在根据OFDM的蜂窝移动通讯网络中，影响体系功能的首要搅扰来自小区间搅扰。小区间的搅扰和谐技能是进步体系功能的有用手法之一。首要，给出了搅扰和谐的软频率复用原理。然后，依照资源在时域上调度粒度的不同将搅扰和谐技能分为三类，即静态搅扰和谐、动态搅扰和谐和半静态搅扰和谐，并剖析了各自的优缺陷。最终，经过两个搅扰和谐计划实例阐明搅扰和谐在3G长时刻演进体系中的运用。
因为具有高频谱利用率而且能有用处理宽带无线通讯体系中的码间搅扰问题，正交频分复用（OFDM）技能现已被广泛认为必将运用于未来的宽带无线通讯体系中，包含3G长时刻演进体系（3GLTE）等[1]。在以OFDMA为多址接入办法构建的蜂窝移动通讯网络中，也能够做到频率复用因子为1，即整个体系掩盖范围内的一切小区能够运用相同的频带为本小区内的用户供给服务。在OFDM体系中，各子信道之间的正交性有严厉的要求。尽管因为载波频率和相位的偏移等要素会形成子信道间的搅扰，可是能够在物理层经过选用先进的无线信号处理算法使这种搅扰降到最低。因而，一般认为OFDMA体系中的小区内搅扰很小，而影响体系功能的首要搅扰来自小区间搅扰。
图1（a）所示为OFDM体系上行链路的搅扰情况。移动终端T1与T2的服务基站别离是NodeBA与NodeB B。T1和T2别离经过在上行无线链路传输数据而取得体系的服务。假定Node B A分配给T1用于上行传输的子载波调集为S1，Node B B分配给T2用于上行传输的子载波调集为S2，S1与S2的交集为S。假如S不是空集，如图1（a）所示，Node B B在接纳T2发送的上行信号时，在调集S内的子载波将会一起收到T1发送的无线信号。关于T2和Node B B来说，这些来自T1的信号便是搅扰。假如T1与T2之间的距离很小（例如T1、T2都处于两个服务小区掩盖区域的堆叠部分），小区间的搅扰将会很激烈。当这种情况发生在三个毗连小区掩盖区域的堆叠部分时，小区间的搅扰将更为严峻。假如从信号接纳端。Node B B的视点来考虑，严峻的小区间搅扰将导致接纳机无法正确解调出T2发送的上行信号，然后呈现上行传输过错事情的发生。过多的传输过错将会导致体系服务功能的急剧下降，使体系无法到达用户对体系服务功能的要求。T1和Node B A也会遇到相似的情况。下行链路的小区间搅扰问题的剖析与上行链路相似，如图1（b）所示。当然，假如S是一个空集，上述的这些情况都不会发生，可是关于频率复用因子为1的OFDMA体系来说，S为空集的概率极小。因而，怎么下降小区间的搅扰，以进步体系的服务功能，特别是小区边际区域的功能，是OFDM体系中亟待处理的重要技能问题。
图1 OFDM体系链路搅扰剖析
一、小区间搅扰和谐的基本原理
现在关于OFDM体系中小区间搅扰按捺技能的研讨首要包含搅扰随机化、搅扰消除、宏分集和搅扰和谐等[2]。其间，小区间的搅扰和谐技能是评论的要点。
搅扰和谐又称为“搅扰防止”、“软频率复用”或“部分频率复用”，是现在3GLTE正在考虑的办法之一[3]，该办法将频率资源分为若干个频率复用集。小区中心的用户能够选用较低的功率发射和接纳，相邻小区的中心区域用户即便占用相同的频率也不会形成较强的小区间搅扰，因而小区中心区域用户被分配在复用因子为1的频率复用集。而小区边际区域的用户需求选用较高的功率发送和接纳信号，有或许形成较强的小区间搅扰，因而小区边际区域用户被分配在频率复用因子为N的频率复用集。
