基于干扰抑制的多天线接收方案

基于LTE提供更高数据吞吐量的需求，LTE系统的带宽一般较宽，在运营商拥有的频谱较为受限的情况下，LTE同频组网成为业内的主流组网模式。　　

    相比于采用码分多址技术的3G移动通信系统，采用SC-FDMA/OFDMA多址技术的LTE系统更好地解决了小区内干扰的问题，然而，LTE同频组网时仍然存在较严重的小区间干扰。在传统的移动通信系统中，经常使用上行MRC（Maximum Ratio Combining，最大比合并）技术来提高上行信号增益；而在LTE系统中，采用先进的上行IRC（Interference Rejection Combining，干扰抑制合并）技术可以更有效地改善上行信号质量，降低干扰，提高小区容量。但是，IRC算法有一定的局限性，和MRC技术之间有着不同的应用场合，存在一定的优劣互补关系。基于此，中兴通讯创新性地提出了eIRC（enhanced IRC，增强型IRC）技术，该技术能自动判决出系统的特征，并根据该特征自适应地选择最佳的干扰抑制技术，实现IRC与MRC的自适应切换，从而增大系统整体吞吐量，改善频谱利用率，实现最佳的系统性能。

MRC及IRC技术

　　多天线接收技术，或称为分集接收技术，即在接收端使用多根天线进行信号接收，是最常见并且研究得最多的多天线配置方式。多天线接收可利用信号和信道的性质，将接收到的多径信号分离成互不相关的多路信号，并将这些多路信号分离的能量按一定的规则合并起来，使接收到的有用信号能量最大，从而提高接收信号的信噪比，达到提高系统容量的目的。在实际使用中，常用的是MRC和IRC技术。

　　MRC的输出信噪比等于各路信噪比之和，因此，即使各路信号都很差、没有一路信号可以被单独解出时，MRC算法仍有可能合成出一个达到SNR要求的可以被解调的信号。

　　在噪声为系统主导因素的情况下，MRC具有最佳的抗衰落和抗噪声性能。当系统中存在较大干扰时，对于干扰很大的分支，MRC给予的权值也很大，因此这些分支的干扰被放大，致使性能恶化。因此，根据MRC抗噪声效果明显的特点，MRC主要在噪声为影响信号的主要因素时使用。

　　IRC可以被认为是一种更高级的分集接收功能，它可以改善上行链路的质量，提高上行信号的增益。相较于传统的MRC算法，IRC考虑了干扰的空间特性，抗干扰的效果更为明显。

　　下面我们给出仿真和测试结果，来比较存在干扰的系统中IRC和MRC的性能。

    首先，在LTE基站配置为2天线接收，系统带宽20MHz，干扰与信号等功率干扰时，IRC与MRC的性能对比参见图1。

 　　

由以上仿真结果可以看出，当存在方向性强干扰情况下，即使SNR不断增大，MRC也无法达到10%的BLER，而IRC则在一定的SNR下可以达到10%的BLER。
　　
    除了仿真对比之外，下面再给出实际测试数据的对比。

　　测试条件为：信道模型EPA5低相关，UE上行满buffer灌包，限制RB个数为25， 信号源在相同的位置上进行25个RB的干扰。

　　测试结果如表1所示。从测试结果可以看出，在存在干扰的LTE系统中，使用IRC算法比MRC能带来更高的上行平均吞吐量。因此，根据IRC抗干扰效果明显的特点，IRC主要在干扰为影响信号的主要因素时使用。

eIRC技术

　　根据上面的描述，我们可以看到，对于干扰较明显的用户，IRC能够明显改善上行接收信号的信干比，性能明显优于MRC；而对于基本无干扰或干扰功率较小的用户，MRC更适用。为了避免传统IRC算法的局限性，中兴通讯创新性地提出了eIRC算法，该算法除了考虑干扰的空间特性外，还进一步根据干扰的这种特性，判断出系统中有无干扰以及干扰的特征，实现IRC与MRC的自适应切换，从而保证系统性能。

　　图2显示了eIRC的性能仿真结果（仿真条件：8天线接收、双极化；载波宽20MHz；干扰与信号等功率）。

　　仿真结果表明，无干扰时，eIRC性能接近MRC；存在干扰时，eIRC性能接近IRC。

　　因此，eIRC技术充分利用了MRC和IRC技术各自的特点并加以融合。利用eIRC技术，可以根据当前系统的干扰特征，实现MRC和IRC的自适应切换，从而提高系统容量，保证系统整体性能。

eIRC技术给运营商带来的收益

　 使用中兴通讯eIRC技术，运营商将获得以下收益：

 使用中兴通讯eIRC技术之后，系统可以根据系统的干扰特征自适应地在MRC和IRC之间切换，比如对于处于小区中央干扰较小的用户，可以使用MRC以充分利用带宽资源，而对小区边缘干扰较大的用户使用IRC，保证其性能不受影响。因此，使用中兴通讯eIRC技术，可以保证整网的性能处于最佳状态，最大程度地提高系统容量。

 运营商可以根据需要灵活配置eIRC参数，以决定eIRC算法的表现特征，来适应所需要的网络环境。比如，在某些干扰为主要因素的覆盖区域内，提高自适应切换为IRC的可能性，而在某些干扰不明显（比如非连续的热点覆盖）的区域内，配置另外一套eIRC参数，提高自适应切换为MRC的可能性。这样将使得eIRC的表现贴合实际的网络需要，极大地提高网络性能。

　　使用中兴通讯eIRC算法，根据干扰特征，能够实现MRC与IRC之间的自适应切换，从而实现： 弱干扰时，性能接近MRC；强干扰时，性能接近IRC。运营商使用中兴通讯 eIRC算法，能够最大程度地提高系统容量和频谱利用率，改善网络性能。