CN102065031A - 一种小区间干扰的处理方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提出一种小区间干扰的处理方法和设备。该方法包括：获取各邻小区信息；根据各邻小区信息，获取各小区中用户终端的信道响应的估计值；根据各小区中用户终端的信道响应的估计值，对小区间干扰进行进行抑制或消除处理。本发明提供的实施例中，通过多小区信道估计实现干扰抑制或者对干扰进行重构/消除，从而抑制/消除邻小区的干扰，提升本小区的检测性能。

Description

一种小区间干扰的处理方法和设备

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种小区间干扰的处理方法和设备。

背景技术

LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中，同一小区内用户之间是正交的，因此干扰主要来源于其他小区的用户以及频率复用引起的同道干扰。在系统建网初期，由于用户和小区都比较少，可以等同为噪声受限系统，此时MRC(Maximum Ratio Combining，最大比合并)技术能够充分捕获各个接收分支的增益，其性能是最优的。但是随着网络规模的扩大以及用户的增加，用户间干扰以及频率复用引起的同道干扰将起主导作用，由于MRC合并仅仅将上述干扰当作噪声来处理，势必引起检测性能急剧恶化，影响小区的覆盖范围、系统容量等。

实际系统中，在上行方向一般采用多天线技术来增强接收信号质量，加大覆盖范围，多天线技术的应用也为干扰抑制带来了可能。理论上说，N_R根接收天线能够抑制至多N_R-N_T个干扰，以LTE上行系统来说，N_R根接收天线能够抑制至多N_R-1个干扰。

在LTE的早期研究中，提出了一些小区间干扰减轻技术，主要包括以下3类：

(1)小区间干扰随机化(Inter-Cell Interference Randomization)：基本思想是将干扰信号转化为随机白噪声，常用的手段包括加扰、交织、跳频等；

(2)小区间干扰消除(Inter-Cell Interference Cancellation)：基本原理是通过接收机的处理增益来抑制干扰；其属于产品实现问题，因此标准中没有针对该方案进行专门讨论；

(3)小区间干扰协调/避免(Inter-Cell Interference Coordination/Avoidance)：基本思想是以相互协调的方法通过对各个小区的资源分配进行限制来达到尽量避免对相邻小区造成强干扰。

现有技术中存在的问题在于：

小区间干扰随机化通过加扰、交织、跳频等手段，虽然能够将干扰信号转化为白噪声，但干扰功率并没有被降低，因此该方案不能提升系统的SINR(Signal to Interference Noise Ratio，信干比)，因此不会提升系统容量。而小区间干扰协调/避免技术通过对各个小区的资源分配进行限制来避免或者减轻小区间的干扰，但是随着用户数量的增加，很难保证不同小区间用户资源的正交，小区间的干扰还是不可避免，而且该技术也只能够针对临近的几个小区进行干扰协调，对于较远的同频小区无法进行协调。

发明内容

本发明的实施例提供了一种小区间干扰的处理方法和设备，用于抑制/消除邻小区的干扰，提升本小区的检测性能。

本发明的实施例提供了一种小区间干扰的处理方法，包括：

获取各邻小区信息；

根据所述各邻小区信息，获取所述各小区中用户终端的信道响应的估计值；

根据所述各小区中用户终端的信道响应的估计值，对小区间干扰进行进行抑制或消除处理。

本发明的实施例还提供了一种通信设备，包括：

邻小区信息获取单元，用于获取各邻小区信息；

多小区信道估计单元，用于根据所述邻小区信息获取单元获取的各邻小区信息，获取所述各小区中用户终端的信道响应的估计值；

干扰处理单元，用于根据所述多小区信道估计单元获取的各小区中用户终端的信道响应的估计值，对小区间干扰进行进行抑制或消除处理。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

通过多小区信道估计实现干扰抑制或者对干扰进行重构/消除，从而抑制/消除邻小区的干扰，提升本小区的检测性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的实施例提供的小区间干扰抑制方法流程图；

图2是本发明的实施例中使用的SIC的实施方式示意图；

图3是本发明的实施例中使用的PIC的实施方式示意图；

图4是本发明的实施例提供的一具体场景下小区间干扰抑制方法流程图；

图5是本发明中提供的通信设备的结构示意图；

图6是本发明中提供的通信设备的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种小区间干扰的处理方法，如图1所示，包括：

