
3.2 关键技术
3.2.1 非正交多址技术
根据ITU提出的5G需求愿景,5G在系统频谱效率和海量连接能力比4G有很大的提升,并且5G在简化系统设计和信令流程方面也提出了很高的要求,这些对4G现有的正交多址技术提出了巨大的挑战。
3GPP R15在eMBB中仍沿用4G的正交正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术,各厂商近年来相继提出的图样分割多址(Pattern Division Multiple Access,PDMA)、稀疏码多址(Sparse Code Multiple Access,SCMA)和多用户共享接入(Multi-User Shared Access,MUSA)等非正交多址技术,目前还处于候选状态。
1. PDMA
4G系统是基于线性接收机和正交发送的基本思想设计,采用线性接收机是由于其实现简单,性能可以保证;基于正交发送也是主要考虑接收端的工程实现相对简单。正交发送示意如图3-12所示。

图3-12 正交发送示意
随着频谱资源稀缺的加剧和未来数字信号处理能力的提升,将来通信系统有可能采用非正交和非线性接收机来提高系统性能。
在干扰可以删除的理想情况下,非正交发送比正交发送可以实现更高的频谱效率。串行干扰删除接收机理论上可以实现线性高斯信道(包括多用户)的容量,其复杂度相对线性接收机增加有限。对于多天线复用系统,基于串行干扰删除接收机第i层数据流的接收分集度N分集度为:
N分集度=NR-NT+i
其中NR表示接收天线数,NT表示发送天线数。
因为第一层的码流分集最低,由此可见基于串行干扰删除接收机系统性能取决于第一层干扰删除的准确度。基于此,提出了一种基于串行干扰删除接收机的非正交联合设计发送方式,其基本原理如图3-13所示。其中,s1代表第一层数据流(具有相同的分集度3),s2,s3代表第二层数据流(具有相同的分集度2),s4,s5代表第三层数据流(具有相同的分集度1)。

图3-13 串行干扰消除非正交发送示意
多层数据流可以考虑在频率、空间或时间等的其中一维维度上实现,也可以在其中任何二维维度实现,依此类推。
推广到空间和时间二个维度为例,假设NT=NR=3,则非正交空时码示意如图3-14所示。

图3-14 非正交空时码示意
由于s1符号分集度是3,最先解调,这时基于串行干扰删除接收机的检测后信号s1的分集度为:

在解调完第一个符号s1后,s2和s3检测后的分集度为:

同理s4和s5检测后的分集度为:

可以看出,s1、s2、s3、s4、s5的检测后分集度相同,而对于一个多流数据系统,每个数据流的检测后分集度一致时,其设计是最优的。
该原理可以推广到一般的多流非正交接入系统中去。采用非正交发送方式的空时码具有准非正交特性,对于线性接收机也表现出良好的性能。
基于该技术原理和多用户信息论,PDMA在系统的发送端利用图样分割技术对用户信号进行合理分割,在接收端对接收信号进行串行干扰消除,可以接近多址信道的容量界限。用户的图样设计可以在码域、空域、功率域独立进行,也可以在多个域联合进行。图样分割技术通过在系统发送端基于用户图样进行优化,提高不同用户间的区分度,从而改善串行干扰消除(Serial Interference Cancellation,SIC)的性能。PDMA原理如图3-15所示。

图3-15 PDMA原理
功率域PDMA主要依靠功率分配、时频资源与功率联合分配、多用户分组实现用户区分。功率域PDMA示意如图3-16所示。

图3-16 功率域PDMA示意
码域PDMA通过不同码字区分用户。码字相互重叠,且码字设计需要特别优化。与CDMA不同的是码字不需要对齐。码域PDMA示意如图3-17所示。

