基于OFDM的宽带蜂窝移动通信中的干扰抑制算法

摘要

未来的移动通信对服务质量和传输速率的要求越来越高，而频谱资源有限，正交频分复用(OFDM)技术能实现在无线信道上的高频谱利用率的高速数据传输。但OFDM应用于宽带蜂窝移动通信系统时将面临严重的小区间干扰问题。在小区交界处，接收到的下行干扰能量是接收信号的1倍(两小区交界处)和2倍(三小区交界处)，使移动台接收的信号的信干噪比(SINR)低于0dB。对基于OFDM的宽带蜂窝移动通信系统，在这么低SINR的条件下，同步、信道估计和数据解调均很困难。针对基于OFDM的宽带蜂窝移动通信系统中小区间干扰问题，本文提出四种算法：1)自适应子载波组调制及扩频算法。此算法根据信道和干扰情况自适应地调整调制阶数和扩频增益，来保证系统的传输速率和误码率。仿真结果表明：该算法使系统在高斯白噪信道下的误比特率(BER)在宽的信噪比范围内(0变化到30dB)基本上保持在10-3左右，信源速率随着信道信噪比的增大而增大。2)自适应子载波组分配算法。此算法用来提高子载波的效率和改善系统性能。主要思想是根据用户的需求和在接收机端该用户所观察到的各子载波的性能来决定该用户能够使用的子载波数量及使用哪些子载波组。仿真结果表明：在IMT2000信道下，采用自适应子载波组分配算法，系统的误码率有了一定的降低，而且当信道条件好时，改善效果更明显。3)自适应子载波组波束成型算法。此算法可以抑制邻小区的干扰，提高接收点的信干比。主要思想是针对不同的子载波组，调整子载波组的主波束方向和零点方向，抑制邻区基站的干扰。8天线的仿真结果表明：在IMT2000信道下，QAM解调前的SINR保持在29dB左右，比接收点空间的SINR提高了很多，而且基本上没有随着接收点空间的SINR增加而变化。4)基于子载波组的自适应算法。综合以上提出的三个算法思想，在基站发送端，自适应地调整子载波组的调制阶数和扩频增益，然后将调制扩频后的数据自适应地分配到选出的性能较好的子载波组上；在移动台接收端，自适应地调整天线阵列的主波束方向和零点方向。仿真结果表明：在IMT2000信道下，基于子载波组的自适应算法大大降低了系统的误码率，误码率保持在10-7数量级；QAM解调前信号的信号噪声干扰比SINR保持在41dB左右，并且没有随着接收点空间的SINR增加而发生明显变化。