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小区间干扰消除都有哪些手段，请列举并做简单阐述
&提问时间: 22:49&
小区间干扰消除的原理，是对干扰小区的干扰信号进行某种程度的解调甚至解码，然后利用接收机的处理增益从接收信号中消除干扰信号分量。在LTE早期研究中，考虑过两种干扰消除方法。(1)基于多天线接收终端的空间干扰压制技术
这种技术又称为干扰抑制合并(Interference Reiection
Combining，IRC)接收技术。它不依赖任何额外的发射端配置，只是利用从两个相邻小区到UE的空间信道差异区分服务小区和干扰小区的信号。理论
上说，配置双接收天线的LIE应可以分辨两个空间信道。这项技术虽然不需要对发射端做任何额外的标准化工作，但不依赖任何额外的信号区分手段(如频分、码
分、交织器分)，而仅依靠空分(Space Division)手段，很难取得满意的干扰消除效果。而且这项技术是接收机实现技术，并不需要进行标准化。
(2)基于干扰重构/减去的干扰消除技术
这种技术是通过将干扰信号解调/解码后，对该干扰信号进行重构(Reconstruction)，然后从接收信号中
减去。如果能将干扰信号分量准确减去，剩下的就是有用信号和噪声。这无疑是一种更为有效的干扰消除技术，当然由于需要完全解调甚至解码干扰信号，因此也对
系统的设计如资源块分配、信道估计、同步、信令等提出了更高要求或带来了更多限制。在LTE中得到深入研究的干扰消除技术主要是基于IDMA的干扰消除技术。
IDMA技术的核心，正如上面指出的，是在不同小区使用不同的信道交织器。当IDMA作为一种干扰随机化的手段时，其效果与小区间加扰并无明显差异。IDMA技术的优势在于可以通过干扰消除获得更佳的干扰抑制性能。文献说明了IDMA系统可以通过干扰消除获得显著的性能增益，但小区加扰的系统却无法通过干扰消除获得明显的性能增益。正如文献中指出的，基于小区加扰系统的接收机会发生导致“错误扩散”的“正反馈”现象，而IDMA系统却可以有效地防止这种有害现象。在文献中，仿真结果说明基于IDMA的干扰消除技术可以使小区边缘(即5%CDF吞吐量)获得50%的性能增益：在小区平均吞吐量方面，也有5%的性能增益。
虽然基于IDMA的干扰消除技术可以获得明显的小区边缘性能增益，但正如文献指出的，这种技术也对LTE系统的其他方面提出了更高的要求或造成了更多的限制。主要包括以下几方面。
①资源分配方面的限制。为了能有效地解调、解码干扰小区的信号，要求在每个干扰消除的周期内，干扰小区和被干扰小区在重叠的频谱上发送给各自的终端的信号必须包含且仅包含一个完整的信道编码块。
三种资源块分配的情况。第一种情况下，干扰小区中的一个编码块和被干扰小区的一个编码块正好重叠，此时ICI干扰消
除是简单的“双用户检测”。在第二种情况下，被干扰小区中的一个编码块和干扰小区的两个编码块重叠，此时虽然仍可以进行ICI干扰消除，但必须要进行相对
复杂的“三用户检测”。在第三种情况下，被干扰小区中的一个编码块只对应于干扰小区的一个不完全的编码块，此时由于干扰信号无法被正确解码，因此无法采用
如何保证支持低复杂度的ICI消除的资源块分配情形呢?基于两种情形来考虑这个问题：有小区间信令的支持和无小区间
信令的支持。如果有小区间信令的支持，则相邻小区可以通过相互协商确定一种相同的资源块分配方案。但是这种协商可能相当复杂，而且基站之间很难实现频繁的
直接信令交互，即使能够实现，也会大大增加系统的处理延时和复杂度。
②信号格式获得方面的限制。由于干扰消除需要完整的解调/解码干扰信号，这就要求接收机获得干扰信号的完全信息，包括信道信息、资源调度信息和信号格式(如调制方式和信道)。
这些信息通常只会在本小区的控制信令中广播，不会向相邻小区发送。相对而言，信道估计所需的导频格式较易获得，因为每个小区的导频图案和序列是和该小区的
