度方法，结合本小区的调度需求，进行实际的调度，达到抑制或者消除同频干扰的目的。

图5、图6分别是各小区基站与主控模块之间的连接关系示意图，各小区基站都可以与主控模块进行上行和下行的消息交互。主控模块可以位于主控的基站(图6所示)、单独的服务器(图5所示)、或者更上一级的控制系统比如接入网关AGW中。

基于上述的连接关系，图4所示的步骤403中各小区基站与主控模块之间的信息交互时，各小区基站与主控模块交互干扰抑制的相关信息，包括：

a)干扰时隙信息；b)调度信息；c)干扰终端信息；d)负载信息等。

其中，a)和b)的组合或者c)可以用于确定主要干扰终端；进一步地，根据主要干扰终端信息、或者根据主要干扰终端信息及d)可以用于确定干扰抑制的调度方法。即：根据干扰时隙信息和调度信息，或者只根据干扰终端信息来确定主要干扰终端，前者为由主控模块计算获得，后者为基站向主控模块上报。

各小区基站与主控模块之间的信息交互，可以通过以下几种流程实现：

流程一，如图7所示：

a)各小区的基站测量上行各时隙的干扰，将其中的较强干扰时隙信息上报给主控模块，

其中，较强干扰时隙可以为下列定义：

定义一：各小区最大的N个干扰功率对应的时隙；

定义二：或者各小区超过一定干扰功率阈值的时隙；

此外也可以采用该两个定义的组合，需要强调一下，这里的时隙泛指调度的带宽资源。

b)基站将调度的所有终端序号时隙映射表上报给主控模块；

c)主控模块根据这些上报的信息，依据一定的算法统计各基站对应的相邻小区的主要干扰终端，其中，干扰终端的判定可以基于以下方法：

方法一：在较强干扰时隙被调度的相邻小区终端为主要干扰终端

方法二：在一定持续时间内，在较强干扰时隙被调度过N次的终端为主要干扰终端。

流程二，如图8所示：

a)基站将调度的较强干扰时隙信息上报给主控模块，

其中，较强干扰时隙可以为下列定义：

定义一：各小区最大的N个干扰功率对应的时隙；

定义二：或者各小区超过一定干扰功率阈值的时隙；

b)主控模块将较强干扰时隙(即图8中的申请时隙)信息广播给各基站；

c)各基站将较强干扰时隙对应的调度终端序号上报给主控模块；

d)主控模块根据这些上报的信息，统计各基站对应的相邻小区的主要干扰终端，

其中，干扰终端的判定可以基于以下方法：

方法一：在较强干扰时隙被调度的相邻小区终端为主要干扰终端；

流程三：

基站还可以将超过一定发射功率的终端定义为主要干扰终端，并且上报给主控模块。

流程四：

在流程一、流程二或者流程三的基础上，基站还可以将各自的负载情况上报给主控模块。

在步骤404中，主控模块汇总各小区的上报信息，如干扰时隙信息、调度信息、干扰终端信息、负载信息等，并依据一定算法确定推荐的调度实现原则，以尽可能的减轻干扰情况。可能的原则为如下方法或这些方法的组合：

方法一：主控模块根据各小区的主要干扰终端情况制定调度策略，原则为尽量在不同的时域/频域调度不同小区的干扰终端，保证主要干扰终端之间不会相互干扰。

方法二：主控模块根据各小区的主要干扰终端情况制定调度策略，原则为尽量在相同的时域/频域调度不同小区的干扰终端与非干扰终端，避免同时调度相邻小区干扰终端时造成的功率攀升，减小同频干扰的影响。

方法三：主控模块基于各小区的负载情况，将干扰终端可能实施切换的负载较小的小区设置为更高的切换优先级，将干扰终端切换到负载较小的小区，使其可以有更多可选时频域带宽，更有可能通过调度避免与其他小区用户的干扰。

方法四：各小区对于Qos要求较低的主要干扰终端进行功率降低、速率降低的功控和链路自适应处理，降低其对其他小区的干扰影响。

在上述的步骤403中，各基站需要向主控模块上报与时隙有关的信息，基站可以将可用带宽上的时频域资源按照时隙编号，如图9所示。

基站BS端在接收上行数据时，可以同时估计每个时隙或者突发上的干扰功率。这样，每个基站都可以维护一张时隙资源与干扰功率的映射表。

另外，根据调度信息，基站还可以获得时隙资源与终端ID的映射表。

尽管本发明结合特定实施例进行了描述，但是对于本领域的技术人员来说，可以在不背离本发明的精神或范围的情况下进行修改和变化。这样的修改和变化被视作在本发明的范围和附加的权利要求书范围之内。

Claims

1.一种无线通信系统中的同频干扰抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤(2)中主控模块汇总各小区的干扰终端信息，还加上负载信息，推荐干扰抑制调度方法。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步可分为如下步骤：

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步可分为如下步骤：

(1A)基站将调度的较强干扰时隙信息上报给主控模块；

(1B)主控模块将较强干扰时隙信息广播给各基站；

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述基站与主控模块交互时，将超过一定发射功率的终端定义为主要干扰终端，并且上报给主控模块。

6.如权利要求3、或4、或5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中进一步还包括：基站将各自的负载情况上报给主控模块。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)进一步可分为如下步骤：

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)之前进一步包括：

各小区基站接收本小区内对应终端的上行数据。

9.如权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其特征在于：

各基站向主控模块上报与时隙有关的信息时，基站将可用带宽上的时频域资源按照时隙编号，进行上报；

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基站在接收终端上报的上行数据时，同时估计每个时隙或者突发上的干扰功率，每个基站都维护一张时隙资源与干扰功率的映射表；

根据上报的调度信息，所述基站获得时隙资源与终端编号的映射表。