第3章
干扰管理技术
功率控制技术通过调节基站的发射功率使每个用户接收到基站的信噪比平衡,是未来移动通系统中消耗较少能源的绿色技术之一。由于信道衰落的影响,距离基站近的用户信号较强,距离基站远的用户信号较弱,所以距离基站近的用户的信号将掩盖距离基站远的用户的信号。若增大离基站远的用户的发射功率,则会对其他用户产生干扰。因此,通过合理有效的功率控制,可以减轻干扰以增加网络容量,节约能量以延长电池寿命,适应信道变化以支持用户的服务质量(Quality of Service,QoS)。
在异构蜂窝网络中,微型基站的发射功率包括导频功率(负责小区选择和信道估计)及通信功率(信号功率和数据功率)。导频功率越小,小区覆盖范围越小。导频功率越大,小区覆盖范围越大,但是留给通信的功率就越少,这会降低小蜂窝基站的吞吐量,并且可能由于干扰而给邻近的用户带来较高的中断概率。
功率控制算法的优点是宏基站和小基站可以在干扰协调的情况下利用整个带宽。动态功率设置可以通过主动或交互方式执行,每一种方式也可以通过开环功率设置模式执行。功率调节是在小基站与宏基站协调的基础上完成的。功率控制技术一般分为以下四类。
(1)基于非辅助的功率控制。小基站根据自身的测量报告或预定的系统参数设置其发射功率。在固定小基站功率参数的方案中,小基站的传输功率是固定的。这就意味着小基站不会考虑周围的任何信息,在这种情况下,当宏用户设备(Macrocell User Equipment,MUE)靠近位于宏小区边缘的小基站时,由于从宏基站到MUE的期望信号电平要小于从小基站到MUE的干扰信号,因此从小基站到MUE的干扰信号会很高。这就需要根据周围信息来调整小基站功率设置方案。
(2)基于辅助的功率控制。小基站根据MUE/小用户设备(Small User Equipment,SUE)的测量报告或与宏基站的协调来设置其传输功率。
(3)集中式功率控制。集中式功率控制技术需要一个中央控制器和所有链路增益的全局信息。此外,它需要在网络中广泛地控制信号并受到有线互联网的时延和拥塞的影响。由于小蜂窝基站的分散性以及关于小蜂窝基站的数量和位置的不确定性,只使用本地信息来做出控制决策的分布式技术更容易实现。
(4)分布式功率控制。分布式功率控制不需要利用中心控制器,各用户终端分别进行各自的功率控制。最早是在窄带蜂窝系统中提出分布式功率控制,其通过迭代的方式使局部信息收敛于系统最优解。现有的分布式功率控制方案主要有与位置相关的功率控制方案和基于功率控制的干扰抑制方案。小蜂窝基站的要求是在其覆盖范围内为终端提供较大的信号强度,并且小蜂窝基站的发射功率不能太大,以免对邻近的小小区或宏小区产生强烈干扰,通过设计自适应功率控制算法,在保持室内用户的最小QoS约束下对毫微微基站(Femto Base Station,FBS)进行功率控制。