小区间的搅扰和谐技能经过对体系资源的有用分配，减小相邻小区边际区域运用的资源在时刻和频率上的抵触，下降搅扰数量级，进步信号的接纳信噪比，然后进步体系小区边际的服务质量，乃至整个体系的服务质量。
搅扰和谐的基本原理如图2所示，其间（a）图是频率资源在空间上的分配计划，（b）图是频率资源的区分计划[8,9]。
图2 搅扰和谐基本原理
设S为OFDM体系所运用的带宽内一切子载波的调集，依照图2（b）的频率资源区分计划，S被等分红三个子集S1、S2和S3，而且这三个子集内的子载波互不堆叠。如图2（a）所示，每个小区被区分红表里两层，区分的根据能够是无线链路的质量等。子载波集S1、S2或S3分配到体系中的各小区，例如S1对应小区1，S2对应小区2，S3对应小区3，等等。在资源分配阶段确认用户运用的传输子载波时，关于内层区域的一个移动终端来说，能够被分配到的子载波（组）是调集S中的任一子载波或子集，也便是说小区内层区域的频率复用因子能够为1。而对外层区域的一个移动终端来说，它能被分到的子载波（组）只能是某一个子集Sn（S1、S2或S3），即频率复用因子只能到达3。一起，在把Sn（S1、S2或S3）匹配到每一个对应的小区时应恪守一个准则：保证相邻的三个小区匹配到的子调集组有必要是S1、S2、S3的一个排列组合，即能够是（S1，S2，S3）、（S2，S3，S1）或（S3，S2，S1）等。
经过这样的频率资源区分办法和频率资源空间分配计划，能够保证相邻小区的边际区域被分配到的子载波互不堆叠，然后使处于该区域内的移动终端遭到的小区间搅扰降到一个很低的程度，进步了小区边际的服务质量。由此可见，搅扰和谐技能的首要意图是进步体系对小区边际移动终端的服务质量。图2所示是小区边际复用因子为3的情况。假如选用更高的小区边际复用因子（例如7、9等），能够进一步下降小区间的搅扰，可是会导致频谱利用率的下降。
二、典型搅扰和谐办法
以上基本原理介绍的比方中只是考虑了将调集S等分红子调集S1、S2和S3的情况，而实际情况中。S的切割也能够对错等分的，即S1、S2和S3能够跟着时刻的改变而改变。依照S的切割随时刻的改变联系，搅扰和谐技能能够分为：静态搅扰和谐、动态搅扰和谐和半静态搅扰和谐[4]，以下别离进行介绍。
1.静态搅扰和谐
静态搅扰和谐指调集S的切割不随时刻的改变而改变，也即Sn（S1、S2和S3）在体系的初始化阶段就现已确认，而且不会跟着传输时刻距离（TTI：TransmissionTimeInterval）的改变而改变。由此可见，在静态搅扰和谐办法中，每个小区用于搅扰和谐的资源在整个时刻轴上是固定不变的。如图3所示，各小区C_n（n=1，2，3…，7）用于搅扰和谐的资源在TTI1、TTI m和TTI n上保持共同，没有发生改变。
图3 静态搅扰和谐
静态搅扰和谐简单易行，经过在体系初始化阶段进行一次频率资源规划再辅以必定的资源分配算法即能够完成对小区间搅扰的按捺。除了在体系初始化阶段对整个OFDM体系进行一次频率资源切割时需求一些信令开支外，在后续的过程中不需求NodeB之间或许NodeB和无线网络控制器（RNC）之间额定的信令开支，这使静态的搅扰和谐办法功率比较高。但它也存在显着的缺陷，例如当OFDM体系内各小区的负载跟着时刻的推然后剧烈改变时，静态搅扰和谐办法显得很不灵敏；当小区边际处于高负荷情况而小区中心处于低负荷情况时，静态搅扰和谐办法带来的小区边际功能进步也很有限。
2.动态搅扰和谐