图3-17 码域PDMA示意
空域PDMA主要是应用多用户编码方法实现用户区分。空域PDMA示意如图3-18所示。

图3-18 空域PDMA示意
2. SCMA
SCMA结合低密度码和调制技术,在发送端通过共轭、转置以及相位旋转等方式旋转最优的码本集合,不同用户基于分配的码本进行信息传输,在接收端通过消息过滤算法进行解码,因此它是一种基于码域叠加的新型多址技术。采用非正交稀疏叠加码技术的SCMA,可以在同样资源条件下支持更多的用户接入。同时,SCMA利用多维调制和扩频技术,大幅提升单用户链路质量。SCMA原理如图3-19所示。另外,SCMA具有对码字碰撞不敏感的特性,可以利用盲检技术实现免调度随机接入,有效降低复杂度和时延,比较适合于小包、低功耗、低成本的物联网业务。

图3-19 SCMA原理
3. MUSA
MUSA完全基于更为先进的非正交多用户信息理论。MUSA上行接入通过创新设计的复数域多元码以及基于SIC的先进多用户检测,系统在相同时频资源上支持数倍用户数量的高可靠接入,简化接入流程中的资源调度过程,简化海量接入的系统实现,缩短海量接入的接入时间,降低终端的能耗,如图3-20所示。MUSA下行则通过创新的增强叠加编码及叠加符号扩展技术,可提供比主流正交多址更高容量的下行传输,降低终端的复杂度和功耗。

图3-20 MUSA原理
首先,各接入用户采用易于SIC的接收机和具有低互相关的复数域多元码序列,将其调制符号进行扩展;其次,各用户扩展后的符号可以在相同的时频资源中发送;最后,接收侧使用线性处理加上码块级SIC来区分各用户的信息。
扩展序列会直接影响MUSA的性能和接收机复杂度,是MUSA的关键部分。如果像传统CDMA那样使用很长的PN序列,那序列之间的低相关性是比较容易保证的,而且可以为系统提供一个软容量,即允许同时接入的用户数量(即序列数量)大于序列长度,这时系统相当于工作在过载的状态。下面把同时接入的用户数与序列长度的比值称为负载率,负载率大于1通常称为“过载”。长PN序列虽然可以提供一定的软容量,但是在5G海量连接的系统需求下,系统过载率往往是比较大的,在大过载率的情况下,采用长PN序列所导致的SIC过程是非常复杂和低效的。MUSA上行使用复数域多元码(序列)来作为扩展序列,该序列长度即使很短(如长度为4或者8),也能保持相对较低的相关性。例如,某类非常简单的MUSA复数扩展序列,其序列中每个复数的实部和虚部取值于一个简单三元集合{−1,0,1},也能获得相当优秀的性能。
正因为MUSA复数域多元码的优异特性,再结合先进的SIC接收机,MUSA可以支持相当多的用户在相同的时频资源上共享接入。值得指出的是,这些大量共享接入的用户可以通过随机选取扩展序列,然后将其调制符号扩展到相同时频资源的方式来获得。从而MUSA可以让大量共享接入的用户想发就发,不发就深度睡眠,并不需要每个接入用户先通过资源申请、调度、确认等复杂的控制过程才能接入。这个免调度过程在海量连接场景尤为重要,能极大地减轻系统的信令开销和实现难度。同时,MUSA可以放宽甚至不需要严格的上行同步过程,只需要实施简单的下行同步。最后,存在远近效应时,MUSA还能利用不同用户SNR的差异来提高SIC分离用户数据的性能,即如传统功率域NOMA那样,将“远近问题”转化为“远近增益”。从另一个角度看,这样可以减轻甚至免除严格的闭环功控过程。所有这些为低成本、低功耗、实现海量连接提供了坚实的基础。
3.2.2 mMIMO
1. 技术原理
mMIMO和3D MIMO是MIMO演进的两种主要技术。mMIMO的主要特征是天线数目大量增加,3D MIMO的主要特征是在垂直维度和水平维度均具备很好的波束赋形能力。虽然mMIMO和3D MIMO的研究侧重点不一样,但在实际的场景中往往会结合使用,存在一定的耦合性。3D MIMO可算作mMIMO的一种,因为随着天线数目的增多,3D化是必然的。因此mMIMO和3D MIMO可以作为一种技术来看待,在3GPP中称为全维度多输入多输出(Full-Dimension Multi-Input-Multi-Output,FD-MIMO)。mMIMO与普通MIMO天线的结构差异如图3-21所示。

