TD—LTE網(wǎng)絡中的區(qū)間干擾原因及干擾抑制技術研究

王三強　賈冠楠　王振宇

【摘要】 TD-LTE網(wǎng)絡具有大容量、高通信速率、寬通頻帶等特點，是3G移動通信網(wǎng)絡的長期演進方向之一，對其進行研究具有重要意義。TD-LTE網(wǎng)絡中所使用的OFDM技術容易使得相鄰小區(qū)之間產(chǎn)生區(qū)間干擾，了解區(qū)間干擾的形成原因，針對其特點選用適當?shù)母蓴_抑制技術消除其對用戶通信質量和網(wǎng)絡性能的影響就顯得非常有必要。本文就幾種3GPP所提出的干擾抑制技術進行了研究和分析。

【關鍵詞】 TD-LTE網(wǎng)絡 區(qū)間干擾 干擾抑制技術

TD-LTE系統(tǒng)以正交頻分復用（OFDM）技術為核心，可以將阻礙高速率、寬頻帶無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率選擇性衰落信道轉換為平坦信道，使其能夠有效克服無線信號傳輸過程中的多徑效應，在不增加系統(tǒng)帶寬的前提下提升移動通信網(wǎng)絡的容量和頻率利用率。

一、TD-LTE網(wǎng)絡中的區(qū)間干擾形成原因

TD-LTE網(wǎng)絡的拓撲結構為蜂窩結構，不同蜂窩組成不同的小區(qū)，干擾是移動通信網(wǎng)絡中不可避免的問題之一，TD-LTE網(wǎng)絡中所使用的OFDM技術能夠很好的解決蜂窩小區(qū)內的干擾問題，但是在區(qū)間抗干擾問題方面，仍舊存在一定的不足。

二、TD-LTE網(wǎng)絡中的干擾抑制技術

區(qū)間干擾是使用OFDM技術的LTE系統(tǒng)中必然存在的一類問題，為解決該問題可以采用適當?shù)母蓴_抑制技術。目前3GPP所提出的干擾抑制技術主要有三類：干擾隨機化技術、干擾消除技術以及干擾協(xié)調技術。

2.1 干擾隨機化技術

該技術可以通過加擾或者對信號進行交織的方式將同頻臨近小區(qū)的有色干擾轉化為隨機干擾，使其具有白噪聲特性，進而抑制干擾對TD-LTE網(wǎng)絡通信的影響。

區(qū)間干擾問題存在的本質是相鄰小區(qū)所使用的信號具有同頻性。對信號添加擾碼可以增強接收端解碼器對信號小區(qū)的識別性。TD-LTE網(wǎng)絡中的信號加擾主要存在于物理層編碼過程中，在物理層編碼中TD-LTE系統(tǒng)可以在時域為信號添加可識別的偽隨機序列。LD-LTE系統(tǒng)中所使用的擾碼共504個，可分別與504個小區(qū)的ID相匹配，實現(xiàn)相鄰小區(qū)的區(qū)分。

交織技術在干擾抑制中的應用主要是通過使用不同的交織圖案或偽隨機圖案對信號進行信道交織，從而實現(xiàn)相鄰小區(qū)的信號區(qū)分。LD-LTE系統(tǒng)中的交織主要是使用Turbo編碼內部交織器和PQQ交織器完成的。

2.2 干擾消除技術

該技術是一種CDMA系統(tǒng)中常用的信號處理方法，利用該方法可以在時域、頻域、碼域或者TD-LTE系統(tǒng)所特有的空域對干擾信號進行區(qū)分，然后在接收端實現(xiàn)干擾信號的消除。依照應用位置的不同可以將TD-LTE系統(tǒng)中所使用的干擾消除技術分為發(fā)送端和接收端干擾消除兩種。其中發(fā)送端干擾消除需要已知干擾信號特征或使用聯(lián)合檢測，接收端干擾消除則需要已知移動用戶的信道特征和聯(lián)合檢測。

發(fā)送端的干擾消除主要是使用TD-LTE系統(tǒng)中智能天線的波束賦形技術對無線信號進行定向發(fā)射。波束賦形技術可以依照用戶位置調整天線陣元的權值，實現(xiàn)無線信號的定向發(fā)送，而在干擾信號方向位置形成旁瓣或零陷，從而實現(xiàn)對干擾信號的抑制。

接收端的干擾消除主要是利用多天線空分技術實現(xiàn)干擾信號的消除。該技術可以有效區(qū)分相鄰小區(qū)到終端用戶間的信道差異性，進而通過該差異性濾除干擾信號。該技術不需要額外的信號處理手段即可實現(xiàn)不同小區(qū)信號的區(qū)分，因而在TD-LTE系統(tǒng)中具有良好的應用。

2.3 干擾協(xié)調技術

該技術是在系統(tǒng)層面對不同小區(qū)的資源進行調度和分配所實現(xiàn)的區(qū)間干擾抑制，如控制小區(qū)信號的上下行時間、功率、頻率等，其可有效提升相鄰小區(qū)邊緣的吞吐量和信噪比。目前常用的干擾協(xié)調技術依照調度方式不同分為靜態(tài)和半靜態(tài)兩種。

靜態(tài)干擾協(xié)調是預先對TD-LTE網(wǎng)絡內的小區(qū)的資源進行配置或規(guī)劃，然后依照該策略對各小區(qū)的狀態(tài)進行限定，避免出現(xiàn)區(qū)間干擾。靜態(tài)干擾協(xié)調中所使用的技術為部分靜態(tài)頻率復用技術，該技術在小區(qū)內部使用相同的頻率承載用戶信息，而在容易產(chǎn)生區(qū)間干擾的相鄰小區(qū)邊緣則使用頻率復用的方式區(qū)分不同小區(qū)頻點資源。以TD-LTE網(wǎng)絡實驗階段的2570～2620MHz頻段劃分為例，實際應用中TD-LTE網(wǎng)絡可使用的頻帶為40MHz，將其分為四份，則每一小區(qū)可使用的頻點數(shù)為四個，假設所有小區(qū)都是用相同的頻點對用戶進行調度，則可以在相鄰小區(qū)中使用其他三個頻點進行調度，實現(xiàn)區(qū)間干擾的抑制。

半靜態(tài)干擾協(xié)調則是緩慢地調整小區(qū)內的參數(shù)配置，不斷利用上述信息對小區(qū)資源進行配置或規(guī)劃實現(xiàn)區(qū)間干擾的抑制。半靜態(tài)干擾協(xié)調中所使用的技術為小區(qū)間干擾協(xié)調技術，該技術可以在幾十毫秒到幾百毫秒的時間范圍內完成相關參數(shù)的調整。

參 考 文 獻

[1] 張長青. 淺析 TD-LTE 區(qū)間干擾及干擾控制[J]. 計算機與網(wǎng)絡，2013（20）