ID一一对应的，可以通过在小区搜索/重选过程中获得的相邻小区ID列表得知相邻小区使用的导频格式。不过，即使获得了相邻小区的导频信息，对相邻小区信
道进行准确信道的估计也是困难的，因为即使LTE系统的小区间导频设计近似于正交，也是为保证本小区信道估计的准确性而设计的，但是干扰小区的导频的接收
功率会明显小于本小区，信道估计质量是否能保证干扰信号的准确解调值得怀疑。
调度信息和信号格式则更难获取。一种可能是通过网络将干扰小区的相关信息传送到本小区的eNode
B，再通过本小区的控制信道下发，但这种方法不仅会造成eNode
B之间的大量信息交互(很可能超出了基站之间X2接口的能力)，也会使本小区内空中接口的控制信令开销大大增加。如果不通过本小区的eNode
B转发，就需要UE具备直接解调相邻小区控制信道的能力。同样，LTE控制信道的设计虽然具有抗小区间干扰的能力，但并不意味着干扰小区的控制信道也能保
证正确解调。
③对小区间同步的要求。干扰消除需要本小区和干扰小区的接收信号保持符号级同步和时隙级同步(Inter-eNode B Synchronization)。原则上，LTE标准应支持小区间异步系统，因此干
扰消除也对系统的同步提出了更高要求。当然，由于同步系统显而易见的性能优势，尤其是可以有效支持MBMS系统的SFN多小区合并，LTE系统在实际部署
中可能会主要考虑同步场景。但是，即使是同步系统，由于UE距离两个eNode
B的距离存在差异，传播延迟造成接收信号失步始终是存在的。当这种失步的影响超出了CP可以解决的范围时，就会引入额外的干扰。文献认为这种干扰相对小区
间干扰造成的额外性能下降是轻微的，但它仍然是一个令人担心的问题。
④接收机复杂度。迭代干扰消除虽然已经在学术界研究了很长时间，但产业界对这种算法的复杂度仍存在普遍担忧。随着次数的增加，接收机的处理复杂度和可能成倍增加，可能提高终端的成本，并带来额外的处理延迟。为了尽量控制复杂度，基于IDMA的干扰消除技术可能需要将消除的范围控制在只消除最强的一个干扰小区，忽略其他次强的干扰源。在多个干扰源强度近似的情况下，残余干扰过大。
⑤交织器设计。IDMA需要采用生成方法生成交织器，以满足对多个信道交织器的需求。这将改变3GPP传统的信道交织器设计，随机交织器的性能和设计方法都需要重新研究。
出于上述对基于IDMA的干扰消除技术存在问题的担心，LTE最终没有采用这种技术，而仅作为一种干扰随机化技术，IDMA无法体现出相对小区加扰技术的优势。因此，LTE仍沿用传统的、为3GPP熟知的小区加扰方法作为基本的小区区分手段。
综上所述，LTE除了考虑采用IRC接收这种不需要标准化的技术以获取基本的干扰消除效果以外，并未采用更先进的小
区间干扰消除技术，而主要依靠小区间干扰协调技术提高小区边缘性能。但是干扰协调技术在实际部署中还是受到诸多限制。因此，未来在LTE进一步演进时，小
区间干扰消除技术仍是值得进一步考虑的技术。
回答时间: 12:28&
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& & LTE填补了第三代移动通信和第四代移动通信之问的巨大技术差距，目标是建立一个能够获得高传输速率、低等待时间、基于包优化的可演进的无线接人架构。LTE系统期望在20 M的带宽上达到 100 Mbit/s的下行传输速率，50 Mbit/s的上行传输速率，频谱效率为HSPA的2～4倍。支持增强型的多媒体广播组播业务和全分组的包交换，带宽配置灵活，边缘小区的传输速率显著提高，系统的覆盖性增强。为了达到以上目标，LTE系统采取了趋近于典型全 IP宽带网的扁平化的网络结构，采用了如多输人多输出(MIMO)、正交频分复用(OFDM)、混合自动请求重传(HARQ)、自适应(HARQ)等先进技术。LTE系统上行采用基于0FDM传输技术的单载波频分多址(SC&FDMA)的接入方式.下行采用 OFDMA的接入方式。0FDMA的接人方式与码分多址(CDMA)不同，无法通过扩频方式消除小区间的干扰，LTE系统又对频谱效率有很高的要求，也不能通过使用较高复用系数的传统的复用方法来减弱干扰，因此，在LTE中，非常关注小区间的干扰抑制技术。目前，3GPP讨论的抑制小区间干扰的主要方式分为3种，即小区间干扰随机化、小区间干扰删除以及小区间干扰协调/避免。
