LTE系统中的分布式干扰协调算法研究

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由于未来移动通信系统对数据传输速率提出了更高的需求,3GPP国际标准化组织近年来制定了通用移动通信系统(UMTS)的长期演进(LTE)标准。LTE系统采用正交频分多址接入(OFDMA)的方式来提高数据率和频谱效率,实现更低的时延和较低的成本。OFDMA提供正交的子载波,保证了小区内传输信号之间的正交性,有效地避免符号间干扰问题,显著提高了抵抗频率选择性衰落的能力。但是由于频谱资源的限制,小区间干扰将严重影响蜂窝系统的传输性能。为了减轻或者避免小区间干扰,需要进行干扰协调。本论文主要研究了小区间干扰协调技术,具体工作包括以下四个部分。   论文首先研究了LTE系统架构、关键技术及X2接口协议,这些为后续章节研究提供了基础。   然后,分析了小区间干扰产生的原因,讨论了主要的小区间干扰协调技术,包括静态干扰协调和动态干扰协调技术。为了在LTE系统中有效地利用无线频谱资源,需要设计相应的分布式干扰协调机制。本文利用相邻小区间X2接口交换信息的能力,设计了相邻小区间子载波冲突时进行仲裁的基本方法。在多小区场景下,应用所提出的子载波仲裁方法,设计了相应的分布式干扰协调方案,仿真结果表明,设计方案能够公平、自适应、分布式地在蜂窝系统小区间分配子载波资源,从而达到干扰协调的目的和较好的无线资源空间复用效率。   接着,利用所设计的相邻小区子载波冲突时进行仲裁的基本方法,针对包含家庭基站的异构蜂窝网络这一场景,结合异构网络的特点,设计了相应的分层次干扰协调方案,仿真结果表明,这种分层次的方案可自适应于家庭基站关闭/开启等变化,较好地复用无线资源,降低系统复杂度,并且不会增加X2接口的负荷。   最后,应用所提出的无线资源冲突检测与仲裁算法,针对协作多点蜂窝系统具体场景,设计了相应的分布式干扰协调方案,仿真结果表明,设计方案能够公平、自适应、分布式地在协作多点蜂窝系统中的各区域间分配无线资源,从而达到干扰协调的目的和较好的无线资源空间复用效率。
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