图3-21 mMIMO与普通MIMO天线的结构差异
mMIMO能够很好地契合未来移动通信系统对于频谱利用率与用户数量的巨大需求,是5G系统最重要的物理层技术之一,它通过在基站侧采用大量天线来提升数据速率和链路的可靠性。在采用大天线阵列的mMIMO系统中,信号可以在水平和垂直方向进行动态调整,能量能够更加准确地集中指向特定的UE,从而减少了小区间的干扰,能够支持多个UE间的空间复用。mMIMO的主要作用示意,如图3-22所示。

图3-22 mMIMO的主要作用示意
2. 技术性能
(1)容量
对于单用户场景,信道模型可以表示为:

其中,y∈CN×1,H∈CN×M,pd是发送总功率,M是发射天线数目,N是接收天线数目。在仅考虑发送端天线数目众多的情况下,容量可以表示为:

随着天线数量的增加,系统容量也随之增加。在目前的新技术中,唯有mMIMO技术能够成倍地提升系统频谱效率,提升系统容量。
当发送天线数目极高时,系统容量可以进一步简化为:

当接收天线数目极高时,容量可以简化为:

当发送端天线数量很多时,系统容量与接收天线数量呈线性关系;而当接收端天线数量很多时,系统容量与接收天线数目的对数呈线性关系。mMIMO不仅能够提高系统容量,而且能够提高单个时频资源上可以复用的用户数目,支持更多的用户数据传输。
在天线数目很多的情况下,仅仅使用简单低复杂度的线性预编码技术就可以获得接近容量的性能,而且天线数量越多,速率越高,如图3-23所示。而且随着天线数目的增多,传统的多用户预编码方法迫零波束成形(Zero-Forcing Beamforming,ZFBF)出现一个下滑的现象,而对于简单的匹配滤波器方法MRT则不会出现,如图3-24所示,主要是因为随着天线数目的增多,用户信道接近正交,并不需要额外的多用户处理。

图3-23 速率V.S.天线数目(10个用户)

图3-24 速率V.S.用户数目(128个天线)
(2)信道波动
对于一个包含K个用户的mMIMO系统,基站仅对接收信号进行一个简单的匹配滤波处理,检测信号为:

依据大数定理,当天线数目趋近无穷时,匹配滤波器方法已经是优化方法了。不相关的干扰和噪声也都被消除,发射功率理论上可以任意小,如图3-25所示,即利用mMIMO消除了信道的波动,同时也消除了不相关的干扰和噪声,而且复用在相同时频资源上的用户,其信道具备良好的正交特性。

图3-25 信道波动及干扰噪声消除
(3)降低能耗
在基站端部署mMIMO,满足速率要求的条件下,UE的发射功率可以任意小,天线数目越多,用户所需的发射功率越小,如图3-26所示。

图3-26 降低发射功率
mMIMO除了能够极大地降低发射功率外,还能够将能量更加精确地送达目的地,随着天线规模增大,可以精确到一个点,具备更高的能效,如图3-27所示。同时场强域能够定位到一个点,就可以极大地降低对其他区域的干扰,能够有效地消除干扰。