步骤s101、获取各邻小区信息；

步骤s102、根据各邻小区信息，获取各小区中用户终端的信道响应的估计值；

步骤s103、根据各小区中用户终端的信道响应的估计值，对小区间干扰进行进行抑制或消除处理。

本发明实施例提供的小区间干扰处理方法中，包括对邻小区干扰进行抑制或消除的方案，其核心思想是通过多小区信道估计来实现干扰功率估计进而进行干扰抑制或者对干扰进行重构/消除，从而抑制/消除邻小区的干扰，提升本小区的检测性能，下面以LTE系统上行为例对该方案进行详细阐述。

假定小区半径较小，eNodeB接收到的多小区UE的信号基本同步，且CP(循环前缀，Cyclic Prefix)的长度远大于无线信道的时延扩展，每个子载波近似经历平坦衰落，那么等效的频域数学模型可以表达为：

r＝H^cell_id0s^cell_id0+H^cell_id1s^cell_id1+...+H^cell_id(K-1)s^cell_id(K-1)+N＝Hs+N    (1)

公式(1)中：

H＝[H^cell_id0，H^cell_id1，...，H^cell_id(K-1)]，H^cell_idi表示小区ID为i的UE的信道响应，i＝0，1...K-1，K表示干扰小区的数目；

s＝[s^cell_id0，s^cell_id1，...，s^cell_id(K-1)]^T，s^cell_idi表示小区ID为i的UE的发送信号，i＝0，1...K-1，s^cell_idi∈Ω，Ω表示星座点或者经过一些数学变换后(如DFT变换)的等效星座点的集合，(·)^T表示·的转置；

N表示噪声，服从均值为0方差为δ²的复高斯分布。

定义：

H_is_i＝H^cell_idis^cell_idi，i＝0，1...K-1

I为邻小区干扰；

那么公式(1)可以变换为：

如果在接收端获得了多个小区的信道响应，那么可以通过如下方案来抑制或者消除小区间干扰：

(方案1)干扰抑制方案：根据多小区信道估计结果，对干扰和/或噪声功率进行估计，利用干扰抑制合并技术比如GSM(Global System for MobileCommunications，全球移动通讯系统)系统广泛采用的IRC(InterferenceRejection Combining，干扰抑制组合)来抑制干扰，提高检测性能；

(方案2)干扰重构/消除方案：按照检测数据顺序的不同，本发明的实施例又包含两类，即SIC(Successive Interference Cancellation，串行干扰消除)和PIC(Parallel Interference Cancellation，并行干扰消除)。SIC在检测每一用户或者小区时，需要预先消除前一次检测用户或者小区的干扰，因此检测顺序越靠后的数据能够获得更大的分集增益；而PIC在检测每一用户或者小区时，由于可以获知其他所有小区或者用户的信息，因此可以将这些干扰一并消除，这样每个用户或者小区都能够获得全分集增益，因此，在高信噪比区间，PIC的性能稍好于SIC。SIC和PIC的处理流程示意图如图2和图3所示。

关于本发明方案的处理流程，具体包括：

步骤s401、判断是否激活本发明提供的方法，是则进行步骤s402，否则进行步骤s405。

此处的激活指的是用户级的激活，激活的目的是确定当前的配置是否适用本发明实施例提供的方法。如果不需要激活，那么按照单小区的信号处理流程进行；如果需要激活，那么继续进行后续流程；

本发明实施例中提供的激活方法可以通过以下两种方式触发：

(1)高层触发：将本发明与高层ICIC(Inter-cell Interference Co-ordination，小区间干扰协调)相结合，在ICIC无法完全消除小区间用户干扰的时候，判断需要激活本发明提供的方法来抑制干扰；

(2)物理层触发：物理层通过测量一些参量来触发本发明，比如干扰功率、SINR等。当物理层测量得到的干扰功率大于预设的门限值、或SINR小于预设的门限值时，判断需要激活本发明提供的方法来抑制干扰。

如果通过方式(1)触发激活，则可以无需通过方式(2)中测量某些参量即可直接激活使用本发明中提供的方法。或通过方式(1)未触发激活时，通过方式(2)中测量某些参量，确定激活使用本发明中提供的方法。

由于使用本发明实施例提供的方法使得网络侧设备增加一定的计算处理量，增加网络侧设备的资源消耗。因此可以通过设置选择开关，在不需要实施本发明实施例中提供的处理方法时，通过将其关闭来降低网络侧设备的资源消耗。

步骤s402、获知邻小区信息。

具体的，本发明的实施例中，本小区需要获知其他小区的参考符号基序列、循环移位、调制方式、编码码率、资源占用情况、上行控制信息等信息，可以通过如下三种方案获知临小区的信息：

