CN102065550A - 正交频分复用系统的小区间干扰减轻方法和装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻方法及装置，其中，该方法包括：启用干扰协调方案进行小区间干扰减轻；以及在干扰协调方案不能有效降低小区间干扰的情况下，启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。通过本发明提供的干扰减轻方案，能够更好的降低OFDM系统中小区之间的干扰；和通常的干扰减轻方案相比，该方案具有更加广泛的适用场景，能够获得更好的小区间干扰减轻的效果，从而进一步提升系统容量等网络整体性能并进一步保证用户的QoS，提高系统的频谱效率、吞吐量等性能，同时能够使该方案更好的适应无线环境、系统负荷等因素的动态变化。

Description

正交频分复用系统的小区间干扰减轻方法和装置及终端

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻方法和装置以及一种用户终端。

背景技术

在采用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)传输技术的移动通信系统中，如LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统、WiMAX(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，全球微波互联接入)系统，小区内各个子载波之间是相互正交的，因此小区内干扰的问题已经得到较好的解决。因此对正交频分复用系统而言，各小区受到的干扰主要来自两部分：小区内热噪声和小区间干扰(ICI，Inter-Cell Interference)。传统的通信技术和信号处理技术(如，匹配滤波)已经能够较好的消除热噪声带来的不良影响。对于小区间干扰而言，通常的蜂窝移动通信系统是通过频率复用(即相邻小区使用不同频段的资源)的方法来实现减轻小区间干扰的目的，但是这样直接带来了系统频率资源利用率不高的缺点。

现在的移动通信系统(如，LTE系统)对系统的频谱效率提出了较高的要求，希望频率复用系数尽可能的接近于1(即相邻小区使用完全相同的频域资源)，为了降低小区之间的干扰，并且兼顾小区间信息交互量及接口交互时延等限制因素，各种OFDM系统都采用了相应的小区间干扰减轻方案：WiMAX系统采用了FFR(Fractional FrequencyReuse，部分频率复用)方案；LTE最终采用了半静态ICIC(Inter-CellInterference Coordination，小区间干扰协调)技术来达到减轻小区间干扰的目的，并对小区间交互的负载信息进行了标准化。

以上无论是FFR还是半静态ICIC，都是通过为相邻小区干扰敏感用户尽可能分配相互正交的频率资源来实现的，当系统负荷达到一定的水平之后，此时很难保证为相邻小区干扰敏感用户分配完全正交的资源，因此上述干扰协调/避免的方法均有一些局限性。

另一方面，对于OFDM系统而言，同样可以采用一些基于物理层信号处理的手段来降低小区间干扰，如IRC(Interference RejectionCombine，干扰抑制合并)、SIC(Serial Interference Cancellation，串行干扰消除)、PIC(Parallel Interference Cancellation，并行干扰消除)等物理层干扰消除方案。由于物理层干扰消除方案通常需要对邻小区进行信道估计、需要获取邻小区的相关信息，因此在通常的分布式管理实体之间是无法实现的。另外，物理层干扰方案的性能很大程度上取决于接收端信道性能、接收干扰来源等因素，如：若接收端接收到的干扰由多个弱干扰叠加而成，此时干扰消除方案不能较好的发挥性能。

为了降低小区间干扰、进一步提高频谱效率，WiMAX系统引入了FFR技术，其基本思想是相邻小区之间通过部分频率复用的方式来进行传输，如图1A和图1B所示。对于图中的B区域而言，其可以被相邻的三个小区共同使用，且不需要对发射功率进行任何限制，因此B频段的频率复用系数为1；在图1A中，3个小区的A区域分别位于不同的频段，且任一小区的A区域不会被其他小区使用，因此其频率复用系数是3；对于图1B中除了B频段以外的频段而言，其复用系数为3/2。

在LTE系统中，为了尽可能的实现同频组网，LTE标准决定采用ICIC技术，并定义了ICIC技术所需的在X2接口(eNodeB之间的接口)交互的相关负载信息，如HII(High Interference Indicator，高干扰指示)、OI(Overload Indicator，过载指示)、RNTP(Relative-narrowband Tx Power indicator，相对窄带发射功率指示)等。ICIC技术通过本小区产生的负载信息以及接收到的相邻小区负载信息来做出限制资源使用的决策，并将该决策告知调度、功率控制等模块以达到小区间干扰协调的目的。

调度器、功率控制等模块收到了ICIC模块做出资源使用限制决策后，在为本小区内各调度用户分配频域资源、功率资源时遵循该限制，从而实现小区间相互协调的干扰减轻。

通过上面的描述可以看出，无论是FFR技术还是ICIC技术，都是通过对相邻小区频率资源和功率资源的使用进行限制来实现的。而在实际的系统中，由于用户移动等原因，无线传输环境通常是快速变化的，系统负荷也是动态变化的，因此上述相对静态的FFR、ICIC技术并不能很好地适应系统的变化。

另外，降低干扰的另一类方法是通过物理层信号处理的手段来实现的，如IRC、PIC、SIC等。在无线通信系统中，终端接收到的信号表现为有用信号、干扰信号(包括小区内干扰和小区间干扰)和热噪声的叠加。对于热噪声而言，通常可以通过匹配滤波等手段来实现最佳接收；而对于干扰信号而言，若接收端能通过信号检测等手段估计出干扰信号，则可以将其尽可能的消除。

IRC、PIC、SIC等干扰消除手段正是利用上述思想来从接收信号中提取出所期望的有用信号的：接收端先通过信道估计获取信道的基本特征，然后基于信道估计的结果重构出干扰信号，再将干扰信号从接收信号中减去，其提取出所期望的信号。这种物理层干扰消除技术(如，IRC、PIC、SIC)所能获得的干扰减轻的性能很大程度上取决于能不能准确地在接收端估计和还原出干扰信号，因此对于信道估计提出了较高的要求。

