一种lte系统干扰协调方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于无线通信领域，更具体地涉及一种LTE(Long Term Evolut1n，长期演进)系统干扰协调方法。
【背景技术】
[0002]3GPP(Third Generat1n Partnership Project，第三代合作伙伴计划)标准组织早在2004年年底就启动了3G(the 3rd Generat1n，第3代)LTE和SAE(System ArchitectureEvolut1n，系统架构演进)两大研究与标准化工作计划。经过这些年紧张而高效的工作，LTE标准已经成熟。LTE改进并增强了3G的空中接口技术，引入了0FDM(0rthogonalFrequency Divis1n Multiplexing，正交频分复用)、MIM0(Multiple Input MultipleOutput，多入多出)、全IP(Internet Protocol，因特网协议)组网等新型无线通信技术，使空中接口传输能力达到下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，采用扁平化网络结构和全IP系统架构使传输延时更短和更适合承载数据业务。因此，3GPP LTE是一个高数据率、低时延和基于全分组的移动通信系统。
[0003]要达到LTE系统要求的高速率，系统内用户的信干噪比必须得到极大地提高，而提高信干噪比不外乎提高信号功率和降低干扰两种方法。虽然系统采用了 AMC(AdaptiveModulat1n and Coding，自适应编码调制)、ΜΠ?)等许多新技术提高了信号功率，带来了信干噪比的提高，但离要求还有较大差距。因此，尽量减少干扰就成了 LTE系统的一个研究关键点。
[0004]LTE米用OFDMA技术(Orthogonal Frequency Divided Multiple Access，正交频分多址接入技术)，0FDMA技术利用频率之间的正交性作为区分用户的方式，将用户的信息承载在相互正交的不同的载波上，使系统可以做到频率复用因子为I，即整个系统覆盖范围内的所有小区可以使用相同的频带为本小区内的用户提供服务。虽然由于载波频率和相位的偏移等因素会造成子信道间的干扰，但是可以在物理层通过采用先进的无线信号处理算法使这种干扰降到最低。因此小区内的干扰很小，而影响系统性能的主要干扰来自小区间的干扰。
[0005]图1a为LTE系统下行链路的干扰情况。用户I与用户2的服务基站分别是NodeB A与Node B B。假设Node B A分配给用户I用于下行传输的子载波集合为SI，Node B B分配给用户2用于下行传输的子载波集合为S2，S1与S2的交集为S。如果S不是空集，如图1a所示，用户I在接受Node B A发送的下行信号时，在集合S内的子载波将会同时向用户I发送无线信号，对于用户I来说，这些来自Node B B信号就是干扰。如果用户I与用户2之间的距离很小(例如都处于两个服务小区覆盖区域的重叠部分)，小区间的干扰将会很强烈。当发生在三个毗邻小区覆盖区域的重叠部分时，小区间的干扰将更会严重。上行链路的小区间干扰问题的分析与下行链路类似，如图1b所示。若S是一个子集，便不会产生小区间干扰，但LTE系统采用OFDMA技术，频率复用因子为I或者接近1，则S为空集的概率极小。因此解决小区间干扰问题以提高系统服务性能，特别是小区边缘区域的性能，是LTE系统中亟待解决的重要技术问题。
[0006]为了解决LTE由于采用OFDMA而导致的小区边缘用户干扰严重的问题，3GPP提出了多种解决方案，包括干扰随机化、干扰删除以及干扰协调技术。其中，干扰随机化技术包括加扰、IDMA(Interleaved Divis1n Multiple Access，交织多址)和调频。干扰随机化就是不同小区的信号采用不同的扰码，或采用不同的交织模式，将干扰随机化为“白噪声”，用统计数学方法估计干扰，此种方法简单可行，但会造成由于统计特性的不同而带来的误差;干扰消除技术所能达到的效果和干扰随机化是一样的，有两种方法，一种是通过移动终端多天线的空间抑制来消除干扰，这种方法比较简单，另一种是在信道编码/交织后将干扰小区的信号解调、解码，或者使用不同的频率跳变来删除干扰，这种方法可以显著改善小区边缘的系统性能，获得较高的频谱效率，但实现起来比较复杂，成本高，适应于强干扰源，对于带宽较小的业务不太实用；干扰协调是在蜂窝间用协调的方式进行资源管理控制，在可用的频率资源、发射功率有限的控制约束条件下，保证系统足够的信号干扰噪声比、用户容量及覆盖范围，这些约束可以通过限制资源管理器的可用时域资源和限制分配给时域资源的功率来实现。
