一、概述：

干擾,泛指一切進(jìn)入信道或通信系統(tǒng)對合法信號的正常工作造成了影響非期望信號。移動(dòng)通信系統(tǒng)的干擾是影響無線網(wǎng)絡(luò)掉話率、接通率等系統(tǒng)指標(biāo)的重要因素之一。它嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行和用戶的通話質(zhì)量。

1.1、干擾的分類：

（1）、從頻段上可分為上行干擾與下行干擾。上行干擾定義為干擾信號在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上行段,基站受外界射頻干擾源干擾。上行干擾的后果是造成基站覆蓋率的降低。物理上看,在無上行干擾的情況下,基站能夠接收較遠(yuǎn)處手機(jī)信號。當(dāng)上行干擾出現(xiàn)時(shí),期望的手機(jī)信號需強(qiáng)于干擾信號,基站才能與手機(jī)聯(lián)絡(luò),因此手機(jī)必須離基站更近,因此造成了基站覆蓋率的降低。下行干擾是指干擾源所發(fā)干擾信號在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)下行頻段,手機(jī)接收到干擾信號,無法區(qū)分正�；�站信號,使手機(jī)與基站聯(lián)絡(luò)中斷,造成掉話或無法登記。由于基站下行信號通常較強(qiáng),對GSM來說,當(dāng)某一下行頻點(diǎn)被干擾時(shí),手機(jī)能夠選擇次強(qiáng)頻點(diǎn),與其他基站聯(lián)絡(luò)。而CDMA本身即自擾系統(tǒng),因此上行干擾的危害比下行干擾更嚴(yán)重。

（2）、從頻點(diǎn)上可分為同頻干擾與非同頻干擾。同頻干擾廣義上是指干擾源占用的頻率恰好與正常信號頻率相同,上行下行都存在。但在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中,同頻干擾特指GSM制式中不同基站同一頻點(diǎn)的下行信號在同一小區(qū)出現(xiàn),使手機(jī)無法區(qū)分不同的基站,形成干擾。由于GSM制式采用多頻點(diǎn)復(fù)用,相鄰小區(qū)不會(huì)用同一頻點(diǎn)。但遠(yuǎn)處小區(qū)功率控制出現(xiàn)問題時(shí),遠(yuǎn)處小區(qū)同頻點(diǎn)信號可能千擾到本小區(qū)。

（3）、從干擾源可分為固定頻率干擾、隨機(jī)寬帶干擾、強(qiáng)信號對弱信號的干擾以及互調(diào)干擾等。固定頻率干擾是指具有固定頻率的干擾源工作于移動(dòng)通信頻段。這種干擾頻率幾乎不變,或小范圍抖動(dòng),上下行都可能存在;隨機(jī)寬帶干擾,是指具有寬頻帶或頻率隨機(jī)變化的干擾源工作于移動(dòng)通信頻段,這種干擾幅度起伏不定,頻率隨機(jī)飄動(dòng),主要存在于上行;強(qiáng)信號對弱信號的干擾,是指合法的信號占用合法的頻率,由于功率過強(qiáng),造成鄰近頻段接收設(shè)備阻塞。或由于強(qiáng)信號雜散輻射過寬,造成對鄰接頻段的干擾;互調(diào)干擾,是由于外部一個(gè)或多個(gè)無線信號源由饋纜進(jìn)入接收裝置的非線性放大器產(chǎn)生的。

（4）、從通信系統(tǒng)來分可以分為移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)部干擾和移動(dòng)通信系統(tǒng)外部干擾。

1.2、移動(dòng)通信系統(tǒng)中干擾的分類

（1）、移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)部頻率的干擾：

     在2G系統(tǒng)中為提高頻率利用率采用了頻率復(fù)用方式。這雖然增加了系統(tǒng)的容量,但同時(shí)也增加了系統(tǒng)的干擾程度。這些干擾主要包括同頻干擾、鄰頻干擾和互調(diào)干擾。

（a）、同頻干擾：

    所謂同頻干擾,即指無用信號的載頻與有用信號的載頻相同,并對接收同頻有用信號的接收機(jī)造成的干擾�，F(xiàn)在一般采用頻率復(fù)用的技術(shù)以提高頻譜效率。當(dāng)小區(qū)不斷分裂使基站服務(wù)區(qū)不斷縮小,同頻復(fù)用系數(shù)增加時(shí),大量的同頻干擾將取代人為噪聲和其它干擾,成為對小區(qū)制的主要約束。這時(shí)移動(dòng)無線電環(huán)境將由噪聲受限環(huán)境變?yōu)楦蓴_受限環(huán)境。當(dāng)同頻干擾的載波干擾比C/I小于某個(gè)特

定值時(shí),就會(huì)直接影響到手機(jī)的通話質(zhì)量,嚴(yán)重的就會(huì)產(chǎn)生掉話或使手機(jī)用戶無法建立正常的呼叫。