对于小区间干扰而言，若想对其进行准确的估计和重构，则需要获取其它小区的信道信息。因此，干扰消除方案通常具有较高的复杂度，且会对小区之间的信息交互提出较高的要求，因此，通常在分布式小区之间是不容易实现的。另外，为了使干扰消除技术获得较好的性能，同时降低信道估计的复杂度，该技术可能会对相邻小区的资源分配提出一定的要求。

通过为相邻小区干扰敏感用户(如，小区边缘用户)尽可能分配相互正交的资源，WiMAX系统中的FFR技术以及LTE系统中的半静态ICIC等频域协调的方案都能在一定程度上降低小区之间的同频干扰。但是，出于实现复杂度、分布式小区之间信息交互设计及接口传输时延等方面的考虑，上述FFR和半静态ICIC技术通常是一个相对长期的过程。以LTE系统为例，LTE系统的ICIC技术依赖于X2接口(基站间的接口)的相关负载信息的交互，考虑到X2接口容量受限且具有一定的交互时延，因此这种方法在各小区之间交互的信息十分有限，且具有较长的更新周期。LTE标准定义的ICIC相关负载信息及其最小更新周期如下：HII(20ms)、OI(200ms)、RNTP(200ms)；可见，以上依赖X2接口进行的负载信息交互的周期远远大于系统的调度间隔(LTE系统调度间隔为1ms)。

而在实际的场景中，由于用户的随机移动等原因，各用户的信道环境通常是剧烈变化的；另外，各小区的业务负荷也是动态变化的，具体到各次调度，同一小区各次调度之间的差异也是很大的。因此，上述半静态ICIC、FFR等方案通常不能很好的适应系统的动态变化。

因此，由于接口时延和接口容量的限制，上述依赖于集中式管理实体之间的接口进行负载信息交互的干扰协调/减轻技术不能充分的保证资源的高效利用，也不能通过充分的交互小区间干扰减轻可以利用的各种信息来达到降低小区间干扰的目的。所以，基于上述干扰协调/减轻的方法，不能很好的保证资源的高效利用，具有系统频谱效率不高、系统吞吐量性能不理想的缺点。此外，由于ICIC、FFR等的干扰减轻方案是通过为相邻小区干扰敏感用户尽可能的分配相互正交的资源来实现的，当系统负荷达到一定的水平之后，此时想要将完全干扰敏感用户在频域协调开几乎是不可能的，此时通过上述频率协调的方法很难起到较好的干扰减轻效果。

另外，对于通常不存在集中式管理实体的分布式小区而言，由于获取相邻小区的同步、信道估计等信息通常无法实施获取，因此无法通过IRC、PIC、SIC等物理层干扰消除的手段来获得更好的干扰减轻的效果。

目前OFDM系统降低小区间干扰的方法中，尚无通过利用同一集中式管理实体(如eNodeB)内多个小区之间信息交互的特点，将频率协调的FFR、ICIC等方案与物理层干扰消除方案来实施以进一步减轻小区间干扰的公开方案。

发明内容

针对相关技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻方法和装置以及一种用户终端，以解决上述问题中的至少之一。

为实现上述目的，根据本发明的实施例的一个方面，提供了一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻方法，包括：启用干扰协调方案进行小区间干扰减轻；以及在干扰协调方案不能有效降低小区间干扰的情况下，启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。

根据本发明的实施例的另一个方面，提供了一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻装置，包括：干扰协调处理单元，用于启用干扰协调方案进行小区间干扰减轻；以及物理层干扰消除处理单元，用于在干扰协调方案不能有效降低小区间干扰的情况下，启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。

根据本发明的实施例的再一个方面，提供了一种用户终端，包括：物理层干扰消除处理单元，用于启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。

通过本发明提供的干扰减轻方案，能够更好的降低OFDM系统中小区之间的干扰；与通常的干扰减轻方案(如，半静态ICIC)相比，该方案具有更加广泛的适用场景，能够获得更好的小区间干扰减轻的效果，从而进一步提升系统容量等网络整体性能并进一步保证用户的QoS。本发明通过综合考虑集中式管理实体(如，eNodeB)内部各个小区之间信息交互和信息获取的特点，通过将FFR、ICIC等干扰协调技术与物理层干扰消除结合实施，可以进一步减轻小区间干扰，提高系统的频谱效率、吞吐量等性能，同时能够使该方案更好的适应无线环境、系统负荷等因素的动态变化。

附图说明

图1是相关技术中的FFR原理示意图；

图2是根据本发明的实施例的用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻方法的流程图；

图3A和图3B是根据本发明的实施例的一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻装置；

图4A和图4B是根据本发明的实施例的用户终端的示意图；

图5是根据本发明的实施例的接收端物理层自行判断物理层干扰消除案激活的处理流程图；

图6是根据本发明的实施例的高层指示的物理层干扰消除激活基本流程图；以及

图7是根据本发明的实施例的物理层激活处理流程的示意图。

具体实施方式

由于通常的OFDM系统仅规定了各个管理实体之间进行干扰减轻的方案(如LTE系统仅规定了eNodeB之间采用半静态ICIC方案实现小区间干扰减轻)，而并未明确在一个管理实体内部的各个小区之间如何进行干扰减轻。实际上，当系统中存在集中式的管理实体时(如：多个小区同属于一个eNodeB(基站))，同属于一个集中式管理实体的各个小区之间的信息交互量及接口时延已经不再是制约小区间干扰减轻方案实施的因素，因此，可以采取更优化的方法来达到减轻小区间干扰的目的。

