LED技术介绍干扰分析

LED技术介绍干扰分析

许钰生

广东怡创科技股份有限公司52000

摘要：通过对第三代移动通信系统的长期演进系统（LTE）的干扰进行简要分析，认为LTE系统的上行干扰相对于下行干扰更加复杂、随机。通过理论推导、分析和仿真证实，认为LTE系统的单载波上行干扰大致符合对数正态分布，并且来自相邻小区的干扰占主导因数；与此同时，多载波上的干扰随着频率呈阶梯型起伏，不利于采用自适应调制编码技术，需要采取必要的措施来克服。该结论有利于估算LTE系统容量和调度中的干扰预测。

关键词：LTE；上行干扰

1、前言

随着NB和PDA的发展普及，用户希望能够随时随地上网，也让无线宽带移动接入技术开始受到瞩目。目前2.5G/3G在全球市场上已相对成熟，并逐渐往3.5G及4G技术发展上去，但由于过去CDMA专利掌握在高通（Qualcomm）手中，致使厂商及3GPP在布局上绑手绑脚。

为了提高3G技术在新兴宽带无线接入市场的竞争力，并摆脱高通CDMA的专利制约，因此3GPP决定发展LTE（LongTermEvolution）计划，以填补这一空档。

2004底年3GPP正式展开LTE计划，其基本思想是采用过去为B3G或4G发展的技术来发展LTE，使用3G频段占有宽带无线接入市场。2004年12月3GPP雅典会议决定由3GPPRAN工作小组负责进行LTE研究，预计于2006年6月完成，2007年6月推出。而在经过激烈的讨论和艰苦的融合下，终于在2005年12月选定了LTE的基本传输技术，即下行为OFDM；上行为SC-FDMA，而LTE技术的时代也正式展开。

2、LTE技术介绍及特征

LTE全名为LongTermEvolution，是由3GPP组织所制订的规格，是从GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、HSPDA、HSUPA、MBMS一脉相承的技术体系，符合3GPPRelease8的技术规范。

LTE技术架构：

3GPP初步确定LTE的架构为演进型U-TRAN结构，接入网主要由演进型NodeB和接入网关两部分构成。后者是一个边界节点，若将其视为核心网的一部分，则接入网主要由演进型NodeB一层构成。演进型NodeB不仅具有原来NodeB的功能，还能完成原来RNC的大

部分功能。

NodeB之间将采用网格方式直接互联，这也是对原有UTRAN结构的重大修改。新的系统中还引入了一个RRM服务器进行集中式管理，采用完全分散的管理结构来解决小区间干扰协调、负载控制等功能，从而提高了系统的效率。

另外，在空中接入技术方面，LTE的信道数量将比WCDMA系统有所减少，取消了专用通道，不再保留广播媒体控制层和UTRAN的公共业务通道，减少了MAC层的实体类型。

在基本传输技术上，LTE采用下行OFDM、上行SC-FDMA，其下行主要采用QPSK、16QAM、64QAM3种调制方式，上行主要采用位移BPSK、QPSK、8PSK和16QAM，另一个正在考虑的降PAPR技术是频域滤波。上下行的最小资源块大小为25个子载波，即375kHz。系统可以采用localized或distributed方式将数据映像到资源块上。

3、干扰分析

根据蜂窝系统干扰的来源，系统内部干扰又可以分为小区内干扰和小区间干扰。

小区内干扰：LTE采用OFDMA/SC-FDMA多址方式的系统，所有的子载波是正交的，用户通过使用不同的子载波来区分，类似于频分多址（FDMA）系统。一个频段上只有一个用户，每个用户独占一段频段，其它用户对其没有干扰，因此LTE系统小区内无干扰。

小区间干扰：在3G系统及LTE系统中，从频率利用角度出发，系统都采用频率复用因子为1的蜂窝网络结构，即相邻的两个小区采用相同的频率段来工作，这样不可避免的带来同频干扰。即LTE系统中只有小区间干扰，无小区内干扰。

干扰根据信号的传输方向，分为上行干扰和下行干扰。上行干扰指基站接收到的其它用户的干扰信号，下行干扰是指用户接收到的非服务基站的信号。一般而言，上、下行干扰特性是不一致的，因为以下两个原因：