动态搅扰和谐指调集S的切割随时刻的改变而改变，即Sn（S1、S2和S3）在体系的初始化阶段确认后，跟着TTI的添加也会发生动态的改变。也便是说，在动态搅扰和谐办法中，每个小区用于搅扰和谐的资源都会跟着时刻的改变而添加或许削减。如图4所示，体系初始化阶段的频率资源切割确认了TTI1时各小区用于搅扰和谐的子载波；在TTI2时，小区1用于搅扰和谐的资源削减了，小区2、4、6用于搅扰和谐的资源添加了，而小区3、5、7用于搅扰和谐的资源并没有发生改变；在TTI3时，与TTI 2时的情况比较，小区1、3、5、7用于搅扰和谐的资源添加了，而小区2、4、6用于搅扰和谐的资源显着削减。
图4 动态搅扰和谐
在动态搅扰和谐办法中，小区内负载的散布或许改变促进各小区用于搅扰和谐的资源发生改变，所以此办法能够很好地习惯体系内负载的改变。可是它也存在缺陷，因为从调集S到S1、S2、S3的切割需求在整个体系内进行，不能在某一个小区独自调整，这就需求NodeB之间或许NodeB和RNC之间额定的信令开支；假如S的区分在每个TTI内都进行一次，过多的信令开支将导致体系功率的严峻下降，对体系功能的进步乃至起负效果，一起每个TTI内进行S的切割也将增大体系的传输时延。
3.半静态搅扰和谐
考虑到静态搅扰和谐办法和动态搅扰和谐办法各自的优缺陷，发生了半静态搅扰和谐办法。在半静态搅扰和谐办法中，调集S的切割也是随时刻的改变而改变，即Sn（S1、S2和S3）在体系的初始化阶段确认之后，随TTI的添加也会发生动态的改变，可是S切割的改变不像动态和谐办法中改变得那么频频，也不是在每个TTI都会发生改变，一般要经过多个TTI才会进行一次调集S到S1、S2、S3的从头切割。如图5所示，体系初始化阶段的频率资源切割确认了TTI1时各小区用于搅扰和谐的子载波；在TTIm时，各小区用于搅扰和谐的资源仍与TTI1共同，即在TTI 1～TTI m这段时刻距离内没有发生改变；而在ITI m+1时，小区1用于搅扰和谐的资源添加了，小区3、5、7用于搅扰和谐的资源削减了，而小区2、4、6的这部分资源并没有发生改变。也便是说调集S的这次切割发生的距离为m个TTI。
图5 半静态搅扰和谐
半静态搅扰和谐办法能够看作是静态搅扰和谐与动态搅扰和谐的一个折衷，它交融了二者的长处，摒弃了它们的缺陷。在半静态搅扰和谐办法中，一方面，小区内负载的散布或许改变促进各小区用于搅扰和谐的资源发生改变，可见它能够很好地习惯体系内负载的改变；另一方面，从调集S到S1、S2、S3的从头切割不需求在每个TTI都进行，S的从头切割彻底能够只在体系内负载散布或许其改变比较大的时分才进行，这就有用地减小了NodeB之间或许NodeB和RNC之间额定的信令开支，进步了体系功率。这种办法能够在必定程度上进步整个体系的功能，尤其是小区边际的功能。
三、搅扰和谐计划举例
前面介绍了搅扰和谐办法的基本原理和分类，下面将介绍两种详细的搅扰和谐计划。
1.计划一
图6给出了上、下行搅扰和谐技能的一个完好计划[5]，这种计划能够认为选用的是静态搅扰和谐技能。整个频域资源S在体系初始化阶段被切割为N（考虑到体系的彻底掩盖，N=7或N=9）个互不相交的子集Sn（n=1，2，…，N），每一个Sn与一个扇区Cn相对应，一切扇区都被区分为内、外两层。关于内层的移动终端，被分配到的传输子载波能够是调集S的任何一个子调集。而关于外层区域的移动终端，以扇区C1为调查目标，当扇区C6内有一个移动终端（图中的T1）运动到扇区边际区域挨近扇区C1时，扇区C6将只会在调集S1中分配相应资源给该终端传输数据。与扇区C1相邻的其他扇区（如C2、C3、C4、C5、C7、）的情况也是如此。这也便是说关于每一个扇区，处在其边际区域的用户只或许分配整个体系资源的一部分，这样能够保证别离处于两个相邻扇区的边际区域的用户所分配到的频域资源不会相交，然后能够在必定程度上减轻小区间的搅扰。在这种计划中，扇区的内层区域频率复用因子为1，外层频率复用因子为N。