本发明主要针对传统的干扰协调方案(如，FFR、ICIC)存在的缺陷进行了改进，结合集中式管理实体内部信息获取和信息交互的特点，提出一种优化的小区间干扰减轻的方案。该方案的基本思路是当系统负荷较轻时通过启用干扰协调方案来减轻小区间干扰；当干扰协调不能有效的降低小区间干扰时，则通过结合物理层干扰消除方案来进一步减轻小区间干扰。通过本发明提供的干扰减轻方案，能够更好的降低LTE系统小区之间的干扰；与通常的干扰减轻方案(如，半静态ICIC)相比，该方案具有更加广泛的适用场景，能够获得更好的小区间干扰减轻的效果，从而进一步提升系统容量等网络整体性能并进一步保证用户的QoS(Quality of Service，服务质量)。

图2是根据本发明的实施例的一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻方法。如图2所示，该方法包括：

步骤S202，启用干扰协调方案进行小区间干扰减轻；以及

步骤S204，在干扰协调方案不能有效降低小区间干扰的情况下，启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。

其中，可以配置默认干扰协调方案，在没有激活其他干扰协调方案的情况下，采用默认干扰协调方案进行小区间干扰减轻。也可以配置一个或多个干扰协调方案，采用激活机制来启用一个或多个干扰协调方案。

干扰协调方案可以包括以下至少一种：部分频率复用、软频率复用、以及静态/半静态/动态小区间干扰协调。

上述激活机制可以包括以下至少之一：统计一段时间内正交频分复用系统的负荷水平并将负荷水平与预先设定的负荷门限进行比较；实时测量各个小区内的各个频段的干扰水平，并将干扰水平与预先设定的干扰容限值进行比较；以及在判定负荷水平高于负荷门限和/或干扰水平高于干扰容限值的情况下，激活一个或多个干扰协调方案。

可以配置默认物理层干扰消除方案，在没有激活其他物理层干扰消除方案的情况下，采用默认物理层干扰消除方案进行同一个集中式管理实体内部的各个小区之间的干扰消除。也可以配置一个或多个物理层干扰消除方案，采用激活机制来启用一个或多个物理层干扰消除方案。

物理层干扰消除方案包括以下至少一种：干扰抑制合并、串行干扰消除、以及并行干扰消除。

可以采用物理层自行激活机制来启用一个或多个物理层干扰消除方案。在接收端是基站的情况下，接收端物理层根据以下至少一种信息判断是否启用一个或多个物理层干扰消除方案：当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策、小区干扰水平、各个物理资源块上的接收干扰功率信息、各个物理资源块上的接收热噪声功率信息、系统负荷水平、基站内部各个小区的资源分配信息、以及相邻小区使用各个物理资源块的用户终端的位置信息。在接收端是用户终端的情况下，接收端物理层估计接收端的信干噪比，在信干噪比低于预定门限值时启用物理层干扰消除方案。

在满足以下至少一个条件时，物理层自行激活机制启用一个或多个物理层干扰消除方案，条件包括：上行中的物理资源块上的接收干扰功率比接收热噪声功率大且超过接收热噪声功率达到预定门限值；上行中的负荷水平达到预定门限值；以及基站内调度的上行传输中存在当前小区与相邻小区边缘用户使用同频资源的情况。

在激活物理层干扰消除方案的情况下，基站向接收端告知以下至少一种信息：需要进行干扰消除的相邻小区参考信号基序列、相邻小区干扰终端使用的循环移位、以及邻小区相关的资源分配结果。

可以采用高层决策激活机制来启用一个或多个物理层干扰消除方案。由基站的高层根据以下至少一种信息判定是否启用物理层干扰消除方案：当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策、小区干扰水平、以及系统负荷水平。

当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策可以不考虑是否激活物理层干扰消除方案。在当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策考虑了激活物理层干扰消除方案的情况下，高层为相邻小区可能造成强干扰的用户分配完全相同的资源。

图3A是根据本发明的实施例的一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻装置，包括：干扰协调处理单元302，用于启用干扰协调方案进行小区间干扰减轻；以及物理层干扰消除处理单元304，用于在干扰协调方案不能有效降低小区间干扰的情况下，启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。

干扰协调处理单元302可以包括：测量统计信息收集和处理模块302A-2，用于收集用于判定是否激活干扰协调方案的测量统计信息；高层干扰协调激活决策模块302A-4，用于根据所收集的测量统计信息判定是否激活干扰协调方案；高层干扰协调执行模块302A-6，用于在判定激活干扰协调方案的情况下，启用干扰协调方案来进行小区间干扰消除；以及调度器302A-8，用于为正交频分复用系统中的集中式管理实体内部的各个小区的用户调度和分配资源。

物理层干扰消除处理单元304可以包括：测量统计信息收集和处理模块304A-2，用于收集用于判定是否激活干扰协调方案的测量统计信息；物理层干扰消除方案激活决策模块304A-4，用于判定是否激活物理层干扰消除方案；以及物理层干扰消除执行模块304A-6，用于在判定激活物理层干扰消除方案的情况下，启用物理层干扰消除方案来进行小区间干扰消除。

干扰协调方案可以包括以下至少一种：部分频率复用、软频率复用、以及静态/半静态/动态小区间干扰协调。

高层干扰协调激活决策模块可以判定采用默认干扰协调方案进行小区间干扰减轻，也可以根据负荷水平和/或干扰水平判定采用一个或多个干扰协调方案进行小区间干扰减轻。

物理层干扰消除方案激活决策模块可以采用默认物理层干扰消除方案进行同一个集中式管理实体内部的各个小区之间的干扰消除。

在接收端为基站的情况下，物理层干扰消除方案激活决策模块根据以下至少一种信息判定是否激活一个或多个物理层干扰消除方案：当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策、小区干扰水平、各个物理资源块上的接收干扰功率信息、各个物理资源块上的接收热噪声功率信息、系统负荷水平、基站内部各个小区的资源分配信息、以及相邻小区使用各个物理资源块的用户终端的位置信息。