图3-27 能量集中定位到一个点示意
3.2.3 F-OFDM
1. 基本原理
业界最初提出了多种新型多载波技术,主要包括F-OFDM、通用滤波多载波(Universal Filtered Multi-Carrier,UFMC)、滤波器组多载波(Filter Bank Multi-Carrier,FBMC)等。这些技术主要使用滤波技术,降低频谱泄露,提高频谱效率。从最新3GPP标准冻结的情况看,F-OFDM获得了3GPP的认可,已成为5G新型多载波的技术标准。F-OFDM是一种可变子载波带宽的自适应空口波形调制技术,是基于OFDM的改进方案,既兼容LTE系统,又能满足5G发展的需求。
F-OFDM技术的基本思想是:将OFDM载波带宽划分成多个不同参数的子带,并对子带进行滤波,而在子带间尽量留出较少的隔离频带。例如,为了实现低功耗、大覆盖的物联网业务,可在选定的子带中采用单载波波形;为了实现较低的空口时延,可以采用更小的传输时隙长度;为了对抗多径信道,可以采用更小的子载波间隔和更长的循环前缀。图3-28为F-OFDM系统的收/发结构,从图中可以看出,F-OFDM调制系统与传统的OFDM系统最大的不同是在发送端和接收端所增加的滤波器。

图3-28 F-OFDM系统的收/发结构
以子带1为例,UE1 先将输入信号进行编码及载波映射得到x1,m,将进行N1点的逆快速傅里叶变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT),再添加循环前缀CP,得到OFDM符号s1(n);然后,将OFDM符号通过子带滤波器f1(n),即可得到F-OFDM符;最后将每个子带发送端的输出数据进行累加再共同通过信道h(n)。在接收端收到信号r(n)后,子带滤波器首先对各个子带的信号进行滤波,不同子带滤波后的数据再进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)和去CP的操作,进行信号的解调。
假设共有D个UE,子带1上有L个OFDM符号,且每个OFDM符号包含M个连续的载波。其中,N表示IFFT的长度。另外,由于F-OFDM系统的符号中存在CP等其他冗余的信息,所以N>M。在发送端子带1上的数据经IFFT变换后得到的数据为:

其中,xl,m,表示在l个符号、第m个载波上的传输数据,Ng表示CP的长度,所分配的载波范围是{1,2,…,M}。将子带1上的添加CP后的OFDM符号可以表示为:

其中,s(n)表示OFDM符号,所以在发送端滤波后形成的F-OFDM的符号可以简单地表示为:

其中,f1(n)为子带1上的滤波器,每个子带上的F-OFDM符号经过累加器合并相加,得到的数据符号共同进入信道,同时到达接收端。所以到达接收端的信号可以表示为:

其中,h(n)表示UE和基站之间的信道函数,c(n)表示加性高斯白噪声,在接收端,接收到的信号r(n)通过滤波器得到:

其中,{ }*表示复共轭,接收端滤波器表示发送端滤波器fi(n)的匹配滤波器。接收端采用匹配滤波器,首先,确保接收端的信号不会存在来自其他UE的干扰;其次,可以最大化每个UE的接收信号信噪比。最后,再对滤波后的信号进行去CP和FFT的操作,便可以得到与发送端相同符号周期的码元。
2. 子载波映射
F-OFDM系统是把一个宽带分为若干个子带,所以在子载波映射上会与传统的OFDM系统有所区别。以两个相邻子带为例,图3-29为F-OFDM系统的两个不同子带的帧结构。假设系统的采样率为30.72MHz,子带1与子带2的子载波间隔分别为15kHz、30kHz,子带1与子带2的带宽大小相同,设为720kHz,由于子带1与子带2的子载波间隔不一样,为了达到相同的采样率,所以定义子带1与子带2的FFT长度分别为2048、1024。