图6 搅扰和谐计划实例1
因为该计划是一种静态的搅扰和谐办法，所以存在和静态搅扰和谐相同的缺陷：①固定的频域资源切割不能习惯体系内负载的散布跟着时刻的改变而改变的情况；②固定的频域资源区分不能习惯小区中心负载低、小区边际负载高的情况；③未考虑扇区的内、外层依照什么样的准则区分。
2.计划二
图7是另一种搅扰和谐计划[6]，（a）图给出了这种计划的频率资源规划办法，（b）图给出了某次调度后三个毗连小区资源在小区边际的分配情况。
在小区区分为内、外两层方面，本计划与前面搅扰和谐基本原理部分介绍的区分办法共同。在小区的频率资源规划方面，如图7（a）所示，假定整个频率资源由15个小的传输块Smn（m=1，2，3；n=1，2，3，4，5）组成，每5个小的传输块组成一个传输块组Sm（m=1，2，3），在资源分配时顺次对应一个小区。
图7 搅扰和谐计划实例2
关于每一个小区来说，它的内层频率复用因子仍是能够为1，也便是能够分配Smn（m=1，2，3；n=1，2，3，4，5）中的恣意资源。小区边际区域的资源分配规矩，以小区1（C_1）为例，首要能够将S1n（n=1，2，3，4，5）中资源的分配给该区域内的移动终端运用，假如C_1的边际区域负载比较高，它就能够从S2n（n=1，2，3，4，5）、S3n（n=1，2，3，4，5）中借用资源分配给该区域内的终端运用。C_1从S2n（n=1，2，3，4，5）、S3n（n=1，2，3，4，5）中借用资源的次序为：S25、S35、S24、S34、S23、S33、S22、S32、S21、S31。其他小区（如C_2、C_3）的资源分配办法也是如此（包含小区的内、外层区域）。
在图7（b）中能够看到某次资源分配完毕后，三个毗连小区的边际区域资源分配情况：C_3的边际区域满负荷；C_2的边际区域轻度负荷；C_1的边际区域中度负荷。相邻的小区边际在资源分配时会呈现部分资源交叠的情况。
经过前面的剖析能够看出，这种计划的长处在于：①在某些情况下（比方一个小区边际负荷较高，毗连的两个小区边际负载较低），能够进步小区边际的功能；②只需求在体系初始化时对调集S进行一次切割，在这一点上相似于静态的搅扰和谐计划。可是，假如毗连小区的边际区域负载情况不像前面所说的那样匹配，因为仍然有毗连小区搅扰源的存在，小区边际功能的进步不是很显着。
四、结语
未来的宽带移动通讯体系对频谱功率的要求很高，因而希望频谱复用系数尽或许地挨近1。由此发生的小区间搅扰问题是影响蜂窝移动通讯体系功能的重要问题。搅扰和谐技能作为一种有用的小区间搅扰按捺技能，将会进步3GLTE体系的功能，特别是小区边际区域用户的功能。
参考文献
13GPPTR25.814v7.1.0 (2006-09).Physical Layer Aspects for Evolved Universal Terrestrial Radio Access(UTRA)(Release 7)
2沈嘉.OFDM体系的小区间搅扰按捺技能研讨.电信科学，2006(10)：
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修改：小宇
