论文部分内容阅读
【摘要】 在社会的不断发展背景下，为了对人们无线网络的高速率需求提供满足，于是提出LTE技术，而在实际应用中由于室外发射功率的增加，使得小区间干扰不断加剧等问题，于是为了实现有效的抑制TD-LTE小区间控制信道干扰问题，本文主要研究TDLTE小区间控制信道干扰抑制技术的内涵和不足，并提出抑制TD-LTE小区间控制信道干扰的方法。
【关键词】 干扰抑制技术 控制信道 TD-LTE小区间
前言：在移动通信技术快速发展的趋势下，提出TDLTE小区间技术，能够有效的的对信道干扰进行控制，满足人们的网络需求，同时也可以为网络信息的高速率传播发挥积极意义。
一、概述TD-LTE小区间控制信道干扰抑制技术
1.1内涵
在TD-LTE小区间系统中PUSCH、UEPDSCH的NACK/ ACK、功率控制消息、时频位置等都需要依靠PDCCH承载的DCI来通知。而公共控制信息、用户专用控制信息是PDCCH承载的主要信息类型。可以对于通知UEPDCCH时频位置的调度机制并没有在LTE系统中建立，对于控制信息的传递主要参照UE、BS都知道的规则。
另外LTE制定的传递控制信息的规则，物理控制信道（如PDCCH、PCFICH等）对RE的占用在整个频谱上的分散表现形式为hash函数，即时频资源上分布的控制信息状态具有随机性。所以抑制小区间的控制信道干扰方法具有一定的特殊性[1]。
1.2存在的不足
TD-LTE小区间控制信道干扰抑制技术存在的不足主要表现在：在引入毫微微小区（如femtocell等）之后，LTE网络结构由异构网络代替传统的单层网络，异构网络的组成内容有femtocell、宏基站等。而异构网络的出现直接导致了小区间干扰的加剧，所以小区间控制信道干扰抑制技术在实际应用中，应当保证对异构网络、单层网络都适用；PDSCH为控制信道干扰抑制技术的主要研究对象，若是在解调PDCCH时没有成功，那么产生的直接影响就是PDSCH的无法接收。所以对小区间的PDCCH控制信道干扰进行抑制具有重要的意义[2]。
二、抑制TD-LTE小区间控制信道干扰的方法
2.1随机化TD-LTE小区间控制信道干扰
实现干扰到特性与白噪声接近，然后在消除干扰时在接收端对增益进行处理，这就是随机化干扰的抑制原理，而小区特定跳频、小区特定交织、小区特定加扰是比较常用的随机化干扰方法。其中小区特定跳频是指在跳频的时候使用不同的跳频图案，达到白化的干扰。对于所有的小区而言，其跳频图案允许不唯一。在相邻的两个小区间内，因具有较大的互相干扰问题，所以相邻的小区使用的跳频图案应当不同。而对于距离较远的两个小区间，其具有较小的干扰，所以其使用的跳频图案可以相同；小区特定交织主要是指，在信道编码后的信号，该信号数据的位置可以使用交织技术进行改变，用户不同其数据使用的交织图案也应当不同；小区特定干扰主要是在接收端解扰信号只有本小区的UE解除本小区的信号干扰[3]。
随机化干扰抑制方法的优势在于具有较少的资源浪费、较小的系统开销、较为简单的算法。同时该种方法也存在不足之处，即系统增益存在局限性。
2.2协调TD-LTE小区间控制信道干扰
小区间协调干扰抑制技术主要是对多个小区间使用功率、时间、频率等进行协调，达到对小区间干扰的降低和避免。从协调干扰的周期角度来看，可以将协调干扰划分为三个类型，即动态、半静态、静态协调干扰。
