小區間干擾消除的原理，是對干擾小區的干擾信號進行某種程度的解調甚至解碼，然後利用接收機的處理增益從接收信號中消除干擾信號分量。在LTE早期研究中，考慮過兩種干擾消除方法。
基本介紹
- 中文名：小區間干擾消除
- 範圍：小區
- 處理：接收機
- 作用：解調甚至解碼
技術分類,資源分配,
技術分類
(1)基於多天線接收終端的空間干擾壓制技術
這種技術又稱為干擾抑制合併(Interference Reiection Combining，IRC)接收技術。它不依賴任何額外的發射端配置，只是利用從兩個相鄰小區到UE的空間信道差異區分服務小區和干擾小區的信號。理論上說，配置雙接收天線的LIE應可以分辨兩個空間信道。這項技術雖然不需要對發射端做任何額外的標準化工作，但不依賴任何額外的信號區分手段(如頻分、碼分、交織器分)，而僅依靠空分(Space Division)手段，很難取得滿意的干擾消除效果。而且這項技術是接收機實現技術，並不需要進行標準化。
(2)基於干擾重構/減去的干擾消除技術
這種技術是通過將干擾信號解調/解碼後，對該干擾信號進行重構(Reconstruction)，然後從接收信號中減去。如果能將干擾信號分量準確減去，剩下的就是有用信號和噪聲。這無疑是一種更為有效的干擾消除技術，當然由於需要完全解調甚至解碼干擾信號，因此也對系統的設計如資源塊分配、信道估計、同步、信令等提出了更高要求或帶來了更多限制。在LTE中得到深入研究的干擾消除技術主要是基於IDMA的疊代干擾消除技術。
IDMA技術的核心，正如上面指出的，是在不同小區使用不同的偽隨機信道交織器。當IDMA作為一種干擾隨機化的手段時，其效果與小區間加擾並無明顯差異。IDMA技術的優勢在於可以通過疊代干擾消除獲得更佳的干擾抑制性能。文獻說明了IDMA系統可以通過疊代干擾消除獲得顯著的性能增益，但小區加擾的系統卻無法通過疊代干擾消除獲得明顯的性能增益。正如文獻中指出的，基於小區加擾系統的疊代接收機會發生導致“錯誤擴散”的“正反饋”現象，而IDMA系統卻可以有效地防止這種有害現象。在文獻中，仿真結果說明基於IDMA的疊代干擾消除技術可以使小區邊緣吞吐量(即5%CDF吞吐量)獲得50%的性能增益：在小區平均吞吐量方面，也有5%的性能增益。
資源分配
雖然基於IDMA的疊代干擾消除技術可以獲得明顯的小區邊緣性能增益，但正如文獻指出的，這種技術也對LTE系統的其他方面提出了更高的要求或造成了更多的限制。主要包括以下幾方面。
①資源分配方面的限制。為了能有效地解調、解碼干擾小區的信號，要求在每個干擾消除的周期內，干擾小區和被干擾小區在重疊的頻譜上傳送給各自的終端的信號必須包含且僅包含一個完整的信道編碼塊。
三種資源塊分配的情況。第一種情況下，干擾小區中的一個編碼塊和被干擾小區的一個編碼塊正好重疊，此時ICI干擾消除是簡單的“雙用戶檢測”。在第二種情況下，被干擾小區中的一個編碼塊和干擾小區的兩個編碼塊重疊，此時雖然仍可以進行ICI干擾消除，但必須要進行相對複雜的“三用戶檢測”。在第三種情況下，被干擾小區中的一個編碼塊只對應於干擾小區的一個不完全的編碼塊，此時由於干擾信號無法被正確解碼，因此無法採用ICI消除
如何保證支持低複雜度的ICI消除的資源塊分配情形呢?基於兩種情形來考慮這個問題：有小區間信令的支持和無小區間信令的支持。如果有小區間信令的支持，則相鄰小區可以通過相互協商確定一種相同的資源塊分配方案。但是這種協商可能相當複雜，而且基站之間很難實現頻繁的直接信令互動，即使能夠實現，也會大大增加系統的處理延時和複雜度。
