[发明专利]一种扇区化同频组网通信系统的干扰协调方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种扇区化同频组网通信系统的干扰协调方法。

背景技术

目前的通信系统中，根据不同的组网形式，可分为同频组网和异频组网；异频组网下，不同的相邻小区之间使用不同的频带，不会产生小区间干扰，或只有很小的小区间干扰(来自非相邻更远的小区的干扰信号)，但是缺点是每个小区可用带宽变成整个系统可用带宽的1/3或1/N，整体而言，虽然干扰抑制的方式较简单，但是整体吞吐量还是受到影响；而对于同频组网，相邻小区之间都可以使用全部的系统带宽，频带利用率远高于异频组网，但是小区间干扰会成为影响整体吞吐量的关键因素；特别在基于OFDM技术的蜂窝无线通信系统中，小区内用户通过频分复用实现信号的正交，以解决小区内干扰的问题。但是作为代价，同频组网会带来较强的小区间干扰。因此如何降低小区间干扰，成为无线通信系统的一个重要研究课题。所以，为了保证频谱传输效率，改善小区中用户性能，同频组网的通信系统都需要采用干扰协调技术来抑制小区间干扰。

现有干扰协调技术多是通过频率复用来进行干扰抑制。常用的静态干扰协调方案主要有FFR(部分频率复用)和SFR(软频率复用)。FFR算法的原理是设置小区禁用频带，并为小区边缘用户分配邻小区的禁用频带来避免小区边缘用户之间发生相互干扰；SFR算法原理是通过为相邻小区的边缘用户分配不同的频率和功率来避免小区边缘用户之间发生相互干扰。已有仿真结果和文献显示，静态干扰协调方案能在一定程度上改善小区边缘用户的性能。

但是，在同频组网中，根据不同的天线形态，又可再分为使用全向天线的全向同频小区组网和使用定向天线的扇区化同频组网。扇区化同频组网由于使用了定向天线，能获得更高的天线增益，既能增加小区覆盖距离，又能提高小区容量，从而成为了城市中无线通信系统的主要组网方式。

现有典型扇区化同频组网通信系统的小区结构如图1所示，每个基站(发射塔图案)的覆盖范围为一正六边形区域，每个正六边形区域以虚线划分为3个扇区(图1中以120度定向天线为例，既每个基站划分为3个扇区，如果是60度定向天线则是6个扇区，180度定向天线则是2个扇区，以此类推)。

为了描述统一和简单起见，下文扇区也称为小区，同一基站下划分的多个扇区称为共址小区(如图1中，小区1、4、5为共址小区)，相邻共址小区间的干扰称为共址干扰，与某扇区所属基站不同的扇区称为该扇区的非共址小区(如图1中，小区2、3为小区1的非共址小区)。

在图1系统中，对于每个扇区，各有一套独立的时频资源，通过天线的定向增益来抑制同址扇区之间的干扰。而为了保证连续覆盖，扇区交界处仍有一定的天线增益，这样相同基站下的多个扇区间的干扰就不能得到有效抑制。这些干扰中，位于小区边缘，离本小区基站较远，离相邻非共址基站较近(如A点)的用户，这部分用户对非共址邻小区的干扰较大，同时自身受到非共址邻小区的边缘用户的干扰也较大；而共址相邻小区的边缘用户，如果离基站较近，处于小区中心(如B点)，则其对相邻共址小区的共址干扰也较大，特别是对相邻共址小区的小区边缘用户的影响最大，因为此时路损对信号的衰落远小于定向天线对信号的衰减；最后，共址相邻小区的扇区边缘用户，如果离基站较远(如C点)，或离两个相邻的非共址小区边缘都近且离本小区基站远(如E点)，或离两个相邻的共址小区边缘都近且离本小区基站也近(如F点)，这样的用户可能同时受到多个邻小区或同时受到共址邻小区和非共址邻小区的干扰。

对于上述这种扇区化同频组网通信系统，由于现有的SFR和FFR算法主要解决的是非共址小区之间的干扰问题，因此对于扇区化同频组网情况下，共址小区之间的干扰没有给出专门的处理方式，也就是说，在现有SFR和FFR算法中，只存在边缘用户和中心用户两种分类，对于离本小区基站比较近的扇区边缘用户(如B点用户)，在判断用户类型时，按照现有的用户分类方式，可能会将这部分用户判定为中心用户(如D点用户)，使这部分用户无法获得干扰抑制效果。

虽然也可以将这部分用户通过统一的用户筛选规则，归类为边缘用户，统一按照边缘用户(如A点、C点用户)来处理，使这部分用户能够得到干扰抑制效果，但实际上，这部分用户离本小区基站较近，只对共址基站下其他小区产生干扰，而对非共址基站小区的用户干扰不大，采用SFR算法时，如果不能将这部分用户与边缘用户区分开，而为其分配边缘频带，则既没有必要，也降低了边缘用户的频带传输效率(bps/Hz)，因为有限的频带上传输的用户越多，那么每个用户可以平均传输的速率就越低；这样，无法针对用户的干扰特点进行有针对性地频带分配，也就降低了整个频带利用率。