& &&2　小区间的干扰抑制技术
& & LTE特有的OFDMA接入方式，使本小区内的用户信息承载在相互正交的不同载波上，因此所有的干扰来自于其他小区。对于小区中心的用户来说.其本身离基站的距离就比较近，而外小区的干扰信号距离又较远，则其信干噪比相对较大：但是对于小区边缘的用户，由于相邻小区占用同样载波资源的用户对其干扰比较大，加之本身距离基站较远，其信干噪比相对就较小，导致虽然小区整体的吞吐量较高，但是小区边缘的用户服务质量较差.吞吐量较低。因此，在LTE中，小区间干扰抑制技术非常重要。
& &&2.1干扰随机化
& & 对于0FDMA的接人方式，来自外小区的干扰数目有限，但干扰强度较大，干扰源的变化也比较快，不易估计，于是采用数学统计的方法来对干扰进行估计就成为一种比较简单可行的方法。干扰随机化不能降低干扰的能量，但能通过给干扰信号加扰的方式将干扰随机化为&白&，从而抑制小区间干扰，因此又称为&干扰白化&。干扰随机化的方法主要包括小区专属加扰和小区专属交织。
& & a)小区专属加扰，即在信道编码后，对干扰信号随机加扰。如图l所示，对小区A和小区B，在信道编码和交织后，分别对其传输信号进行加扰。如果没有加扰，用户设备(UE)的器不能区分接收到的信号是来自本小区还是来自其他小区，它既可能对本小区的信号进行解码，也可能对其他小区的信号进行解码，使得性能降低。小区专属加扰可以通过不同的扰码对不同小区的信息进行区分，让UE只针对有用信息进行解码，以降低干扰。加扰并不影响带宽，但是可以提高性能。
图1小区专属加扰
& & b)小区专属交织，即在信道编码后，对传输信号进行不同方式的交织。如图2所示，对于小区A 和小区B，在信道编码后分别对其干扰信号进行交织。小区专属交织的模式可以由伪随机数的方法产生，可用的交织模式数(交织种子)是由交织长度决定的，不同的交织长度对应不同的交织模式编号， UE端通过检查交织模式的编号决定使用何种交织模式。在空间距离较远的小区间，交织种子可以复用，类似于蜂窝系统中的频分复用。对于干扰的随机化而言，小区专属交织和小区专属加扰可以达到相同的系统性能。
图2小区专属交织
& & 2.2干扰删除
& & 干扰删除的想法最初是在CDMA系统中提出，可以将干扰小区的信号、解码，然后将来自该小区的干扰重构、删除。LTE虽然采用0FDMA的接人方式，仍然引入了干扰删除的概念。小区间干扰删除的实现方法主要有以下2种。
& & a)利用在接收端的多天线空间抑制方法来进行干扰删除，相关的检测算法在多输入多输出(M1& MO)的研究中已经被广泛采用。
& & b)基于检N/删除的方法。典型的如采用交织多址(IDMA)删除小区间的干扰，IDMA可以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，即可将目标信号和干扰信号分别解出，然后在总的接收信号中减去干扰信号，进而有效地提高接收信号的信干技术介绍及比较噪比。
& & 另外，在LTE的下行传输中.可以通过不同方式来获得干扰信号的信息。删除Node B间干扰时，可以通过检测UE端的干扰控制信号来获得干扰信号的信息;删除扇区间干扰时，Node B直接使用自己的控制信道向UE发送干扰信号的信息。显然，接收机获取的干扰信号信息越多，干扰删除的性能越好。
& & 小区间干扰删除的优势在于，对小区边缘的频率资源没有限制，相邻小区即使在小区边缘也可以使用相同的频率资源，可以获得更高的小区边缘频谱效率和总频谱效率。局限在于小区间必须保持同步，目标小区必须知道干扰小区的导频结构，以对干扰信号进行信道估计。对于要进行小区间干扰删除的用户，必须给其分配相同的频率资源。
& & 2.3干扰协调/避免
