移动通信中的多点协作传输技术研究仿真(4)
由于正交频分复用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）具有高频谱利用率，而且在解决宽带无线通信中的码间干扰问题方面很有效，因此LTE-A系统中采用了OFDM技术。
OFDM的主要思想是：将信道分成多个正交子信道，且将高速数据信号转换成并行的低速子数据流；然后将这些并行的低速子数据流调制到在每个子信道上进行传输。
由OFDM的主要思想可知，在OFDM系统中，由于各子信道之间对正交性有严格的要求，因此虽然由于载波频率和相位的偏移等因素会导致子信道间有干扰产生,但是这种干扰可以在物理层通过采用先进的无线信号处理算法使之降到最低。由此可知，LTE系统中的小区内干扰很小,小区间干扰才是影响系统性能的主要干扰。因此，必须有效抑制小区间干扰，从而提高小区边缘的数据速率，提高系统的频谱利用率。
图2.1 传统的蜂窝系统模型
图2.1所示是传统的蜂窝系统模型，三个LTE系统占用相邻频段时，其中一个系统A在其工作频段上的发射信号会谐路到相邻频段，另外的系统B、C的接收端在其工作频段上接收有用信号的同时也会接收到来自A系统的干扰信号，反之亦然。也就是说，三个相邻小区临近的区域内的用户，在实际通信环境中能够接收到所有基站的信号。
我们现在假设三个基站传输的数据不同但是处于同频段内，那么对于现在的2号用户以及3号用户来说，1号基站发给它们的信号就是ICI。而这种干扰很大程度上限制了通信系统传输速率以及通信质量的提高，因此如何抑制这些干扰是本文的研究重点。
目前，干扰随机化、干扰抵消、干扰协调是3GPP讨论的三种相邻小区干扰消除技术。在这三种技术中，3GPP LTE系统中的主流技术是干扰协调技术，原因是干扰随机化几乎不能减小干扰，干扰抵消技术仅可以减小起主导地位的干扰。
2.4 多小区MIMO系统
在一般情况下，我们用 文的列向量 来描述发送天线上的信号，其中 表示矩阵转置（下同）， 表示第 个发送天线的发送信号。同理，我们用 文的列向量 来代表接收天线上的信号，其中 是由第 个接收天线接收的。发射端与接收端之间的信道用 文的矩阵 表示，这个矩阵的元素 代表第 个发射天线到第 个接收天线的增益。
由上可知，MIMO系统的信道模型可用式（2.1）表示 (2.1)
式中， 表示 文的高斯白噪声。
图2.2是一个 发 收的MIMO系统简化模型，其中每一根接收天线均可接收到来自 根发射天线上的信号。因为收发端之间的信道具有平衰落特性，所以系统的等效基带输入——输出模型为
图2.2 简化的MIMO系统模型
可简化记为 (2.3)
其中， 为信道系数矩阵， 元素代表从发射端第 根天线到接收端第 根天线之间的信道增益。由于假设了是独立信道及Rayleigh衰落，因此信道系数矩阵中各个元素相互独立，且服从复高斯分布 ； 表示发射信号矢量； 为总的发射功率； 为接收端的加性高斯白噪声，其各元素分布 。
2.5 本章小结
本章研究了在蜂窝移动通信系统中小区间干扰产生的原理与模型，并详细分析了小区间干扰对通信系统性能的影响，从而说明了抑制小区间干扰是提高通信系统各方面性能的关键。另外，本章还讨论了多小区MIMO系统，重点研究了它的输入输出模型。
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