文献综述(或调研报告):
小区间干扰是无线通信系统中的经典问题。在移动通信技术的发展中,随着对频谱效率和网络密度等的更高要求,小区间干扰的问题也更加严重。
在2G网络中,采用时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA),且对速率要求不高,频率复用的程度低,因此小区间干扰相对较轻。
在3G网络中,采用码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA),频谱资源变得紧张,小区间的频率复用因子达到1。结合功率控制和扩频码可以将干扰转化为噪声,并控制在一定的可接受范围内。
在4G长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统中,采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)。同一小区的用户间采用相互正交的资源,因此同一小区的不同用户间的干扰可以极大地避免。而不同小区间的频率复用因子为1,小区间干扰极其强烈。此时,多小区协作这一概念被提出,用来解决4G网络中小区边缘用户的干扰问题。
文献[1]主要考虑了超密集网络中的小区间干扰问题,并采用以用户为中心的方案,多小区协作进行干扰管理。同时,在网络密集化程度较高的场景,利用小区分簇来降低实现的复杂度。该文献中利用PPP模型对超密集网络中的基站和用户位置分析了其网络架构及其网络中存在的干扰的特点,即:由于网络的密集度高且小基站部署随机,用户会接受到来自于多个附近小区的干扰信号,用户的DIR大大增强。同时,该文献建立了以用户为中心的基于协作的小区间干扰管理模型,仿真结果表明,通过小区间的协作,可以有效抑制小区间干扰,提高系统资源利用率。对超密集网络中的小区进行分簇处理,使得协作和干扰管理可以控制在更小的尺度下,同时系统的复杂度明显降低。
为了解决蜂窝多用户MIMO通信下行链路中的共信道干扰(Co-Channel Interference,CCI)抑制的问题,文献[2]引入了多小区协作处理。特别地,说明并验证了基站协作对于CCI抵消、功率增益、信道秩/调节优势和宏分集保护等方面的能力,还分别考虑了混合和实际的每个基站的功率约束。尽管这些优势是同时实现的,并且可能相互竞争,对于整个系统性能的提高,仍然有一个乐观的预测,即在无线通信要求的容量不断增加的情况下,执行业务处理的潜力很大。
文献[3]研究了MISO广播信道中的ZF预编码设计。讨论了ZF预编码与广义逆矩阵(伪逆矩阵)的密切关系。从总功率约束下的标准设计开始,证明了基于标准伪逆的预编码码器设计在这种情况下的广义逆中是最优的。而当涉及更复杂的功率约束时,例如单个天线的功率限制的情况下,伪逆不再足够,其他广义逆可以提供更好的性能。事实上,找到最优矩阵是非常重要的,并且取决于具体的性能度量。文中讨论了公平性和吞吐量两个常见的准则,并证明了使用标准凸优化方法可以找到最优广义逆。
针对多小区协作多入多出(MIMO)系统中存在的信道状态信息(CSI)反馈回传过多的问题,文献[4]提出了多小区部分协作MIMO系统预编码算法。建立了包含信道估计、量化和延时误差的联合误差模型,然后根据此信道误差模型,利用迫零和信漏噪比算法思想,提出了一种多小区部分协作下的双层MIMO 鲁棒预编码算法。数值分析及仿真结果表明,文中所提算法相比传统的多小区协作下行MIMO系统预编码算法,虽然用户的误码率性能和系统和速率稍差,但在CSI反馈比特方面有明显优势。
文献[5]对MIMO无线通信系统中的预编码技术进行了深入的研究。研究结果表明,在单用户预编码中,最小均方误差(MMSE)算法的性能好;多用户预编码中,规则化信道反转的性能好。结合MIMO系统模型给出较简单而且常用的ZF算法和MMSE算法这两种常用的线性接收机,系统误码率显著降低。