(b)、鄰頻干擾：

    所謂鄰頻干擾,即指干擾臺(tái)鄰頻道功率落入接收機(jī)通帶內(nèi)造成的干擾。由于頻率規(guī)劃原因造成的鄰近小區(qū)中存在與本小區(qū)工作信道相鄰的信道或由于某種原因致使基站小區(qū)的覆蓋范圍比設(shè)計(jì)要求范圍大,均會(huì)引起鄰頻道干擾。當(dāng)

鄰頻信道的載波干擾比C/I小于某個(gè)特定值時(shí),就會(huì)直接影響到手機(jī)的通話質(zhì)量,嚴(yán)重的就會(huì)產(chǎn)生掉話或使手機(jī)用戶無法建立正常的呼叫。

（c）、互調(diào)干擾：

當(dāng)兩個(gè)以上不同頻率信號作用于一非線性電路時(shí),將互相調(diào)制,產(chǎn)生新頻率信號輸出,如果該頻率正好落在接收機(jī)工作信道帶寬內(nèi),則構(gòu)成對該接收機(jī)的干擾,我們稱這種干擾為互調(diào)干擾�；フ{(diào)干擾主要是指數(shù)模共站的基站,由于模擬基站發(fā)射機(jī)的影響,而對數(shù)字基站產(chǎn)生的干擾。這種干擾的直接后果是時(shí)隙不能使用,造成基站資源的浪費(fèi),也會(huì)產(chǎn)生掉話。

（2）、外來電波的強(qiáng)烈干擾：

    由于移動(dòng)通信是靠空中電波傳播的,當(dāng)空中某些電波對正在使用的電波產(chǎn)生的干擾達(dá)到一定程度時(shí),會(huì)使信號噪聲比下降到標(biāo)準(zhǔn)值以下(影響通話質(zhì)量),這時(shí)手機(jī)將自動(dòng)關(guān)閉,便出現(xiàn)掉話。這些干擾電波來源非常復(fù)雜,是多方面的,例如工業(yè)干擾、電源火花干擾和其它的鄰近電波干擾等,這些干擾是很難完全避免的。移動(dòng)通信系統(tǒng)中無線電波傳播的特性,決定了其在通信過程中必然受到外界多種因素的影響,因此,外來電波的干擾是造成移動(dòng)通信系統(tǒng)干擾的主要原因之一。

二、技術(shù)現(xiàn)狀：

2.1、傳統(tǒng)干擾抑制技術(shù)

在傳統(tǒng)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，相鄰小區(qū)采用不同頻段以抑制小區(qū)間干擾

2.1.1、基于軟頻率復(fù)用的小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)

軟頻率復(fù)用的核心思想是把小區(qū)覆蓋范圍分為小區(qū)中心和小區(qū)邊緣兩種不重疊的區(qū)域，在小區(qū)邊緣采用和傳統(tǒng)2G 系統(tǒng)類似的頻率復(fù)用策略以降低小區(qū)間干擾，在小區(qū)中心采用全頻率復(fù)用以提高速率。

 圖1 給出了一種典型的實(shí)現(xiàn)方案，小區(qū)中心用戶可使用整個(gè)頻譜，但使用較小的功率以降低對鄰近小區(qū)的干擾。由于其路徑損耗較小, 所以降低功率并不影響其正常使用。對小區(qū)的邊緣用戶，先將整個(gè)頻帶分成3 個(gè)互不重疊的子頻段，一個(gè)小區(qū)只使用一個(gè)子頻段并且相鄰小區(qū)使用不同的子頻段。由于鄰小區(qū)邊緣用戶使用互不重疊的頻段，邊緣用戶可以使用較大的功率。

    該提案簡單易行，通過在系統(tǒng)初始化階段進(jìn)行一次頻率資源規(guī)劃再輔以一定的資源分配算法即可以實(shí)現(xiàn)對小區(qū)間干擾的抑制，且軟頻率復(fù)用效率比較高。

但它也存在明顯的缺點(diǎn)， 一是小區(qū)邊緣頻譜效率不高, 通常只能使用1/3 的頻譜資源； 二是當(dāng)OFDM 系統(tǒng)內(nèi)各小區(qū)的負(fù)載隨著時(shí)間的變化而劇烈變化時(shí)，該方法顯得很不靈活。阿爾卡特提出一種改進(jìn)方案，該方案的核心是對小區(qū)邊緣進(jìn)行了細(xì)分，將整個(gè)可用頻段分為7 組。將小區(qū)邊緣分成6 個(gè)部分，每個(gè)部分可用頻率為這7 組中間的其中一組，不同小區(qū)間的相鄰小區(qū)邊緣采用的頻帶互不重疊。這使得在確保小區(qū)間干擾減小的前提下, 小區(qū)邊緣可用頻率相較于華為的提案顯著提高(從1/3 提高到6/7)。