图3-29 F-OFDM系统的子载波映射示意
为了避免不同子带的子载波之间产生重叠,需要对相邻的子载波进行统一编号,子带1的子载波编号取值范围[Kmin,Kmax]是,假设子带1与子带2上的子载波总数分别为M1和M2,以子带1或子带2的子载波间距为间距的保护子载波数分别为N1和N2,子带1在2048个总子载波数中的取值范围是[−1023,1024]的整数,子带2的子载波编号为,其中,Kmax+N1必须是偶数。由以上所述的子载波间隔与子带宽度可得到子带1与子带2的子载波数量分别为48、24。假设子带1的子载波映射范围是[1,24]。其中,0号子载波表示直流分量,不进行子载波映射,再假设N1=0,N2=1,则子带2的子载波编号范围是[12,37]。其中,N1和N2的大小应当综合考虑功率谱、子带间的干扰水平以及子带的调制编码类型。
3. 滤波器设置
以上假设子带1的子载波数量为M1,保护子载波间隔为N1,子带2的子载波数量为M2,保护子载波间隔为N2,则可求得子带1的中心频率为:

子带2的中心频率为:

其中,Kmax+N1必须是偶数。
仍以两个子带的带宽均为720kHz为例,M1=48,M2=24,N1=0,N2=1,子带1的子载波映射编号是[-24,-1][1,24],将以上数据代入公式中得到F1=0,F2=(24+0)×15+(1+12+0.5)×30=765kHz。假设生成的F-OFDM系统子带滤波器的系数为f=[f0,f1,…,fT-1],其中,T表示滤波器的长度。基带滤波器通过指数调制即频域搬移就可以得到子带1和子带2上的滤波器系数。
子带1的滤波器系数为:

子带2的滤波器系数为:

由F-OFDM系统的原理知,F-OFDM系统在接收端采用匹配滤波器。所以,接收端子带1的滤波器系数为:

接收端子带2上的滤波器系数为:

3.2.4 双工技术
传统LTE系统中双工方式支持FDD和TDD模式,如图3-30所示。但是在面对不同的业务需求时,一方面不能灵活地调整资源,提升资源利用率;另一方面对于爆炸式的业务增长,稀缺的频谱资源难以满足业务需求。传统的FDD和TDD不可避免地存在资源浪费问题。

图3-30 双工方式原理
1. 灵活双工
未来移动流量呈现多变特性,上下行业务需求随时间、地点而变化,现有通信系统固定的时频资源分配方式无法满足不断变化的业务需求。灵活双工能够根据上下行业务变化情况动态分配资源,提高系统资源的利用率,如图3-31所示。灵活双工可以通过时域和频域方案实现。在FDD时域方案中,每个小区可以根据业务量需求将上行频段配置成不同的上下行时隙比;在频域方案中,可以将上行频段配置为灵活频段以适应上下行非对称业务需求。而在TDD系统中,可以根据上下行业务需求量决定上下行传输的资源数目。

图3-31 灵活双工方式中的时频域灵活资源分配示意
灵活双工的技术难点在于不同设备上下行信号间的干扰。因此根据上下行信号对称性原则设计5G系统,将上下行信号统一,上下行信号间干扰转化为同向信号干扰,应用干扰消除或干扰协调技术处理信号干扰。而小区间上下行信号相互干扰,主要通过降低基站发射功率方式,使基站功率与终端达到对等水平,即将控制和管理功能与业务功能分离,宏站更多地承担用户管理和控制功能,小站或微站承载业务流量。
灵活双工主要包括FDD演进、动态TDD、灵活回传以及增强型D2D。
在传统的宏微FDD组网下,上下行频率资源固定,不能改变。利用灵活双工,在宏小区上行空白帧可以用于微小区传输下行资源。即使宏小区没有空白帧,只要干扰允许,微小区也可以在上行资源上传输下行数据,如图3-32所示。

图3-32 灵活双工改善下行传输
灵活双工的另一个用途是有利于进行干扰分析。在基站和终端部署干扰消除接收机的条件下,灵活双工技术可以大幅提升系统容量,如图3-33所示。在动态TDD中,利用干扰消除可以提升系统性能。