在接收端是用户终端的情况下，物理层干扰消除方案激活决策模块估计接收端的信干噪比，在信干噪比低于预定门限值时启用物理层干扰消除方案。

图3B是根据本发明的实施例的一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻装置，包括：干扰协调处理单元302，用于启用干扰协调方案进行小区间干扰减轻；以及物理层干扰消除处理单元304，用于在干扰协调方案不能有效降低小区间干扰的情况下，启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。其中，资源分配不考虑物理层干扰消除激活因素。

干扰协调处理单元302可以包括：测量统计信息收集和处理模块302B-2，用于收集用于判定是否激活干扰协调方案的测量统计信息；高层干扰协调激活决策模块302B-4，用于根据所收集的测量统计信息判定是否激活干扰协调方案；高层干扰协调执行模块302B-6，用于在判定激活干扰协调方案的情况下，启用干扰协调方案来进行小区间干扰消除；调度器302B-8，用于为正交频分复用系统中的集中式管理实体内部的各个小区的用户调度和分配资源；以及物理层干扰消除方案激活决策模块302B-10，用于将关于是否进行物理层干扰消除的判定信息传输至物理层干扰消除处理装置；以及物理层干扰消除信息交互模块302B-12，用于与发送端进行物理层干扰消除信息的交互。

物理层干扰消除处理单元304包括：物理层干扰消除信息接收模块304B-2，用于与物理层干扰消除信息交互模块进行物理层干扰消除信息交互；以及物理层干扰消除执行模块304B-4，用于接收来自物理层干扰消除方案激活决策模块的关于是否进行物理层干扰消除的判定信息以及来自物理干扰消除信息接收模块的交互信息，并根据判定信息和交互信息确定是否启用物理层干扰消除方案，在激活物理层干扰消除方案的情况下，执行物理层干扰消除方案来进行小区间干扰消除。

干扰协调方案可以包括以下至少一种：部分频率复用、软频率复用、以及静态/半静态/动态小区间干扰协调。

高层干扰协调激活决策模块可以判定采用默认干扰协调方案进行小区间干扰减轻，也可以根据负荷水平和/或干扰水平判定采用一个或多个干扰协调方案进行小区间干扰减轻。

物理层干扰消除方案可以包括以下至少一种：干扰抑制合并、串行干扰消除、以及并行干扰消除。

高层干扰消除方案激活决策模块可以根据以下至少一种信息判断是否激活一个或多个物理层干扰消除方案：当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策、小区干扰水平、各个物理资源块上的接收干扰功率信息、各个物理资源块上的接收热噪声功率信息、系统负荷水平、基站内部各个小区的资源分配信息、以及相邻小区使用各个物理资源块的用户终端的位置信息。

高层干扰消除方案激活决策模块不考虑是否激活物理层干扰消除方案来得出当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策。

高层干扰消除方案激活决策模块考虑激活物理层干扰消除方案来得出当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策。

图4A和图4B示出了根据本发明的实施例的用户终端的示意图。如图4A和图4B所示，该用户终端包括：物理层干扰消除处理单元400，用于启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。

该物理层干扰消除处理单元400可以包括：测量统计信息收集和处理模块402A，用于收集用于判定是否激活干扰协调方案的测量统计信息；物理层干扰消除方案激活决策模块404A，用于判定是否激活物理层干扰消除方案；以及物理层干扰消除执行模块406A，用于在判定激活物理层干扰消除方案的情况下，启用物理层干扰消除方案来进行小区间干扰消除。

其中，该物理层干扰消除方案激活决策模块采用默认物理层干扰消除方案进行同一个集中式管理实体内部的各个小区之间的干扰消除。物理层干扰消除方案可以包括以下至少一种：干扰抑制合并、串行干扰消除、以及并行干扰消除。物理层干扰消除方案激活决策模块估计用户终端的信干噪比，在信干噪比低于预定门限值时启用物理层干扰消除方案。

其中，该物理层干扰消除处理单元400可以包括：物理层干扰消除信息接收模块402B，用于与基站进行物理层干扰消除信息交互；以及物理层干扰消除执行模块404B，用于接收来自基站的关于是否进行物理层干扰消除的判定信息以及来自物理干扰消除信息接收模块的交互信息，并根据判定信息和交互信息确定是否启用物理层干扰消除方案，在激活物理层干扰消除方案的情况下，执行物理层干扰消除方案来进行小区间干扰消除。

根据本发明的实施例的干扰减轻方案的具体如下：

A、通过对系统负荷、干扰水平等因素的测量和统计判断是否需要在各个集中式管理实体之间激活FFR、半静态ICIC干扰协调等方案进行干扰减轻；若需要激活，则集中式管理实体通过综合考虑管理实体内部各小区之间的干扰协调信息、管理实体间相邻小区的负载信息、频率复用规则、用户分组等因素实现各个小区之间的干扰协调方案；

B、在集中式管理实体内部各个小区进行调度和资源分配过程中，通过系统负荷水平等因素判断当前的干扰协调方案能否达到满意的干扰协调效果，若不能获得满意的干扰协调效果，则通过采用物理层干扰消除方案来达到进一步减轻小区间干扰水平的目的，同时保证集中式管理实体内部各小区进行物理层干扰消除所需的信息可以实时获取和更新。

