基于频谱感知技术的家庭基站干扰避让方案-论文.pdf

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1、第45卷第4期太原理工大学学报Vo1．45No．42014年7月JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITY0FTECHN0L0GYJuly2014文章编号：1007—9432(2014)04—0506—04基于频谱感知技术的家庭基站干扰避让方案孙剑锋，张锦馨，高锦春。(1．工业和信息化部电子科学技术情报研究所，北京100040；2．国家新闻出版广电总局无线局，北京100866；3．北京邮电大学电子工程学院，北京100876)摘要：家庭基站的干扰问题逐渐成为家庭基站发展应用的瓶颈之一。分析了家庭基站的干扰环境和条件，提出了两种新型的干扰避让方案。

2、两种方案都利用频谱感知技术作为干扰避让的核心，但由于家庭基站干扰的复杂性，在家庭基站独立工作或与宏蜂窝进行频谱资源分配信息交互的条件下，两种方案分别采用了不同的机制。仿真显示，家庭基站独立工作条件下所提方案虽然降低了部分宏蜂窝用户的服务水平，但提供了更高的家庭基站容量；而利用与宏蜂窝的信息交互可更有效地避免干扰。综合来看，所提的两种方案较功率控制具有明显的优势。关键词：家庭基站；干扰避让；频谱感知；自适应；容量提升中图分类号：TN99；TN929．53文献标识码：A现代社会发展对无线通信的依赖越来越高，而1家庭基站的频谱环境和干扰分析传统蜂窝系统在室内环

3、境的覆盖效果并不令人满意。研究表明，家庭基站具有以下优势[1。]：家庭基1．1系统模型站的覆盖范围适于室内环境；用户可以利用更多频系统模型如下：宏蜂窝基站的覆盖范围内包含了谱资源；发射功率大大降低。但其引入的干扰问题多个家庭基站及其临近的宏蜂窝用户，假设所有家庭也引起了相当的关注。目前，对于这一问题的研究基站被安装在室内环境中。系统模型如图1所示，房仍主要集中在功率控制上[4]。然而仅通过功率控屋结构如图2所示，家庭基站被安装在房屋中央。制不仅难以解决复杂的干扰问题_6]，还会导致家庭基站的性能降低。其他方法，如频率分割，虽然解决了家庭基站与宏蜂窝的干扰

4、问题，但限制了系统性能，且无法应对密集部署的情况；软频率复用[7和调度方案]贝U需要准确、可靠的实时信息和反馈，在实际环境中难以满足。利用频谱感知进行避让干扰作为一种新的思路越来越受到研究生的关注。文献E1o]阐述了在家庭基站中使用频谱感知技术的必要性；文献[Ii-13]等提出了圈1系统模型不惹圈多种基于频谱感知的干扰抑制方案，但这些方案仅考1．2家庭基站的干扰问题虑了部分干扰而非多种干扰并存的环境。本文分析了家庭基站带来的多种干扰，不仅影响宏蜂窝性家庭基站所面临的干扰环境，并以频谱感知为核心提能，同时也会导致自身性能的下降。从来源和作用出两种解决家庭基

5、站干扰问题方案。仿真显示，相较来看，可以分为以下几种：于功率控制，所提的两种方案具有很大优势。1)家庭基站信号对临近的宏蜂窝用户造成的收稿日期：2014—02—28基金项目：国家自然科学基金资助项目(60802033；60873190)；加拿大一中国科技合作项目(2010DFAl1320)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2009RC0308)作者简介：孙剑锋(1985一)，男，山西运城人，博士，工程师，主要从事无线通信系统的干扰分析和抑制等研究，(E—mail)sunif@radio@gmail．com第4期孙剑锋，等：基于频谱感知技术的家庭基

6、站干扰避让方案507宏蜂窝用户．，否判断是否有接入请求暂时不响应用户请求并将用户列入暂不响应名单内用户是否在rl务用户名单为服务用户名单内用户按用户需求提供服务，拒绝暂不响应名单内图2房屋结构示惫图否用户请求干扰。值得注意的是，家庭基站信号包括家庭基站否暂不响应名单内的下行信号和家庭基站用户发射的上行信号两种。＼!2)当家庭基站的部署位置距离宏蜂窝基站较I苎接入暂不响应名单内近时，其发射信号有可能对宏蜂窝基站造成干扰。为服务用户名单内用用户，为其提供基本户提供尽可能高水平服务；并频谱感知检由于通常安装在室内环境中，对于室外环境的干扰服务测当前可用资源非常

7、有限。但在距离宏蜂窝基站较近的情况下，这图3方粟一流程图种干扰仍然可能出现。求。有用户接入请求时，如属于服务用户名单，即刻3)家庭基站在密集部署情况下，相互之间有可响应请求，进行步骤3；反之，暂时不响应，并将其列能存在干扰。这类干扰情况类似于多小区间的干扰。入暂不响应名单。4)临近家庭基站的宏蜂窝用户其上行信号对步骤3通过频谱感知周期性检测当前可用资家庭基站造成干扰，特别是对于距离较近的家庭基源。将可用频谱资源与用户所需频谱资源相比较，站有可能成为强的干扰。若可用资源能满足用户业务请求时，进行步骤4；反5)由于家庭基站部署在宏蜂窝的覆盖范围之之，进行步骤

8、5。内，来自宏蜂窝基站的下行信号必然对家庭基站造步骤4家庭基站拒绝暂不响应名单内