图3-33 灵活双工干扰分析与消除
利用灵活双工,进一步增强无线回传技术的性能,如图3-34所示。

图3-34 灵活双工微小区提升2倍性能
2. 全双工
提升FDD、TDD的频谱效率,消除频谱资源使用管理方式的差异性是未来移动通信技术发展的目标之一。基于自干扰抑制理论,理论上全双工可以提升一倍的频谱效率,如图3-35所示。

图3-35 全双工示意
全双工的技术主要包括两个方面:一是全双工系统的自干扰抑制技术;二是组网技术。
(1)自干扰抑制技术
全双工的核心问题是本地设备的自干扰如何在接收机中进行有效抑制。目前,主要的抑制方法主要在空域、射频域、数字域联合干扰抑制,如图3-36所示。空域自干扰抑制通过天线位置优化、波束陷零、高隔离度实现干扰隔离;射频自干扰抑制通过在接收端重构发送干扰信号实现干扰信号对消;数字自干扰抑制通过对残余干扰进行进一步重构消除干扰信号。

图3-36 干扰抑制示意
由于全双工设备同时发送和接收信号,自身的发送信号会对自己的接收信号产生强干扰,通过多种自干扰抑制技术使自身的发送信号远远低于自身的接收信号,即干扰抵消能力要达到一定的要求。虽然自干扰可以得到解决,但是全双工依然无法解决其他信号发送点的干扰和对其他用户的干扰。全双工可能会造成更严重的网络干扰问题,是全双工组网需要特别注意的问题。
(2)组网技术
全双工改变了收发控制的自由度,改变了传统的网络频谱使用模式,将会带来多址方式、资源管理的革新,同时也需要与之匹配的网络架构,如图3-37所示。业界普遍关注的研究方向包括全双工基站和半双工终端混合组网架构、终端互干扰协调策略、网络资源管理、全双工帧结构。

图3-37 组网技术
① 全双工蜂窝系统
基站处于全双工模式下,假定全双工天线发送端和接收端处的自干扰可以完全消除,基于随机几何分布的多小区场景分析,在比较理想的条件下,依然会造成较大的干扰,蜂窝系统上下行干扰如图3-38所示,这就需要一种优化的多小区资源分配方案。

图3-38 蜂窝系统上下行干扰
② 分布式全双工系统
通过优化系统调度挖掘系统性能提升的潜力,在子载波分配时考虑上下行双工问题,并考虑资源分配时的公平性问题,如图3-39所示。

图3-39 分布式全双工系统
③ 全双工协作通信
收发端处于半双工模式,中继节点处于全双工模式,即是单向全双工中继,如图3-40所示。此模式下中继可以节约时频资源,只需一半资源即可实现中继转发功能。中继的工作模式可以是译码转发、直接放大转发等模式。

图3-40 单向全双工中继
收发端和中继均工作于全双工模式,如图3-41所示。

图3-41 双向全双工中继
3.2.5 UDN
超密集组网(Ultra-Dense Network,UDN)将是满足未来移动数据流量需求的主要技术手段,通过更加“密集化”的无线基础设施部署,可获得更高的频率复用效率,从而在局部热点区域实现百倍量级的系统容量提升。超密集组网的典型应用场景主要包括:办公室、密集住宅、密集街区、校园、大型集会、体育场、地铁、公寓等。
随着小区部署密度的增加,超密集组网将面临许多新的技术挑战,如干扰、移动性、站址、传输资源以及部署成本等。为了满足典型应用场景的需求和技术挑战,实现易部署、易维护、用户体验轻快的轻型网络,接入和回传联合设计、干扰管理、小区虚拟化技术是超密集组网的主要技术方向。超密集组网关键技术示意如图3-42所示。