对于步骤A，根据实现方法的不同，可能需要先判断FFR、ICIC等干扰减轻方案是否需要激活。其可能采取的实现方法如下：

方法1：在各个集中式管理实体中配置一种默认的干扰协调方案，该默认的干扰协调方案作用于不同管理实体下的相邻小区之间(或进一步作用于同一个集中式管理实体内部的各个小区之间)；此时，无论各小区的干扰情况如何，若无相应的机制激活其它干扰减轻方案，则默认启用该方案进行干扰协调/减轻。对于此默认干扰协调方案而言，不需要设计额外的机制将其激活。

方法2：在各个集中式管理实体中并不配置默认的干扰协调方案，若需要启用FFR、ICIC等干扰协调方案，则需要设计相应的激活机制用于触发干扰协调方案的启用。

对于方法1中启用非默认配置的干扰减轻方案以及方法2而言，均需要设计相应的激活机制来启用干扰协调方案。

一种可行的干扰协调激活方案如下：

1)、统计一段时间内系统的负荷水平，并将其与预先设定的负荷门限相比较；

2)、实时测量各个小区内各频段的干扰水平，并将其与预先设定的干扰容限值比较；

3)、若在1)或2)中判定当前系统负荷水平高于预先设定的负荷门限或干扰水平高于预先设定的干扰容限，则激活FFR、静态/半静态/动态ICIC、动态协调调度等干扰协调/减轻方案。

对于1)，系统的负荷水平可以通过统计一段时间内为进行数据传输所需要的资源数目或统计一段时间内各小区的实际资源利用率相比较而得到；对于2)，各小区在各个频段上的干扰水平可以通过实时测量各个资源块上的干扰和热噪声水平而得到。

对于步骤A，若激活了相应的干扰协调方案(包括默认使用的干扰协调方案)，则根据采用的干扰协调方案对各个小区的功率、频率资源的分配采用相应的限制。例如，若激活了FFR方案，则按照图1所示的方式决定各个小区相应得频率资源是否可以使用，以及在各频率上的最大发射功率是多少。

对于步骤B，根据实现方法的不同，可能需要在各小区进行调度和资源分配之前判断IRC、PIC、SIC等物理层干扰消除方案是否需要激活。其可能采取的实现方法如下：

方法1：在各个集中式管理实体中配置一种默认的物理层干扰消除方案，该默认的干扰消除方案作用于同一个集中式管理实体内部的各个小区之间；此时，无论各小区的干扰情况如何，若无相应的机制激活其它物理层干扰消除方案，则默认启用该方案进行干扰消除。对于此默认的物理层干扰消除方案而言，不需要设计额外的机制将其激活。方法1的缺点是，当小区间干扰不是很大时，默认的干扰消除方案并不能带来多大的处理增益，但是会引入一定的计算复杂度。

方法2：在各个集中式管理实体中不需要配置默认的干扰协调方案，若要启用IRC、PIC、SIC等物理层干扰消除方案，则需要设计相应的激活机制用于触发干扰消除方案的启用。

对于方法1中启用非默认配置的干扰消除方案以及方法2而言，均需要设计相应的激活机制来启用物理层干扰消除方案。根据做出物理层干扰消除激活决策的对象不同，可以分为两大类：物理层自行激活以及高层决策激活；考虑到资源分配时的不同决策，高层决策激活又可以分为两种：资源分配不考虑物理层干扰消除的方案以及资源分配考虑物理层干扰消除的方案。

方案a)：物理层自行判断干扰消除激活的方案：

该方案的具体实施如下：

1)在根据步骤A确定了所激活的干扰协调/减轻方案以后，集中式管理实体内各小区的调度方式也就随之确定了，各小区的调度器按照选择的调度方式完成集中式管理实体内部各小区的用户调度和资源分配。在资源分配中仅考虑高层的干扰协调方案对资源分配的影响，如为相邻小区干扰敏感用户尽可能分配相互正交的资源。

2)在接收端进行信号解码和解调时，先进行物理层干扰消除激活判断，若判断需要为某UE激活物理层干扰消除方案，则获取所需的相邻小区信息(如，相邻小区的参考信号基序列、干扰UE的基序列的循环移位、干扰UE的资源占用情况等)，然后采用物理层干扰消除的方案解码相应UE的信号。

接收端物理层自行判断是否激活物理层干扰消除方案的基本流程如图5所示，接收端物理层激活判断也需要参考干扰、负荷水平、集中式管理实体内部各小区的资源分配等信息。

图5是根据本发明的实施例的接收端物理层自行判断物理层干扰消除方案激活的处理流程图。如图5所示，该处理包括以下步骤：

步骤S502，获取接收端物理层激活判断所需的信息；

步骤S504，接收端物理层基于设定的规则决定是否激活物理层干扰消除方案；以及

步骤S506，根据所选择的物理层干扰消除方案的处理流程进行物理层信号的解码和解调。

对于上、下行链路而言，进行信号接收、检测、解调、译码的实体是不同的：对于上行来说，进行信号接收的是基站，对于下行来说，进行信号接收的是UE，因此，上、下行接收端自行激活物理层判断能使用的信息、以及激活判断的方法是有所差别的。

对于上行系统而言，由于进行高层干扰协调/减轻决策、上行调度、以及信号接收的都是基站本身，因此上行接收端自行进行物理层干扰消除激活决策可用的信息较为丰富：包括上行各个PRB上的干扰水平、各个PRB上的热噪声水平、上行系统负荷、基站内部各小区的资源分配信息、以及相邻小区使用各个PRB的UE的位置信息等等。