①下行干扰源是其它小区的基站，基站的位置是固定的；而上行干扰源是其它小区的移动用户，位置是随机变化的；

②基站的发射功率通常是固定的，且按最大功率发送，因为下行一般采用速率控制，而不是功率控制；而用户的发射功率是不固定的，需要根据实际情况调整的，比如用户的位置，用户终端的电池能力等。

4、干扰的模式

TD-LTE与其他系统的干扰模式可以分别从TD-LTE对其他系统的干扰和其他系统对TD-LTE的干扰两个角度展开。TD-LTE对其他系统的干扰，包括以下4种：

TD-LTE基站对其他系统基站的干扰，表现为下行对上行的干扰；

TD-LTE基站对其他系统移动台的干扰，表现为下行对下行的干扰；

TD-LTE移动台对其他系统基站的干扰，表现为上行对上行的干扰；

TD-LTE移动台对其他系统移动台的干扰，表现为上行对上行的干扰；

同样地，其他系统对TD-LTE的干扰，也包括以下4种干扰：

其他系统基站对TD-LTE的干扰；

其他系统基站对TD-LTE移动台的干扰；

其他系统移动台对TD-LTE基站的干扰；

其他系统移动台对TD-LTE移动台的干扰。

5、LTE技术未来发展趋势展望

LTE作为3G技术向4G技术平滑演进的过渡性技术，是3G技术发展的最终版本，与现有各种通信技术相比，LTE具有很明显的优势，但同时也有不少潜在的问题，如后向兼容性差、没有针对TDD系统进行单独优化、对室内覆盖能力考虑不足等。但是随着标准制订工作的推进，这些问题都应该能够得到很好地解决。

综合各方面因素看，我们认为LTE技术的未来发展有以下趋势。

5.1、LTE是现有3G技术向B3G/4G演进的必经之路

LTE是现有3G移动通信技术在4G应用前的最终版本，采用了很多原计划用于B3G/4G的技术如OFDM、MIMO等，在一定程度上可以说是4G技术在3G频段上的应用。和现有的3G及3G+技术相比，LTE除了具有技术上的优越性之外，也提供了更加接近4G的一个台阶，使得向未来4G的演进相对平滑，是现有3G技术向B3G/4G演进的必经之路。现在一些运营商提出的绕开LTE直接进入4G的方式会有很大的不确定性和风险，不建议考虑。

5.2、LTE将在与WiMAX等其它无线技术的竞争中发展

LTE在WiMAX的竞争中产生，也将在会在WiMAX的竞争中向前发展。而且这种竞争的强度还会不断加大。目前，WiMAX的802.16e标准正在积极申请加入3G标准，期望以此获得全球统一的频率使用权。802.16m技术更是成为了IMTAdvanced的候选技术之一，并计划保持与802.16e技术的后向兼容性。未来的移动通信市场中，WiMAX技术将会是LTE的一个强劲的竞争对手，LTE将会在和WiMAX技术的直接竞争中逐步发展。

6、国际大厂加速在LTE之布局

过去由于Intel的大力推广，全球市场皆将目光放置在WiMAX技术上，但随着2007年11月中旬于中国澳门地区举行的MobileAsia大会上，GSM协会（GSMA）正式宣布其在4G技术竞赛上将支持LTE标准，无疑为LTE未来发展注入一剂强心针，也让LTE正式崭露头角，并在2008年之后快速窜起，国际大厂也加快在LTE领域的布局，LTE更逐渐有取代WiMAX、成为未来4G技术领头羊之势。

7结语

虽然这几年WiMAX在Intel的扶持下广受到注意，但在经过多方开发后成果不彰，目前仅在新兴市场上较受到瞩目；反观LTE在各主要电信营运商－Vodafone、Verizon、AT&T、T-Mobile、KDDI、NTTDoCoMo、中国移动等的支持下，加上北电近期的倒戈转向，声势更是如日中天，已成为市场最看好的4G技术。不过通过对LTE系统干扰进行理论分析，认为LTE系统只有小区间干扰，无小区内干扰。同时认为LTE系统的上行干扰相对于下行干扰更加随机、复杂，其单载波干扰特性大致符线处理法对系统抗干扰能力改善效果不明显的原因，通过加窗以及重叠处理两项措施同时解决了干扰抑制不充分以及信号畸变的问题，通过理论推导和仿真实验证明了对加窗后的数据进行重叠处理的方法可以大幅度的提高频域谱线处理法抑制窄带干扰的能力，从而提高直接序列扩谱系统抗窄带干扰能力。

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