其中动态协调干扰主要是利用对小区间的干扰情况、负载情况进行快速周期性的交互形式，实现对功率资源、时频资源的实时调整，在使用该种干扰抑制技术时频率的优先级不需要预先划分，该种方法的周期性单位为TTI。其优势在于对于资源分配情况可以实时调整、将最优的性能提供给用户。
其不足之处在于具有较大的信令交互量；办静态协调干扰方法主要是在小区间干扰信息、负载进行交互时使用慢速的周期性，基于预规划，实现对功率资源、时频资源的部分调整。该方法的周期级别为分钟级；静态协调干扰在抑制干扰时主要是利用对网络资源进行预规划，数月、数星期为其周期。该种方法的优势在于具有较小的信令开销其不足之处在于缺乏灵活的资源配置[4]。
2.3消除TD-LTE小区间控制信道干扰
在抑制小区间控制信道干扰时还可以采取消除干扰的方法，在消除干扰中主要运用两种技术手段，即干扰重构技术、干扰抑制合并技术。其中干扰重构技术的工作原理是，在处理信号时利用接收端、发送端平台，重构接收端的干扰信号，然后去除接收信号中的干扰信号。该种消除干扰信号的效果比较良好，其不足在于具有较高的复杂度。比较成熟的干扰重构技术之一就是在IDMA基础上建立的迭代干扰消除技术，其原理是发送端使用的交织图样不相同、但是唯一，而具体的解交织操作在接收端进行，在对干扰信号、有用信号进行分离的时候使用迭代的方法。在发送端进行交织发送信号时应当使用唯一的交织器，且交织器产生的交织图样也应当是独立的、随机的，并在用户进行区分时利用交织图样作为标识。
而IDMA具有复杂的接收端，译码器、多用户检测模块是接收端的主要内容，其中所拥护检测模块接收到接受信号，然后输出信号，译码器接收到输出信号之后在输出软比特，而多用户检测模块进行接收软比特，最后在进行译码操作，这样就会实现迭代的效果。
另外IDMA能够对小区间边缘的系统性能产生明显的改善作用，可是因该技术具有较高的要求，需要保证多个小区间持同步状态，然后才能够估计干扰信号经历的信道、有用信号经历的信道。
干扰抑制合并技术是接收分集技术的一种，干扰抑制技术的工作原理是不在发送端额外处理信号，信号的处理工作主要是在接收端完成，在接收信号时对多天线进行充分的利用，可以有效的解码、解调干扰信号、有用信号，然后删除接收信号中的干扰信号，从而对信道中的有用信号进行保留。在处理信号时若是干扰源不存在，那么利用多天线就会接收到不相关的信号，在这种情况下就可以对MRC合并技术进行利用；若是干扰存在时，那么多天线将会接收到相关的信号，这时就可以使用干扰抑制合并技术。
2.4物理层抑制信道干扰技术
在上述提出的抑制信道干扰技术以外，还可以使用物理层信号处理的方法对小区间控制信道干扰进行抑制，该种抑制方法的实现主要依靠波束赋形，即使用有用信号与特定的UE进行对准的方法，避免有用信号干扰其他UE。
三、总结
综上所述，通过对TD-LTE小区间控制信道干扰抑制技术研究，从中可以了解到目前该种干扰抑制技术还存在不能够适用于异构网络、没有认识到PDCCH的重要性等不足，在实际应用中，对于TD-LTE小区间控制信道干扰的抑制可以采取随机化TD-LTE小区间控制信道干扰、协调TD-LTE小区间控制信道干扰、消除TD-LTE小区间控制信道干扰等方法，从而实现对小区间控制信道干扰的有效抑制，将干扰信号从控制信道中分离出来，充分发挥有用信号的作用。为小区间信道快速传播信号提供保障。
参 考 文 献
[1]陈昊. 多重无线通信体制下系统间共存与干扰抑制技术的研究[D].天津大学，2012.
[2]宋晓国. 基于TD-LTE的上行功率控制技术研究[D].南京邮电大学，2012.
