异构网下行链路干扰管理技术研究

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随着蜂窝系统中点对点链路的频谱效率逐渐接近理论极限,为了应对正在到来的爆炸性增长的数据业务需求,通过在宏基站网络中重叠部署低功率节点(微基站)已成为一种有效的方法。通过重用系统已有频谱资源,异构网技术不仅可以带来频谱效率的巨大提升,同时也使得站点部署和组网方式更加灵活,降低网络建设及维护成本,扩大覆盖范围。对于单接入技术的同频部署异构网,下行链路强烈的共信道小区间干扰严重限制了异构网小区分裂增益,而为提高微基站offloading而采取的措施,如小区范围扩展技术,又进一步加剧了小区边缘用户通信质量的下降,这使得异构网干扰管理问题更为复杂和严重,需要进行有效的干扰控制。本文从网络端和用户端的角度,针对宏基站对微基站扩展区域用户的强干扰问题,对异构网下行链路的干扰管理技术进行了研究,以降低异构网的跨层小区间干扰,提高边缘用户的通信质量。异构网中小区范围扩展技术使得微基站扩展区域用户受到来自宏基站的小区间干扰更为严重,对此通常采用空白子帧(ABS)时域干扰协调方案。但该方法存在其固有的缺陷,即在ABS子帧上宏基站不能发送数据而浪费了宏基站的时频资源。针对ABS方案中宏基站资源浪费的问题,当基站端采用多天线发送时,本文结合时域干扰协调方法和空域协作波束成型原理,提出了一种基于ABS的空域干扰协调方案。在ABS子帧上扩展区域用户向宏基站反馈指示干扰控制的信息,宏基站根据该信息进行用户数据传输,在提高网络资源利用率的同时降低对微基站扩展区域用户的干扰。本文通过系统级仿真评估了所提算法的性能。对于接收端,在用户端采用串行干扰消除(SIC)接收机最近也得到3GPP的重点关注。不同于传统接收机将来自宏基站的干扰处理为噪声的方法,用户端采用SIC接收机要先检测干扰信号的数据,减去重构的干扰,再对有用信号进行检测。由于SIC接收机并不总是具备正确检测干扰链路数据的条件,当干扰消除不完全时,过大的残留干扰会使得SIC接收机的性能严重退化。由于HSDPA系统中基站一般采用最大功率发射,难以通过功率调整来降低宏基站对微基站用户的干扰,为提高扩展区域用户的性能,本文提出了一种基于速率调整的串行干扰消除算法。通过分析SIC接收机干扰消除不完全时残留干扰大小关于干扰信号数据速率的关系,建立基于速率调整的系统和速率最大化的优化问题;通过分析优化问题特性,获得宏基站最优的传输数据速率;据此设计相应的算法流程,并通过仿真验证所提算法的性能。
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