(1)信息共享：即存在一个多小区信息共享功能，各个小区的高层/物理层将相关信息都告知给该多小区信息共享功能，各小区从中选择所需要的信息；例如：为位于同一基站的不同小区设置一个公共区间，区间内存储多个小区的高层/物理层信息，每个小区的处理功能和公共区间之间存在物理连接，每个小区可以通过物理接口来选择所需要的信息。

(2)信息交互方式一：各小区的高层只把相关信息告知给自己小区的物理层，各个小区的物理层彼此告知高层/物理层相关信息；与上述方案(1)相比，各个小区之间能够减少一部分信息交互。

(3)信息交互方式二：各小区的高层把相关信息告知给基站内部的多个小区的物理层，各个小区的物理层彼此告知物理层相关信息；与上述方案(1)相比，各个小区之间能够减少一部分信息交互。。

此外，还可以考虑不同小区之间交互调制符号或者译码之后的软比特等信息，利用这些信息进行干扰重构/消除，能够提升该算法的性能。

步骤s403、进行多小区信道响应的估计。

具体的，获取H_i，i＝0，1...K-1的估计值。信道估计的获得是干扰重构/消除方案的核心，由于目前上行参考符号为ZC序列，ZC序列具有比较好的自相关和互相关特性，因此可以利用ZC序列的性质来进行多小区的信道估计。

多小区信道估计的思想如下：首先根据步骤s402获得的邻小区信息(参考符号序列、循环移位等)，进行多小区信道的初始估计，获得本小区以及信号比较强的干扰小区的信道估计初始值，信号比较强的干扰小区的判断方法可以通过与预先设置的功率或者信噪比门限进行比较，初始信道估计可以采用LS算法或者MMSE算法；

然后利用PIC的思想，利用干扰小区的初始信道估计值和参考符号序列，将干扰重构后从总的接收信号中消除，这样剩余信号中主要包含的就是本小区的有用信号，然后利用上述的信道估计算法进行本小区信道估计，干扰小区信道估计可以采用同样的算法，经过多次迭代后可以获得比较精确的信道估计值。

为了进一步提高多小区信道估计的精度，可以考虑进行上行基序列组规划(Group Hopping)，为临近小区规划相同的基序列组，而较远小区规划互相关特性较好的基序列，这样起主导作用的干扰对应的参考符号是正交或者准正交的，能够提升信道估计精度，同时也可以降低信道估计算法的复杂度，也方便更高级的检测算法的应用，比如迭代均衡。

步骤s404、干扰抑制或者干扰重构/消除：可以利用干扰抑制方案或者干扰重构/消除方案方来进行，具体如下：

对干扰抑制方案来说，根据多小区信道估计结果，对干扰和/或噪声功率进行估计，然后利用干扰抑制合并技术(比如GSM系统广泛采用的IRC)来抑制干扰，提高检测性能；

对干扰重构/消除方案来说，根据多小区信道估计结果，可以采用SIC或者PIC来进行干扰的重构/消除。

步骤s405、进行本小区UE的信道响应估计。

步骤s406、进行最大比合并。

通过使用本发明的实施例，经过多小区信道估计实现干扰抑制或者对干扰进行重构/消除，从而抑制/消除邻小区的干扰，提升本小区的检测性能。

本发明的实施例还提供一种通信设备，如图5所示，包括：

邻小区信息获取单元10，用于获取各邻小区信息；

多小区信道估计单元20，用于根据邻小区信息获取单元10获取的各邻小区信息，获取各小区中用户终端的信道响应的估计值；

干扰处理单元30，用于根据多小区信道估计单元20获取的各小区中用户终端的信道响应的估计值，对小区间干扰进行进行抑制或消除处理。

其中，邻小区信息获取单元10具体用于：

通过各个小区共享的多小区信息共享功能，获取各邻小区的高层和/或物理层信息；或

接收邻小区物理层发送的邻小区的信息，并获取各邻小区信息；邻小区物理层从邻小区的高层获取邻小区的高层和/或物理层信息；或

接收邻小区物理层发送的邻小区的信息，并获取各邻小区信息；邻小区物理层从处于同一基站的其他小区的高层获取各邻小区的高层和/或物理层信息。

其中，各邻小区信息包括：参考符号基序列、循环移位、调制方式、编码码率、资源占用情况、上行控制信息中的一种或多种。

具体的，多小区信道估计单元20具体用于：

对于每一小区，根据各邻小区信息，对本小区中用户终端的信道响应进行初始估计；根据各邻小区的信道响应的初始估计值和参考符号序列，将邻小区间干扰重构后从总的接收信号中消除，重新获取本小区中用户终端的信道响应的估计值。

