OFDM系统的小区间干扰抑制技术研究

图1包括了3种资源块分配的情况。第1种情况下，干扰小区中的一个编码块和被干扰小区的一个编码块正好重叠，如图1（a）所示，此时ICI干扰消除可以采用简单的"双用户检测"法。在第2种情况下，被干扰小区中的一个编码块和干扰小区的2个编码块重叠，如图1（b）所示，此时虽然仍可以进行ICI干扰消除，但必须要采用相对复杂的"3用户检测"法。在第3种情况下，被干扰小区中的一个编码块只对应于干扰小区的一个不完全的编码块，如图1（c）所示，此时由于干扰信号无法被正确解码，因此无法采用ICI消除。

综上所述，只有满足图1（a）中的资源块分配情形，才能支持低复杂度的ICI消除。如何保证这一点呢?基于两种情形来考虑这个问题：有小区间信令支持和无小区间信令支持。如果有小区间信令的支持，相邻小区可以通过相互协商确定一种相同的资源块分配方案。但是这种协商可能相当复杂，而且基站之间很难实现频繁的直接信令交互，即使能够实现，也会大大增加系统的处理延时和复杂度。因此需要考虑如何在没有小区间信令支持的情况下满足图1（a）中的要求。

图1 几种不同的资源块分配情况对ICI消除技术的影响

显而易见，满足要求的资源块分配只能基于某种预定义的方式。最简单的预定义分配方式即两个小区都采用固定大小的频谱资源块划分，如图2所示。首先需要定义一种"干扰消除资源块（ICRB）"，ICRB包含若干个基本资源块，大小根据典型的业务负载大小确定。每个采用ICI消除的终端的编码块占用一个ICRB，这样任何一对占用重叠频率资源的终端都一定满足图1（a）中的资源分配。这种资源分配方式的缺陷是所有采用ICI消除的终端都只能分配单一的带宽，即使精心选择ICRB的大小，也无法适应各种业务的需求。

图2 用于ICI消除的固定资源分配方式

这里首先提出一种新的资源分配方法，使那些需要占用比ICRB更大带宽的终端可以采用ICI消除技术。对于那些所需带宽小于ICRB的终端，虽然无法采用ICI消除技术，但仍可以采用其他的ICI抑制技术，如干扰随机化、干扰协调等。

新方法基于编码块分割的原理，如图3所示。对于需要占用更大带宽的终端，可以将这个终端的数据分成若干个独立编码块分别编码，每个编码块正好占用一个ICRB。一个终端占用的资源可以分配到相邻的ICRB中（如图3中小区A的终端3），也可以分配到分散的ICRB中（如图3中小区B的终端1）。应该适当地选择ICRB的大小，如果ICRB的尺寸过大，则只有很小一部分终端可以采用ICI消除技术。如果ICRB的尺寸过小，则可能由于编码块过短，造成信道编码增益的显著损失。

图3 用于ICI消除的基于编码块分割的资源分配方式

采用如图3所示的资源分割方式，不同带宽的用户都占用若干大小相同的ICRB，且ICI消除在每个ICRB内分别进行，因此图1（a）中的资源分配要求也总是能满足的。这样ICI消除技术就可以应用于不同带宽（只要大于ICRB）的业务。

在采用相同ICRB的基础上，干扰小区和被干扰小区在相同的频率资源中可以采用不同的调制编码方式和编码速率。当然如果这些参数也相同，ICI消除的算法可以更加简化。

4.2小区间同步

ICI消除要求干扰的OFDM子帧和被干扰的OFDM子帧相互对齐，以在相同的周期内对干扰和被干扰信号进行解调、解码。因此ICI消除技术只能在各基站间相互同步的系统中使用。另外，即使各基站的发射时钟是同步的，由于从相邻基站到达终端的距离不同，终端从这些基站接收的下行信号之间仍然有一定的时间偏差。但是这种"不同步"造成的"自干扰"相对ICI而言很小，只会带来微弱的额外影响。

4.3信道估计和导频设计

为了检测干扰小区的信号，终端除了对本小区进行信道估计，还需要对干扰小区进行信道估计。这种信道估计需要在ICI环境下进行，因此需要特殊的导频设计。也就是说，相邻小区间需要采用正交或半正交的导频，以使导频之间相关性尽可能小。

另一个关键问题是被干扰小区需要知道干扰小区的导频结构。在OFDM系统中，相邻小区的导频可以在相同的时/频位置插入，也可以在不同的时/频位置插入。前一种情况下，导频的正交性在码域实现，即相邻小区的导频可以乘以不同的正交码。后一种情况下，导频的正交性在频域或时域实现，即相邻小区的导频在频域上或时域上是交错放置的。但无论哪种情况，每个小区采用的导频正交码或导频时／频域位置都是预先定义好的，被干扰小区只要识别出干扰小区的小区ID，就可以知道