对于上行物理层自行进行激活决策的方案而言，可以参考以下方法：

1)若上行各PRB上的接收干扰功率比接收热噪声功率大，且超过接收热噪声功率达到一定的门限值；

2)若上行系统负荷水平达到预先设定的门限值；

3)若本基站内调度的上行传输中，存在本小区与相邻小区边缘用户使用同频资源的情况；

4)在(1)、(2)、(3)中，若有一个或多个条件满足，则为相应的UE或相应的PRB开启物理层干扰消除方案。

对于下行系统而言，由于进行高层干扰协调/减轻和调度决策的都是基站，进行信号接收的则是UE，而UE并不能知道相邻小区的调度和资源使用情况，也不能直接获取本小区的负荷信息，此时，可以采取以下的方法进行物理层干扰减轻激活决策：

在进行激活决策之前，先估计接收端的信干噪比，该信干噪比可以是下行参考符号的信干噪比，也可以是实际接收数据的信干噪比，若该信干噪比低于一定的门限值，则UE激活物理层干扰消除方案进行数据的解调、译码、接收。

方案b)：高层指示物理层干扰消除激活方案1：

该方案的具体实施如下：

1)在根据步骤A确定了所激活的干扰协调/减轻方案以后，集中式管理实体内各小区的调度方式也就随之确定了，各小区的调度器按照选择的调度方式完成集中式管理实体内部各小区的用户调度和资源分配。在资源分配中仅考虑高层的干扰协调方案对资源分配的影响，如为相邻小区干扰敏感用户尽可能分配相互正交的资源。此种情况下，若高层干扰协调的原则无法保证，则指示接收端激活物理层干扰消除方案。

2)在接收端进行信号解码和解调时，根据高层指示的结果选择接收端处理方案：如受到物理层方案激活指示，则采用物理层干扰消除的方案解码相应UE的信号。

图6是根据本发明的实施例的高层指示的物理层干扰消除激活基本流程图，其中，资源分配不考虑物理层干扰消除。该方案的物理层激活流程如图6所示，该流程包括以下步骤：

步骤S602，遍历待调度用户队列，按照FFR/静态/半静态/动态干扰协调等资源分配方式分配频率资源；

步骤S604，判定是否需要激活物理层干扰消除方案；以及

步骤S606，根据调度结果指示哪些用户需要激活物理层干扰消除，开启支持相应的信息接口。

在图6中，若高层指示物理层干扰消除方案激活，则需要开启相应的信息接口，以保证在进行IRC/PIC/SIC等物理层干扰消除方案时所需的其它小区参考信号基序列、相邻小区干扰终端使用的循环移位、以及相邻小区资源分配的结果信息可以在物理层进行干扰消除时可以获知。在图6中，判断物理层干扰减轻方案的激活与否的方法如下：

集中式管理实体在完成所辖所有小区的每次调度和资源分配之后，通过将各个小区的调度和资源分配信息在各个小区之间进行交互或进行集中存储的方法，使得各个小区的调度器均能获知集中式管理实体内部各小区之间的资源分配信息。然后将各个小区的资源分配信息进行比较，若发现相邻小区干扰敏感用户使用了相同的频域资源，则结合定时关系指示接收端激活物理层干扰消除方案。为了进行更加准确的激活判断，上述过程还可以进一步结合系统的负荷水平、干扰水平等信息进行综合决策。

方案c)：高层指示物理层干扰消除激活方案2：

该方案的具体实施如下：

1)在进行调度和资源分配之前，先需要根据测量得到的上行系统干扰情况(如上行IoT水平)、统计得到的小区业务负荷等因素进行物理层干扰消除激活判断。

2)当确定了高层干扰减轻方案和物理层干扰消除激活与否之后，各个集中式管理实体所支持的调度方式就确定了：若不激活物理层干扰消除方案，则基于高层干扰协调/减轻确定的规则进行资源分配；若确定激活物理层干扰消除方案，则按照干扰协调的规则尽量为干扰敏感用户分配正交的资源，若干扰协调的原则无法保证，则在物理层方案激活的前提下分配可能发生强干扰的资源(如，为两个处于相邻小区切换带的用户分配同频资源)，同时，开启物理层干扰消除方案所需的信息交互接口。

3)在接收端进行信号解码和解调时，根据高层指示的结果选择接收端处理方案：如收到物理层方案激活指示，则采用物理层干扰消除的方案解码相应UE的信号。

根据本发明的实施例的物理层激活处理流程如图7所示，其中资源分配考虑物理层干扰消除，该处理包括以下步骤：

步骤S702，获取判断物理层干扰消除方案激活所需的测量、统计信息；

步骤S704，根据所获得的测量、统计信息判断是否激活物理层干扰消除方案；

步骤S706，如果判定激活物理层干扰消除方案，则确定是否已经完成本次调度的资源分配，如果完成分配则进行步骤S712；

步骤S708，判定当前用户是否满足进行物理层干扰消除的条件；

步骤S710，如果当前用户不满足进行物理层干扰消除的条件，则按照干扰协调/减轻的资源分配方式分配资源；

步骤S712，如果当前用户满足进行物理层干扰消除的条件，则按照事先设定的资源分配方式分配需要进行物理层干扰消除的资源，并标记相应的资源；

步骤S714，根据调度的结果指示哪些用户需要进行物理层干扰消除，并开启相应的信息接口；

步骤S716，如果不需要激活物理层干扰消除方案，则遍历完所有待调度用户，按照干扰协调/减轻的资源分配方式分配资源。

其中，若高层指示物理层干扰消除方案激活，则需要开启相应的信息接口，以保证在进行IRC/PIC/SIC等物理层干扰消除方案时所需的其它小区参考信号基序列、相邻小区干扰终端使用的循环移位、以及相邻小区资源分配的结果信息可以在物理层进行干扰消除时可以获知。

在图7中，将触发接收端物理层干扰消除方案激活的原因有两个，即：按照干扰协调的思路分配资源而不能将相邻小区干扰敏感用户完全协调开时，以及根据物理层干扰消除的特点为相邻小区干扰敏感用户分配相同的资源时。