[0007]在所有干扰解决方案中，干扰协调技术是目前讨论最多的LTE干扰管理技术。LTE系统的干扰协调技术的核心思想在于采用频率复用技术，它使得相邻小区之间的干扰信号源的距离尽可能的远，从而抑制相邻小区的干扰，达到改善传输质量、提高吞吐量的效果。有如下几种经典干扰协调方案:FFR(Fract1nal Frequency Reuse，部分频率复用)、SFR(Soft Frequency Reuse，软频率复用)等。FFR—经提出，对干扰起到了很好的抑制作用，其简单并容易操作，对子载波的使用限制严格，但是牺牲了频率分配的灵活性和频谱效率。对于SFR，它继承了FFR的优点，比较明显地提高了频谱的利用效率，为现在比较常用的一种干扰协调方案。
[0008]值得注意的是，SFR虽解决了FFR所存在的频谱利用率低下的问题，但其所采用的资源分配方案使得系统在重度边缘负载情况下仍然存在严重的小区间干扰问题，边缘用户性能不理想。同时，由于基于SFR的方案为针对中心用户和边缘用户分别进行频率分配，当资源分配完毕后，系统再进行调度，存在用户分配在不适宜的资源上的情况，多用户分集效果不理想。因此，目前的SFR方案不能有效地解决重度边缘负载下小区间干扰问题。
[0009]下面为了说明该问题，先介绍目前常采用的软频率复用即SFR机制。
[0010]目前，常用的软频率复用机制如图2所示，将整个可用频段分为N个子带，其中X个子带用于小区边缘，N-3X个子带用于小区内部。其中X个子带在邻近小区间必须正交，以消除干扰，X的大小可根据小区边缘用户负载情况而变化。通过调整X大小，可实现不同程度的频率复用。各小区内部使用相同的频率，而各小区边缘按1/3复用使用不同的频率。如各小区边缘需增加I个子带，则各频带都各需增加I个子带，相应的各小区内部减少3个子带。
[0011]为了更好地说明现有的软频率复用机制，下面举一个具体的实例进行说明。
[0012]假设所有小区可用频段可分为15个子带，小区边缘用户在轻度负载情况下，可设X值为I，并且邻近小区如小区1、2、3的边缘所使用的子带必须相互正交，则每个小区内部可被分配15-3*1即12个子带。在小区边缘为重度负载情况下，可调整X值为3，则每个小区内部仅可使用6个子带。
[0013]对软频率复用机制，如图2所示，以小区1、2、3为例，假设每个小区可用频段分为15个子带，在边缘用户轻度负载情况下，X值取为I，各小区频率资源分配后效果如图3所示。由图3可以看出，小区1、2、3边缘用户被分配频率范围为子带1、2、3，中心用户可用第4?15子带。若小区I被分配频率为第I个子带，但是小区I的边缘用户若在4?15范围内的子带可获得更高的信噪比，则边缘用户在所分配频率资源上便不能获得最佳系统性能。同时，中心某用户若在子带I?3上可获得更高信噪比，可经过软频率复用机制分配资源后，中心某用户同样无法获得最佳系统性能。因此，系统不能获得可观的多用户分集增益。
[0014]并且，当小区在边缘用户重度负载情况下，即小区边缘的业务量较大时，其对不同小区分配相互正交的主子载波仍然会带来小区之间的频率复用因子增高，即X值得逐渐增加，中心用户可用频段逐渐减少，系统频谱利用率严重下降。
[0015]通过上面讨论，可以知道，在软频率复用机制下，系统多用户分集效果差，并且当边缘业务量较大时，频谱利用率低下，系统性能尤其是边缘用户的性能不理想。
【发明内容】
[0016]发明目的:鉴于现有技术的问题，本发明提出一种新型LTE系统干扰协调方法，包括如下步骤:
[0017]步骤I，根据小区中每个用户反馈的CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)信道质量指示报告将用户分组为中心用户和边缘用户；
[0018]步骤2，按照传统PF(Proport1nal Fair，比例公平)比例公平调度算法对分组后的用户在小区所有可用频段上进行频率资源初步分配；
[0019]步骤3，对初步分配频率资源后的边缘用户进行分类，并将各小区边缘用户进行整理得出列表A(列表A为某观测小区的某扇区的边缘用户集合)、列表B(列表B为该扇区相邻小区的相邻扇区的边缘用户集合)；
[0020]步骤4，对小区进行频率资源二次调整，调整后频率资源分配完毕。
[0021]其中，步骤I中，信道质量指示值高于阈值(3dB)的为中心用户，否则为边缘用户。
[0022]步骤I中，所述边缘用户分为合法用户和违约用户，违约用户分为隐违约用户和显违约用户，显违约用户分为绝对违约用户和非绝对违约用户。
[0023]步骤2包括如下步骤:
[0024]步骤2-1，将频