图3-42 超密集组网关键技术示意
1. 接入和回传联合设计
接入和回传联合设计包括混合分层回传、多跳多路径的回传、自回传技术以及灵活回传技术等。
(1)混合分层回传
混合分层回传是指在网络架构中将不同基站分层标示,宏基站以及其他享有有线回传资源的小基站属于一级回传层,二级回传层的小基站以一跳形式与一级回传层基站相连接,三级及以下回传层的小基站与上一级回传层以一跳形式连接、以两跳/多跳形式与一级同传层基站相连接,将有线同传和无线回传相结合,提供一种轻快、即插即用的超密集小区组网形式。
(2)多跳多路径的回传
多跳多路径的回传是指无线回传小基站与相邻小基站之间进行多跳路径的优化选择、多路径建立和多路径承载管理、动态路径选择、回传和接入链路的联合干扰管理和资源协调,可为系统容量带来较为明显的增益。
(3)自回传
自回传是指回传链路和接入链路使用相同的无线传输技术。共用同一频带,通过时分或频分方式复用资源,自回传技术包括接入链路和回传链路的联合优化以及回传链路的链路增强两个方面。在接入链路和回传链路的联合优化方面,通过回传链路和接入链路之间自适应的调整资源分配,可提高资源的使用效率。在回传链路的链路增强方面,利用广播信道特性加上多址信道特性(Broadcast Channel plus Multiple Access Channel,BC plus MAC)机制,在不同空间上使用空分子信道发送和接收不同的数据流,增加空域自由度,提升回传链路的链路容量;通过将多个中继节点或终端协同形成一个虚拟MIMO网络进行收发数据,获得更高阶的自由度,并可协作抑制小区间干扰,从而进一步提升链路容量。
(4)灵活回传
灵活回传是提升超密集网络回传能力的高效、经济的解决方案,通过灵活地利用系统中任意可用的网络资源,灵活地调整网络拓扑和回传策略来匹配网络资源和业务负载,灵活地分配回传和接入链路网络资源来提升端到端传输效率,从而以较低的部署和运营成本满足网络的端到端业务质量要求。
2. 干扰管理和抑制策略
超密集组网能够有效提升系统容量,但随着小基站等更密集的部署,覆盖范围的重叠,带来了严重的干扰问题。当前干扰管理和抑制策略主要包括自适应小基站分簇、基于集中控制的多小区和干扰协作传输、基于分簇的多小区频率资源协调技术。自适应小基站小区分簇通过调整每个子帧、每个小基站小区的开关状态并动态形成小基站小区分簇,关闭没有用户连接或无须提供额外容量的小基站小区,从而降低对邻近小基站小区的干扰。基于集中控制的多小区相干协作传输,通过合理选择周围小区进行联合协作传输,终端对来自于多个小区的信号进行相干合并避免干扰,能明显提升系统频谱效率。基于分簇的多小区频率资源协调,按照整体干扰性能最优的原则,对密集小基站进行频率资源的划分,相同频率的小站为一簇,簇间为异频,可以较好地提高边缘用户的体验。
3. 小区虚拟化技术
小区虚拟化技术包括以用户为中心的虚拟化技术、虚拟层技术和软扇区技术。虚拟层技术和软扇区技术示意分别如图3-43、图3-44所示。

图3-43 虚拟层技术示意

图3-44 软扇区技术示意
以用户为中心的虚拟化小区技术是指打破小区边界限制,提供无边界的无线接入,围绕用户建立覆盖、提供服务,虚拟小区随着用户的移动快速更新,并保证虚拟小区与终端之间始终有较好的链路质量,使用户在超密集部署区域中无论如何移动,均可以获得一致的高QoS/QoE。虚拟层技术由密集部署的小基站构建虚拟层和实体层网络,其中,虚拟层承载广播、寻呼等控制信令负责移动性管理;实体层承载数据传输,用户在同一虚拟层内移动时,不会发生小区重选或切换,从而实现用户的轻快体验。软扇区技术由集中式设备通过波束赋形手段形成多个软扇区,可以降低大量站址、设备、传输带来的成本,同时可以提供虚拟软扇区和物理小区间统一的管理优化平台,降低运营商维护的复杂度,是一种易部署、易维护的轻型解决方案。