本发明综合考虑高层小区间干扰协调以及物理层干扰消除技术的跨层小区间干扰减轻，系统可以根据干扰负荷情况，判决所采用的具体干扰减轻方法。

在干扰协调与物理层干扰消除结合的过程中，采用的干扰协调方案包括但不限于FFR、SFR(Soft Frequency Reuse，软频率复用)、静态/半静态/动态ICIC、动态协调调度等，采用的物理层干扰消除方案包括但不限于IRC、SIC、PIC等等；

在进行干扰协调之前，为了尽量的减少不必要的计算复杂度，根据系统负荷水平和各个频段上的干扰水平进行干扰协调/减轻激活决策的方法；

在进行调度和资源分配时，为了尽量的减少不必要的计算复杂度，按照一定的机制进行物理层干扰消除激活判断的方法；

在进行物理层干扰消除激活决策时，若接收端是基站，由接收端物理层根据本小区以及相邻小区的调度和资源分配决策、小区干扰水平、各个资源块上的接收干扰功率信息、各个资源块上的接收热噪声功率信息、系统负荷水平等参数自行进行激活决策的方法；

在激活物理层干扰消除方案时，为了接收端能够顺利地进行物理层干扰消除，基站向接收端告知需要进行干扰消除的相邻小区参考信号基序列、相邻小区干扰终端使用的循环移位、以及邻小区相关的资源分配结果等信息。

通过本发明提供的干扰减轻方案，能够更好的降低OFDM系统中小区之间的干扰。与通常的干扰减轻方案(如，半静态ICIC)相比，该方案具有更加广泛的适用场景，能够获得更好的小区间干扰减轻的效果，从而进一步提升系统容量等网络整体性能并进一步保证用户的QoS。本方案通过综合考虑集中式管理实体(如，eNodeB)内部各个小区之间信息交互和信息获取的特点，通过将FFR、ICIC等干扰协调技术与物理层干扰消除结合实施，可以进一步减轻小区间干扰，提高系统的频谱效率、吞吐量等性能，同时能够使该方案更好的适应无线环境、系统负荷等因素的动态变化。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (39)

1.一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻方法，其特征在于，包括：

启用干扰协调方案进行小区间干扰减轻；以及

在所述干扰协调方案不能有效降低小区间干扰的情况下，启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置默认干扰协调方案，在没有激活其他干扰协调方案的情况下，采用所述默认干扰协调方案进行小区间干扰减轻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置一个或多个干扰协调方案，采用激活机制来启用一个或多个所述干扰协调方案。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述干扰协调方案包括以下至少一种：部分频率复用、软频率复用、以及静态/半静态/动态小区间干扰协调。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述激活机制包括：

统计一段时间内所述正交频分复用系统的负荷水平并将所述负荷水平与预先设定的负荷门限进行比较；

实时测量各个小区内的各个频段的干扰水平，并将所述干扰水平与预先设定的干扰容限值进行比较；以及

在判定所述负荷水平高于所述负荷门限和/或所述干扰水平高于所述干扰容限值的情况下，激活所述一个或多个干扰协调方案。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置默认物理层干扰消除方案，在没有激活其他物理层干扰消除方案的情况下，采用所述默认物理层干扰消除方案进行同一个集中式管理实体内部的各个小区之间的干扰消除。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，配置一个或多个物理层干扰消除方案，采用激活机制来启用一个或多个所述物理层干扰消除方案。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述物理层干扰消除方案包括以下至少一种：干扰抑制合并、串行干扰消除、以及并行干扰消除。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用物理层自行激活机制来启用一个或多个所述物理层干扰消除方案。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在接收端是基站的情况下，接收端物理层根据以下至少一种信息判断是否启用一个或多个所述物理层干扰消除方案：当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策、小区干扰水平、各个物理资源块上的接收干扰功率信息、各个物理资源块上的接收热噪声功率信息、系统负荷水平、基站内部各个小区的资源分配信息、以及相邻小区使用各个物理资源块的用户终端的位置信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在满足以下至少一个条件时，所述物理层自行激活机制启用一个或多个所述物理层干扰消除方案，所述条件包括：

上行中的物理资源块上的接收干扰功率比接收热噪声功率大且超过接收热噪声功率达到预定门限值；

上行中的负荷水平达到预定门限值；以及

所述基站内调度的上行传输中存在当前小区与相邻小区边缘用户使用同频资源的情况。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在接收端是用户终端的情况下，接收端物理层估计所述接收端的信干噪比，在所述信干噪比低于预定门限值时启用所述物理层干扰消除方案。

13.根据权利要求10或12所述的方法，其特征在于，在激活物理层干扰消除方案的情况下，基站向接收端告知以下至少一种信息：需要进行干扰消除的相邻小区参考信号基序列、相邻小区干扰终端使用的循环移位、以及邻小区相关的资源分配结果。

14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用高层决策激活机制来启用一个或多个所述物理层干扰消除方案。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，由基站的高层根据以下至少一种信息判定是否启用物理层干扰消除方案：当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策、小区干扰水平、以及系统负荷水平。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策不考虑是否激活物理层干扰消除方案。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策考虑激活物理层干扰消除方案。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策考虑了激活物理层干扰消除方案的情况下，高层为相邻小区可能造成强干扰的用户分配完全相同的资源。

19.一种用于正交频分复用系统的小区间干扰减轻装置，其特征在于，包括：

干扰协调处理单元，用于启用干扰协调方案进行小区间干扰减轻；以及

物理层干扰消除处理单元，用于在所述干扰协调方案不能有效降低小区间干扰的情况下，启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。

