长期演进系统中改进的软频率复用方案.doc

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1、长期演进系统中改进的软频率复用方案作者：傅玲莉张静来源：《上海师范大学学报·自然科学版》2017年第04期        摘要：        给出改进型软频率复用（SFR）方案的目的在于提高边缘区域的性能，改善传统SFR无法适应长期演进（LTE）系统中业务的动态分布和频谱分配灵活性低的缺点.该方案将一部分频谱资源划分为共享频段，边缘区域对其有较高的优先权.仿真结果表明，改进方案能够有效改善边缘区域性能，提高了频谱分配的灵活性.        关键词：        软频率复用；频谱分配；共享频段

2、；长期演进系统        中图分类号：TN929.5文献标志码：A文章编号：1000-5137（2017）04-0556-04        Abstract：        Inthispaper，amodifiedsoftfrequencyreuse（SFR）schemeisgiventoimprovetheperformanceofedgeareaandtomitigatetheshortcomingsoftraditionalSFRsuchaslowbusinessagilitywhi

3、chisunabletoadapttodynamicspectrumallocationanddistributioninlongtermevolution（LTE）system.Inourmethod，apartofspectrumresourceisallocatedasthesharedfrequencyband，andtheedgeregionhashigherpriority.Thesimulationresultsshowthattheproposedmethodcaneffectiv

4、elyimprovethethroughputforthoseusersattheedgeareaandincreasetheflexibilityofspectrumallocation.        Keywords：        softfrequencyreuse；spectrumallocation；frequencysharing；longtermevolution        0引言        随着无线通信设备的普及以及移动业务需求的迅猛发展，人们对数据速率、服务质量的要求

5、也越来越高，而抑制小区干扰是保证用户服务质量的关键[1-2].目前，关于小区干扰协调技术已经有较多的研究，软频率复用（SFR）是其中备受关注的一种方案.SFR将频谱分成主载波和副载波两部分，且相邻小区间的载波互不重叠[3].其中，主载波的发射功率高于副载波的发射功率且优先分配给边缘用户使用，而副载波只能分配给中心用户使用[4].SFR虽然在一定程度上解决了小区间的干扰，但小区主载波为固定分配，无法适应业务负载的变化，因此缺乏有效性和灵活性.本文作者基于参考文献[5]给出一种改进型的SFR方案，提高

6、频谱利用效率和频谱分配的灵活性，抑制小区边缘用户的干扰，提升系统性能.        1系统模型        考虑由i个小区（i=1，2，…，C）构成的长期演进（LTE）系统的下行数据传输场景，总用户数为K.各用户随机分布在小区内且每个小区总用户数相同，并根据平均信干噪比将用户分为中心用户（CCU）和边缘用户（CEU）.系统带宽B（共包含N个子载波）被划分为多个互不重叠的频带.LTE系统中小区间的干扰模型如图1所示.        假设距离相隔较远的小区间干扰可以忽略不计，只考虑相邻小区产生的干

7、扰.对于任一小区i∈{1，2，…，C}用户k在子载波j∈{1，2，…，N}上接收到的信干噪比可以表示为[6]：        式中pji为小区i中用户k在子载波j上发射功率，若子载波j是中心用户频带，则pji=pc，若子载波j是边缘用户频带，则pji=pe；gjm，k为小区i中用户k在子载波j上从小区m获得的信道增益，Cadj表示与小区i相邻的干扰小区集；N0为系统热噪声功率.        依据香农容量定理，用户k在子载波j上的容量可以表示为：        式中B为子频带带宽.        

8、所以，服务小区的吞吐量为：        由正交频分多址（OFDMA）系统的特点可知，一个子载波在一个发送时间间隔（TTI）内只能分配给一个用户.        2改进的SFR方案        2.1改进方案的频谱分配        为了解决传统SFR方法无法适应用户负载变化的缺点，基于文献[4]，作者提出一种改进的SFR方法，如图2所示，将整个系统的频率资源划分为4段，将其中一段设置为可共享频段.对于小区1的边缘用户固定使用频段1，中心用户固定使用频段2、3.对于共享频段4，当