②信號格式獲得方面的限制。由於疊代干擾消除需要完整的解調/解碼干擾信號，這就要求接收機獲得干擾信號的完全信息，包括信道信息、資源調度信息和信號格式(如調製方式和信道碼率)。這些信息通常只會在本小區的控制信令中廣播，不會向相鄰小區傳送。相對而言，信道估計所需的導頻格式較易獲得，因為每個小區的導頻圖案和序列是和該小區的Cell ID一一對應的，可以通過在小區搜尋/重選過程中獲得的相鄰小區ID列表得知相鄰小區使用的導頻格式。不過，即使獲得了相鄰小區的導頻信息，對相鄰小區信道進行準確信道的估計也是困難的，因為即使LTE系統的小區間導頻設計近似於正交，也是為保證本小區信道估計的準確性而設計的，但是干擾小區的導頻的接收功率會明顯小於本小區，信道估計質量是否能保證干擾信號的準確解調值得懷疑。
調度信息和信號格式則更難獲取。一種可能是通過網路將干擾小區的相關信息傳送到本小區的eNode B，再通過本小區的控制信道下發，但這種方法不僅會造成eNode B之間的大量信息互動(很可能超出了基站之間X2接口的能力)，也會使本小區內空中接口的控制信令開銷大大增加。如果不通過本小區的eNode B轉發，就需要UE具備直接解調相鄰小區控制信道的能力。同樣，LTE控制信道的設計雖然具有抗小區間干擾的能力，但並不意味著干擾小區的控制信道也能保證正確解調。
③對小區間同步的要求。疊代干擾消除需要本小區和干擾小區的接收信號保持符號級同步和時隙級同步(Inter-eNode B Synchronization)。原則上，LTE標準應支持小區間異步系統，因此疊代干擾消除也對系統的同步提出了更高要求。當然，由於同步系統顯而易見的性能優勢，尤其是可以有效支持MBMS系統的SFN多小區合併，LTE系統在實際部署中可能會主要考慮同步場景。但是，即使是同步系統，由於UE距離兩個eNode B的距離存在差異，傳播延遲造成接收信號失步始終是存在的。當這種失步的影響超出了CP可以解決的範圍時，就會引入額外的干擾。文獻認為這種干擾相對小區間干擾造成的額外性能下降是輕微的，但它仍然是一個令人擔心的問題。
④接收機複雜度。疊代干擾消除雖然已經在學術界研究了很長時間，但產業界對這種算法的複雜度仍存在普遍擔憂。隨著疊代次數的增加，接收機的處理複雜度和時間複雜度可能成倍增加，可能提高終端的成本，並帶來額外的處理延遲。為了儘量控制複雜度，基於IDMA的疊代干擾消除技術可能需要將消除的範圍控制在只消除最強的一個干擾小區，忽略其他次強的干擾源。在多個干擾源強度近似的情況下，殘餘干擾過大。
⑤交織器設計。IDMA需要採用偽隨機生成方法生成交織器，以滿足對多個信道交織器的需求。這將改變3GPP傳統的信道交織器設計，隨機交織器的性能和設計方法都需要重新研究。
出於上述對基於IDMA的干擾消除技術存在問題的擔心，LTE最終沒有採用這種技術，而僅作為一種干擾隨機化技術，IDMA無法體現出相對小區加擾技術的優勢。因此，LTE仍沿用傳統的、為3GPP熟知的小區加擾方法作為基本的小區區分手段。
綜上所述，LTE除了考慮採用IRC接收這種不需要標準化的技術以獲取基本的干擾消除效果以外，並未採用更先進的小區間干擾消除技術，而主要依靠小區間干擾協調技術提高小區邊緣性能。但是干擾協調技術在實際部署中還是受到諸多限制。因此，未來在LTE進一步演進時，小區間干擾消除技術仍是值得進一步考慮的技術。