具体的，干扰处理单元30具体用于：

根据各小区中用户终端的信道响应的估计值，对干扰和/或噪声功率进行估计，并通过干扰抑制合并技术对小区间干扰进行抑制；或

根据各小区中用户终端的信道响应的估计值，通过串行干扰消除或者并行干扰消除进行小区间干扰的消除。

另外，如图6所示，该通信设备还可以包括：

触发单元40，用于根据小区高层调度结果、和/或对物理层参数的测量结果，判断是否启动小区间干扰抑制方法，判断结果为是时通知邻小区信息获取单元10。

通过使用本发明的实施例，经过多小区信道估计实现干扰抑制或者对干扰进行重构/消除，从而抑制/消除邻小区的干扰，提升本小区的检测性能。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的单元或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的单元可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的单元可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

Claims (12)

1.一种小区间干扰的处理方法，其特征在于，包括：

获取各邻小区信息；

根据所述各邻小区信息，获取所述各小区中用户终端的信道响应的估计值；

根据所述各小区中用户终端的信道响应的估计值，对小区间干扰进行进行抑制或消除处理。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各邻小区信息包括：

通过各个小区共享的多小区信息共享功能，获取各邻小区的高层和/或物理层信息；或

接收邻小区物理层发送的邻小区的信息，并获取各邻小区信息；所述邻小区物理层从所述邻小区的高层获取所述邻小区的高层和/或物理层信息；或

接收邻小区物理层发送的邻小区的信息，并获取各邻小区信息；所述邻小区物理层从处于同一基站的其他小区的高层获取各邻小区的高层和/或物理层信息。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述各邻小区信息包括：参考符号基序列、循环移位、调制方式、编码码率、资源占用情况、上行控制信息中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各邻小区信息，获取所述各小区中用户终端的信道响应的估计值，包括：

对于每一小区，根据所述各邻小区信息，对本小区中用户终端的信道响应进行初始估计；

根据各邻小区的信道响应的初始估计值和参考符号序列，将邻小区间干扰重构后从总的接收信号中消除，重新获取本小区中用户终端的信道响应的估计值。

5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述各小区中用户终端的信道响应的估计值，对小区间干扰进行抑制或消除处理，包括：

根据各小区中用户终端的信道响应的估计值，对干扰和/或噪声功率进行估计，并通过干扰抑制合并技术对小区间干扰进行抑制；或

根据各小区中用户终端的信道响应的估计值，通过串行干扰消除或者并行干扰消除进行小区间干扰的消除。

6.如权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于，所述获取各邻小区信息前，还包括：

根据小区高层调度结果、和/或对物理层参数的测量结果，判断是否启动所述小区间干扰抑制方法，是则继续。

7.一种通信设备，其特征在于，包括：

邻小区信息获取单元，用于获取各邻小区信息；

多小区信道估计单元，用于根据所述邻小区信息获取单元获取的各邻小区信息，获取所述各小区中用户终端的信道响应的估计值；

干扰处理单元，用于根据所述多小区信道估计单元获取的各小区中用户终端的信道响应的估计值，对小区间干扰进行进行抑制或消除处理。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述邻小区信息获取单元具体用于：

通过各个小区共享的多小区信息共享功能，获取各邻小区的高层和/或物理层信息；或

接收邻小区物理层发送的邻小区的信息，并获取各邻小区信息；所述邻小区物理层从所述邻小区的高层获取所述邻小区的高层和/或物理层信息；或

接收邻小区物理层发送的邻小区的信息，并获取各邻小区信息；所述邻小区物理层从处于同一基站的其他小区的高层获取各邻小区的高层和/或物理层信息。

9.如权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述各邻小区信息包括：参考符号基序列、循环移位、调制方式、编码码率、资源占用情况、上行控制信息中的一种或多种。

10.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述多小区信道估计单元具体用于：

对于每一小区，根据所述各邻小区信息，对本小区中用户终端的信道响应进行初始估计；

根据各邻小区的信道响应的初始估计值和参考符号序列，将邻小区间干扰重构后从总的接收信号中消除，重新获取本小区中用户终端的信道响应的估计值。

11.如权利要求7或10所述的设备，其特征在于，所述干扰处理单元具体用于：

根据各小区中用户终端的信道响应的估计值，对干扰和/或噪声功率进行估计，并通过干扰抑制合并技术对小区间干扰进行抑制；或

根据各小区中用户终端的信道响应的估计值，通过串行干扰消除或者并行干扰消除进行小区间干扰的消除。

12.如权利要求7、8或10所述的设备，其特征在于，还包括：

触发单元，用于根据小区高层调度结果、和/或对物理层参数的测量结果，判断是否启动所述小区间干扰抑制方法，判断结果为是时通知所述邻小区信息获取单元。

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