WO2008119216A1 - Procédé de suppression d'interférence de fréquence commune dans un système de communication sans fil - Google Patents

Description

一种无线通信系统中的同频干扰抑制方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信领域，特别涉及一种无线通信系统中的同频干 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千扰、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、 功控技术等可以緩解。

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" 。 千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，，， IEEE802.20 MBFDD / 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

本发明所解决的技术问题是提供一种无线通信系统中的同频干扰抑制 方法， 解决在无线通信系统中， 由于同频组网时小区间干扰造成的系统性能 下降问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种无线通信系统中的同频干扰抑制 方法， 应用于包括主控模块和至少两个小区基站的系统， 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， 所述主控模块位于主控的基站、或单独的服务器、或者更上 一级的接入网关 AGW中。

进一步地， 在步骤（1 )执行之前， 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。

进一步地， 步骤（1 ) 中， 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，或者直接由基站向主控模块汇报干扰终端信 息。

进一步地， 步骤（ 1 )进一步包括如下步骤：

( la )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；

( lb )基站将调度的所有终端序号时隙映射表上报给主控模块；

( lc )主控模块根据步驟（ la ) 、 （ lb ) 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（lc )中统计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次的终端为干扰终端。

进一步地， 步骤（1 )进一步包括如下步骤：

( IA )基站将调度的较强干扰时隙信息上报给主控模块；

( IB )主控模块将较强干扰时隙信息广播给各基站；

( IC )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 ( 1D ) 中统计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次的终端为干扰终端。

进一步地， 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 4艮；

进一步地， 在所述步骤（1 ) 中， 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干扰终端， 并且上报给主控模块。

进一步地， 在所述步骤（1 ) , 基站还将各自的负载信息上报给主控模 块；

所述步骤（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， 确定干扰抑制调度方法。

进一步地， 所述步驟（2 )进一步包括如下步骤：

主控模块汇总各小区的上报信息， 包括千扰时隙信息、 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， 采用如下调度方法之一或它们的组合：

方法 1、 主控模块根据各小区的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；

方法 2、 主控模块根据各小区的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；

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；

方法 4、 各小区对于 Qos要求较低的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。

本发明提供了一种无线通信系统中的同频干扰抑制方法，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。 附图概迷

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 (正交频分复用， Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) 系统桢调度示意图；

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。 本发明的较佳实施方式

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千扰的方法， 所述的 干尤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， 每个基站发送其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 Orthogonal Frequency 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， 当终端 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: 主控模块将干扰终端信息、 调度方法发送给对应小区基站； 所述干扰终端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终端 （可以认为当上行发射功率 大于一定闹值， 即为干扰终端） 。

另外， 还可以 >据其他信息来确定干扰终端： 比如终端位置、 终端的信 噪比及功率等。

步骤 406: 各小区基站根据干扰终端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 )可以用于确定干扰终端； 进一步地， 根 据干扰终端信息、 或者根据干扰终端信息及 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；

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)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 ^尤时隙被调度的相邻小区终端为干扰终端； 方法二： 在一定持续时间内， 在较强干扰时隙被调度过 Ν次的终端 为干扰终端。

流程三：

基站还可以将超过一定发射功率的终端定义为干扰终端，并且上 4艮给主 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。

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， 保证干 4尤终端之间不会相 互干扰。

方法二： 主控模块根据各小区的千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。

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。

工业实用生 本发明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， 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。

Claims

权 利 要 求 书

1、 一种无线通信系统中的同频干扰抑制方法， 应用于包括主控模块和 至少两个小区基站的系统， 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。

2、 如权利要求 1所述方法， 其特征在于， 所述主控模块位于主控的基 站、 或单独的服务器、 或者更上一级的接入网关 AGW中。

3、 如权利要求 1所迷方法， 其特征在于， 在步骤（ 1 )执行之前， 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。

4、 如权利要求 1所述方法， 其特征在于， 步骤（1 ) 中， 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 站向主控模块汇报干扰终端信息。

5、 如权利要求 1所述方法， 其特征在于， 步骤（ 1 )进一步包括如下步 骤：

( la )各小区的基站测量上行各时隙的干扰， 将其中较强的千扰时隙信 息上 4艮给主控模块；

( lb )基站将调度的所有终端序号时隙映射表上报给主控模块；

( lc )主控模块根据步骤（la ) 、 ( lb ) 中上拫的信息， 依据一定的 算法统计各基站对应的相邻小区的干扰终端；

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（lc )中统计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次的终端为干扰终端。

6、 如权利要求 1所述方法， 其特征在于， 步骤（1 )进一步包括如下步 骤：

( IA )基站将调度的较强干扰时隙信息上报给主控模块；

( IB )主控模块将较强干扰时隙信息广播给各基站；

( IC )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；

( ID )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 区的干 4尤终端；

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， 步驟（1D ) 中统计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次的终端为干扰终端。

7、 如权利要求 4或 5或 6所述方法， 其特征在于， 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；

8、 如权利要求 1所述方法， 其特征在于， 在所述步骤（1 )中， 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干扰终端，并且上报给 主控模块。

9、 如权利要求 1所述方法， 其特征在于， 在所述步骤（ 1 ) , 基站还将 各自的负载信息上报给主控模块；

所述步骤（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， 确定干扰抑制调度方法。

10、 如权利要求 1所述方法， 其特征在于， 所述步骤（2 )进一步包括 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 千扰终端信息、 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， 采用如下调度方法之一或它们的组合：

方法 1、 主控模块根据各小区的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；

方法 2、 主控模块根据各小区的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；

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；

方法 4、 各小区对于 Qos要求较低的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。