[3]王三强，贾冠楠，王振宇. TD-LTE网络中的区间干扰原因及干扰抑制技术研究[J]. 中国新通信，2014，03：47.
[4]王海波. LTE-A上行链路干扰抑制关键技术研究[D].北京交通大学，2015.
【关键词】 干扰抑制技术 控制信道 TD-LTE小区间
前言：在移动通信技术快速发展的趋势下，提出TDLTE小区间技术，能够有效的的对信道干扰进行控制，满足人们的网络需求，同时也可以为网络信息的高速率传播发挥积极意义。
一、概述TD-LTE小区间控制信道干扰抑制技术
1.1内涵
在TD-LTE小区间系统中PUSCH、UEPDSCH的NACK/ ACK、功率控制消息、时频位置等都需要依靠PDCCH承载的DCI来通知。而公共控制信息、用户专用控制信息是PDCCH承载的主要信息类型。可以对于通知UEPDCCH时频位置的调度机制并没有在LTE系统中建立，对于控制信息的传递主要参照UE、BS都知道的规则。
另外LTE制定的传递控制信息的规则，物理控制信道（如PDCCH、PCFICH等）对RE的占用在整个频谱上的分散表现形式为hash函数，即时频资源上分布的控制信息状态具有随机性。所以抑制小区间的控制信道干扰方法具有一定的特殊性[1]。
1.2存在的不足
TD-LTE小区间控制信道干扰抑制技术存在的不足主要表现在：在引入毫微微小区（如femtocell等）之后，LTE网络结构由异构网络代替传统的单层网络，异构网络的组成内容有femtocell、宏基站等。而异构网络的出现直接导致了小区间干扰的加剧，所以小区间控制信道干扰抑制技术在实际应用中，应当保证对异构网络、单层网络都适用；PDSCH为控制信道干扰抑制技术的主要研究对象，若是在解调PDCCH时没有成功，那么产生的直接影响就是PDSCH的无法接收。所以对小区间的PDCCH控制信道干扰进行抑制具有重要的意义[2]。
二、抑制TD-LTE小区间控制信道干扰的方法
2.1随机化TD-LTE小区间控制信道干扰
实现干扰到特性与白噪声接近，然后在消除干扰时在接收端对增益进行处理，这就是随机化干扰的抑制原理，而小区特定跳频、小区特定交织、小区特定加扰是比较常用的随机化干扰方法。其中小区特定跳频是指在跳频的时候使用不同的跳频图案，达到白化的干扰。对于所有的小区而言，其跳频图案允许不唯一。在相邻的两个小区间内，因具有较大的互相干扰问题，所以相邻的小区使用的跳频图案应当不同。而对于距离较远的两个小区间，其具有较小的干扰，所以其使用的跳频图案可以相同；小区特定交织主要是指，在信道编码后的信号，该信号数据的位置可以使用交织技术进行改变，用户不同其数据使用的交织图案也应当不同；小区特定干扰主要是在接收端解扰信号只有本小区的UE解除本小区的信号干扰[3]。
随机化干扰抑制方法的优势在于具有较少的资源浪费、较小的系统开销、较为简单的算法。同时该种方法也存在不足之处，即系统增益存在局限性。
2.2协调TD-LTE小区间控制信道干扰
小区间协调干扰抑制技术主要是对多个小区间使用功率、时间、频率等进行协调，达到对小区间干扰的降低和避免。从协调干扰的周期角度来看，可以将协调干扰划分为三个类型，即动态、半静态、静态协调干扰。
其中动态协调干扰主要是利用对小区间的干扰情况、负载情况进行快速周期性的交互形式，实现对功率资源、时频资源的实时调整，在使用该种干扰抑制技术时频率的优先级不需要预先划分，该种方法的周期性单位为TTI。其优势在于对于资源分配情况可以实时调整、将最优的性能提供给用户。
