LTE系统一种高效准动态部分频率复用方案

摘要

系统容量一直是无线通信系统最为核心的指标之一。复用因子为1的同频组网模式虽然可以最大限度地利用极其稀缺的频率资源以提高系统容量，但来自邻小区或邻扇区的强烈同频干扰将导致边缘用户的服务质量严重下降。此问题的主要解决方法有干扰随机化、干扰消除和部分频率复用(FFR)。FFR技术相比干扰随机化技术有更高的增益，相比干扰消除技术有更低的复杂度，因而是抑制小区间干扰，提升系统容量以及小区边缘用户性能的有效解决方案，已经被LTE和WIMAX标准采纳。本论文重点就这一抗干扰方法展开研究。
　　 FFR技术可分为静态、动态和准动态这三种模式。相对而言，动态FFR性能好但具有较高的额外开销和复杂度，而静态FFR的性能优化空间大。准动态FFR在增益与额外开销的平衡上具有明显优势，成为优化静态FFR技术的重要途径。本文针对LTE系统，提出了一种新型高效准动态FFR方案，其核心思路是：(1)从系统性能优化的角度，每个用户都有最适合的复用模式；(2)由于中心用户的SINR较高，复用为1的组网方式已经接近最优解，故如何优化边缘用户的性能极为重要；(3)根据强干扰源的不同，细分边缘用户，可在不改变复用因子的情况下提高SINR；(4)对于一小部分死角用户，其SINR在复用因子为3的情况下仍然很低，采取干扰避免可以有效地提高其SINR；(5)用户可以在不同复用模式下切换，使用户选择最佳的复用模式。分析表明，本方案的主要额外开销来源于对边缘用户类型的判断。
　　 通过LTE系统级仿真与分析，表明本文方案相对于静态FFR，系统的平均频谱效率以及边缘用户的频谱效率均有可观的提高，死角用户的数量也大幅度减少。研究表明，本方案适合于LTE郊区宏蜂窝环境，对农村宏蜂窝环境也较为适合，能产生明显增益。