& & 对于0FDMA的接入方式。小区中心的用户由于既不会受到本小区用户的干扰.来自外小区的干扰源距离又比较远，所以可以达到比较好的接收效果。而对于小区边缘的用户受到的外小区干扰则比较严重。
& & 干扰协调，避免的核心思想是通过小区间的协调对一个小区的可用资源进行某种限制，以减少本小区对相邻小区的干扰，提高相邻小区在这些资源上的以及小区边缘的数据速率和覆盖。业界提出了很多干扰协调/避免的方法，本文将介绍一种被普遍认可的软频率复用方案。
& & 在此方案中，每个小区中的子载波被分为两组.一组称为主子载波，另一组称为辅子载波。主子载波可以在全部小区范围内使用，而辅子载波只可以使用在小区的中心区域(见图3)。这样对于子载波的分配方式可以使得相邻小区边界使用的子载波均相
图3软频率复用示意图
& & 互正交，使用相同频率子载波的用户距离足够远.从而有效地避免或减小相邻小区在边缘的用户的同频干扰。对于小区中心的用户.由于其本身距离基站较近.且收到外小区的干扰较小，所以可以采用比较低的功率进行传输，而对于小区边缘的用户则恰好相反。所以一般情况下，主子载波允许的最大发射功率比辅子载波允许的最大发射功率高。在功率谱密度一定的情况下，分配给主子载波更多的功率意味着为主子载波分配了更宽的带宽.辅子载波与主子载波的发射功率比可在0到1之间进行调整，对应的有效频率复用系数则从3到1间变化。通过调整辅子载波和主子载波的功率比，软频率复用可以适应每个小区的业务分布变化。当高业务量发生在小区边缘时，功率比设定为相对较小的值来获得较高的小区边缘吞吐量;相反，当业务量主要集中在小区内部时.可以设置较大的功率比。
& & 2.4几种干扰抑制技术的比较
& & 对上面介绍的几种对于LTE系统的干扰抑制的方案进行比较，可以看到，干扰随机化继续沿用 CDMA系统成熟的加扰技术，比较简单可行.但面对的问题是将干扰视为白噪声处理，可能会造成由于统计特性的不同而带来的测量误差。干扰删除技术可以显著改善小区边缘的系统性能，获得较高的频谱效率，但是对于带宽较小的业务(如VolP)则不太适用，在OFDMA系统中实现也比较复杂.后续对它的研究不多。干扰协调/避免则是目前研究的一项热门技术，其实现简单，可以应用于各种带宽的业务.并且对于干扰抑制有很好的效果，适合于OFDMA 这种特定的接人方式，但是在提高小区边缘用户性能的同时带来了小区整体吞吐量的损失。以上3种小区间的干扰抑制方法可以相互结合，相互补充，以获得更高的系统增益。
& & 3　结束语
& & LTE系统对频谱效率的要求很高.由此产生的小区间干扰问题是影响系统性能的重要问题.干扰随机化，干扰消除和干扰协调/避免作为有效的小区间干扰抑制技术，将会大大提高3GLTE系统的性能，特别是提高小区边缘用户的性能。
& & 参考文献
& & 1 3GPP TR 25.814 v7.1.0(2006&09).Physal Layer Aspects for E- volved Universal Terrestrial Radio Aess v7.1.0，2006
& & 2 3GPP R1-050841.Further Analysis of t
Reuse Scheme
& & 3 3GPP Rl&051059 Inter&Cell Interference Mitigation for EURTA， TSG RAN WG1
& & 4 3GPP Rl&060237.Interference cellatfon for LTE&TP for TR 25.814
& & 5 3GPPRl&050405.Inter&cell interference estimation forOFDMA and MC&CDMA on the DL.France Telecom&Orange
& & 6 3GPP Rl&050507.Soft Frequency Reuse Scheme for UTRAN LTE
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