具體實(shí)現(xiàn)如下：

 在該方案中，每個(gè)小區(qū)的中心區(qū)域使用全段頻率以使中心區(qū)域容量最大，而邊緣區(qū)域被分為3 部分，每部分又使用不同的頻段。再將整個(gè)頻段7 等分，分別與小區(qū)中各數(shù)字區(qū)域部分相對應(yīng)，如圖。這樣就實(shí)現(xiàn)了各相鄰數(shù)字區(qū)域之間頻率的交錯(cuò)，避免了相鄰小區(qū)間的同頻干擾。

    該方案雖然大大提高了SINR值，但這是以頻譜利用率作為代價(jià)，系統(tǒng)容量并未得到提高反而下降，如圖3。

 由于 OFDM 系統(tǒng)小區(qū)內(nèi)子載波嚴(yán)格正交，很好地避免了小區(qū)內(nèi)的同頻干擾，因此，在某小區(qū)邊緣區(qū)域可以采取由該小區(qū)3 個(gè)數(shù)字區(qū)域部分的頻率之和。A 小區(qū)的數(shù)字2 區(qū)域可以采用頻段為4 和5 的頻率，因?yàn)樾�區(qū)內(nèi)的同頻干擾已經(jīng)被正交子載波消除，因此，A 小區(qū)邊80 緣區(qū)域就可以共用 2、4、5 頻段的頻率資源，占整個(gè)頻率帶寬的3/7，頻譜利用率得以提高，系統(tǒng)容量也必然提高，如圖4。

這種方案雖然可行，但是必須使用有效的資源調(diào)度方法進(jìn)行控制。當(dāng)A 小區(qū)的數(shù)字2部分調(diào)用頻段為4 的頻率資源，而E 小區(qū)的數(shù)字6 部分也調(diào)用頻段為4 的頻率資源，這樣，由于兩數(shù)字區(qū)域距離相距太小，小區(qū)間的同頻干擾較大，誤碼率會(huì)急劇上升，嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能，甚至無法保證最低通信質(zhì)量要求。

    資源調(diào)度方法就是用來杜絕相鄰兩數(shù)字區(qū)域使用同一頻率造成干擾過大的情況發(fā)生。由于用戶數(shù)和業(yè)務(wù)量往往都是隨機(jī)的，很少會(huì)出現(xiàn)多個(gè)相鄰小區(qū)同時(shí)達(dá)到資源短缺的情況，因此可以通過一定的資源調(diào)度方法讓資源緊張的小區(qū)邊緣區(qū)域調(diào)用同小區(qū)的其他頻率資源，而與該小區(qū)較近的鄰小區(qū)不允許再調(diào)用該頻率資源。A 小區(qū)的數(shù)字2 區(qū)域已調(diào)用頻段4 的頻率，那么小區(qū) E的數(shù)字 6、7 區(qū)域就不能再調(diào)用頻段為4 的頻率，從而避免小區(qū)間同頻干擾過大。同樣，如果A 小區(qū)數(shù)字4 區(qū)域已調(diào)用頻段5 的頻率資源，那么小區(qū)G 的數(shù)字3、6 區(qū)域就不能調(diào)用5 頻段頻率。這樣，A 小區(qū)的數(shù)字4 邊緣區(qū)域就可占用整個(gè)頻段的3/7，系統(tǒng)容量得以提升，滿足更多用戶的需求；而G 小區(qū)的數(shù)字3 和6 邊緣區(qū)域不能再調(diào)用頻段5，但仍可互相調(diào)用，所占頻率也能達(dá)到整個(gè)頻段的2/7，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)容量下降過大。如果不采用資源調(diào)度算法，頻率復(fù)用因子為7 的軟頻率復(fù)用方案中各小區(qū)中每個(gè)數(shù)字區(qū)域的可用頻率為整個(gè)頻段的1/7，雖然其SINR 值相對于頻率復(fù)用因子為3 的軟頻率復(fù)用方案有較明顯提高，但是對于小區(qū)邊緣區(qū)域容量卻有較大的降低。

    采用合理的資源調(diào)度算法，不僅可以明顯增大SINR 值，也可使各小區(qū)邊緣部分的可用頻率達(dá)到3/7，這樣小區(qū)邊緣區(qū)域的容量相對頻率復(fù)用因子為3 的軟頻率復(fù)用方案就有較大105 提升，如圖4 所示。

2.1.2、 結(jié)論

    本文給出了一種頻率復(fù)用因子為7 的軟頻率復(fù)用方案來抑制小區(qū)間干擾，相對較常用的頻率復(fù)用因子為3 的軟頻率復(fù)用方案，該方案在小區(qū)邊緣區(qū)域部分獲得了更高的用戶峰值速率，使整個(gè)系統(tǒng)容量得到提升。

軟頻率復(fù)用基本不需要在基站間交換信息，優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜度低，信令開銷也很低，具有較高的可行性。但軟頻率復(fù)用使得小區(qū)邊緣只能使用部分頻譜資源，吞吐量受影響，難以實(shí)現(xiàn)高速率傳輸，這是軟頻率復(fù)用技術(shù)的根本缺陷。

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從3G-5G小區(qū)間干擾抑制技術(shù)綜述.pdf