其不足之处在于具有较大的信令交互量；办静态协调干扰方法主要是在小区间干扰信息、负载进行交互时使用慢速的周期性，基于预规划，实现对功率资源、时频资源的部分调整。该方法的周期级别为分钟级；静态协调干扰在抑制干扰时主要是利用对网络资源进行预规划，数月、数星期为其周期。该种方法的优势在于具有较小的信令开销其不足之处在于缺乏灵活的资源配置[4]。
2.3消除TD-LTE小区间控制信道干扰
在抑制小区间控制信道干扰时还可以采取消除干扰的方法，在消除干扰中主要运用两种技术手段，即干扰重构技术、干扰抑制合并技术。其中干扰重构技术的工作原理是，在处理信号时利用接收端、发送端平台，重构接收端的干扰信号，然后去除接收信号中的干扰信号。该种消除干扰信号的效果比较良好，其不足在于具有较高的复杂度。比较成熟的干扰重构技术之一就是在IDMA基础上建立的迭代干扰消除技术，其原理是发送端使用的交织图样不相同、但是唯一，而具体的解交织操作在接收端进行，在对干扰信号、有用信号进行分离的时候使用迭代的方法。在发送端进行交织发送信号时应当使用唯一的交织器，且交织器产生的交织图样也应当是独立的、随机的，并在用户进行区分时利用交织图样作为标识。
而IDMA具有复杂的接收端，译码器、多用户检测模块是接收端的主要内容，其中所拥护检测模块接收到接受信号，然后输出信号，译码器接收到输出信号之后在输出软比特，而多用户检测模块进行接收软比特，最后在进行译码操作，这样就会实现迭代的效果。
另外IDMA能够对小区间边缘的系统性能产生明显的改善作用，可是因该技术具有较高的要求，需要保证多个小区间持同步状态，然后才能够估计干扰信号经历的信道、有用信号经历的信道。
干扰抑制合并技术是接收分集技术的一种，干扰抑制技术的工作原理是不在发送端额外处理信号，信号的处理工作主要是在接收端完成，在接收信号时对多天线进行充分的利用，可以有效的解码、解调干扰信号、有用信号，然后删除接收信号中的干扰信号，从而对信道中的有用信号进行保留。在处理信号时若是干扰源不存在，那么利用多天线就会接收到不相关的信号，在这种情况下就可以对MRC合并技术进行利用；若是干扰存在时，那么多天线将会接收到相关的信号，这时就可以使用干扰抑制合并技术。
2.4物理层抑制信道干扰技术
在上述提出的抑制信道干扰技术以外，还可以使用物理层信号处理的方法对小区间控制信道干扰进行抑制，该种抑制方法的实现主要依靠波束赋形，即使用有用信号与特定的UE进行对准的方法，避免有用信号干扰其他UE。
三、总结
综上所述，通过对TD-LTE小区间控制信道干扰抑制技术研究，从中可以了解到目前该种干扰抑制技术还存在不能够适用于异构网络、没有认识到PDCCH的重要性等不足，在实际应用中，对于TD-LTE小区间控制信道干扰的抑制可以采取随机化TD-LTE小区间控制信道干扰、协调TD-LTE小区间控制信道干扰、消除TD-LTE小区间控制信道干扰等方法，从而实现对小区间控制信道干扰的有效抑制，将干扰信号从控制信道中分离出来，充分发挥有用信号的作用。为小区间信道快速传播信号提供保障。
参 考 文 献
[1]陈昊. 多重无线通信体制下系统间共存与干扰抑制技术的研究[D].天津大学，2012.
[2]宋晓国. 基于TD-LTE的上行功率控制技术研究[D].南京邮电大学，2012.
[3]王三强，贾冠楠，王振宇. TD-LTE网络中的区间干扰原因及干扰抑制技术研究[J]. 中国新通信，2014，03：47.
[4]王海波. LTE-A上行链路干扰抑制关键技术研究[D].北京交通大学，2015.