20.根据权利要求19所述的单元，其特征在于，所述干扰协调处理单元包括：

测量统计信息收集和处理模块，用于收集用于判定是否激活干扰协调方案的测量统计信息；

高层干扰协调激活决策模块，用于根据所收集的测量统计信息判定是否激活干扰协调方案；

高层干扰协调执行模块，用于在判定激活所述干扰协调方案的情况下，启用干扰协调方案来进行小区间干扰消除；以及

调度器，用于为所述正交频分复用系统中的集中式管理实体内部的各个小区的用户调度和分配资源。

21.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述物理层干扰消除处理单元包括：

测量统计信息收集和处理模块，用于收集用于判定是否激活干扰协调方案的测量统计信息；

物理层干扰消除方案激活决策模块，用于判定是否激活物理层干扰消除方案；以及

物理层干扰消除执行模块，用于在判定激活所述物理层干扰消除方案的情况下，启用所述物理层干扰消除方案来进行小区间干扰消除。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的装置，其特征在于，所述干扰协调方案包括以下至少一种：部分频率复用、软频率复用、以及静态/半静态/动态小区间干扰协调。

23.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述高层干扰协调激活决策模块判定采用默认干扰协调方案进行小区间干扰减轻。

24.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述高层干扰协调激活决策模块根据负荷水平和/或干扰水平判定采用一个或多个干扰协调方案进行小区间干扰减轻。

25.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述物理层干扰消除方案激活决策模块采用所述默认物理层干扰消除方案进行同一个集中式管理实体内部的各个小区之间的干扰消除。

26.根据权利要求19至21中任一项所述的装置，其特征在于，所述物理层干扰消除方案包括以下至少一种：干扰抑制合并、串行干扰消除、以及并行干扰消除。

27.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，在所述物理层干扰消除处理单元位于基站侧的情况下，所述物理层干扰消除方案激活决策模块根据以下至少一种信息判定是否激活一个或多个所述物理层干扰消除方案：当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策、小区干扰水平、各个物理资源块上的接收干扰功率信息、各个物理资源块上的接收热噪声功率信息、系统负荷水平、基站内部各个小区的资源分配信息、以及相邻小区使用各个物理资源块的用户终端的位置信息。

28.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，在所述物理层干扰消除处理单元位于用户终端侧的情况下，所述物理层干扰消除方案激活决策模块估计接收端的信干噪比，在所述信干噪比低于预定门限值时启用所述物理层干扰消除方案。

29.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述干扰协调处理单元还包括：

物理层干扰消除信息交互模块，用于与所述发送端进行物理层干扰消除信息的交互；以及

物理层干扰消除方案激活决策模块，用于将关于是否进行物理层干扰消除的判定信息传输至所述物理层干扰消除处理装置。

30.根据权利要求29所述的装置，其特征在于，所述物理层干扰消除处理单元包括：

物理层干扰消除信息接收模块，用于与所述物理层干扰消除信息交互模块进行物理层干扰消除信息交互；以及

物理层干扰消除执行模块，用于接收来自物理层干扰消除方案激活决策模块的关于是否进行物理层干扰消除的判定信息以及来自所述物理干扰消除信息接收模块的交互信息，并根据所述判定信息和交互信息确定是否启用所述物理层干扰消除方案，在激活所述物理层干扰消除方案的情况下，执行所述物理层干扰消除方案来进行小区间干扰消除。

31.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述高层干扰消除方案激活决策模块根据以下至少一种信息判断是否激活一个或多个所述物理层干扰消除方案：当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策、小区干扰水平、各个物理资源块上的接收干扰功率信息、各个物理资源块上的接收热噪声功率信息、系统负荷水平、基站内部各个小区的资源分配信息、以及相邻小区使用各个物理资源块的用户终端的位置信息。

32.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述高层干扰消除方案激活决策模块确定所述当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策时不考虑是否激活物理层干扰消除方案。

33.根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述高层干扰消除方案激活决策模块确定所述当前小区及相邻小区的调度和资源分配决策时考虑激活物理层干扰消除方案。

34.一种用户终端，其特征在于，包括：物理层干扰消除处理单元，用于启用物理层干扰消除方案进行小区间干扰消除。

35.根据权利要求34所述的用户终端，其特征在于，所述物理层干扰消除处理单元包括：

测量统计信息收集和处理模块，用于收集用于判定是否激活干扰协调方案的测量统计信息；

物理层干扰消除方案激活决策模块，用于判定是否激活物理层干扰消除方案；以及

物理层干扰消除执行模块，用于在判定激活所述物理层干扰消除方案的情况下，启用所述物理层干扰消除方案来进行小区间干扰消除。

36.根据权利要求35所述的用户终端，其特征在于，所述物理层干扰消除方案激活决策模块采用所述默认物理层干扰消除方案进行同一个集中式管理实体内部的各个小区之间的干扰消除。

37.根据权利要求34至36中任一项所述的用户终端，其特征在于，所述物理层干扰消除方案包括以下至少一种：干扰抑制合并、串行干扰消除、以及并行干扰消除。

38.根据权利要求34所述的用户终端，其特征在于，所述物理层干扰消除方案激活决策模块估计所述用户终端的信干噪比，在所述信干噪比低于预定门限值时启用所述物理层干扰消除方案。

39.根据权利要求34所述的用户终端，其特征在于，所述物理层干扰消除处理单元包括：

物理层干扰消除信息接收模块，用于与基站进行物理层干扰消除信息交互；以及

物理层干扰消除执行模块，用于接收来自所述基站的关于是否进行物理层干扰消除的判定信息以及来自所述物理干扰消除信息接收模块的交互信息，并根据所述判定信息和交互信息确定是否启用所述物理层干扰消除方案，在激活所述物理层干扰消除方案的情况下，执行所述物理层干扰消除方案来进行小区间干扰消除。

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