论文摘要：多载波异构网中的干扰协调

随着移动互联产业的飞速发展，越来越多的终端连入了我们身边的互联网，数据业务也在呈现了爆炸性地增长。在某些情况下，传统的蜂窝型网络已经难以满足人们对无缝连接的覆盖面积以及对系统容量的需求。为此，在下一代蜂窝移动系统中，研究者们提出了异构网的概念。这里我们将原来功率较高的基站称为宏基站，而对于所有功率相对较小的基站均统称为微基站。所谓异构网（Heterogeneous Network， HetNet），就是在传统蜂窝的基础上，引入了低功率的节点，包括微基站（Pico BS）、家庭基站（Femto BS）以及帮助传输的中继站（Relay）等等。由不同功率大小的节点构成的异构网络可以通过在热点区域引入额外的服务基站达到显著提升系统频谱利用率的目的，但是同时，新小区的引入也必然使得小区间的重叠和相互作用变得更加复杂，小区间的干扰协调与抑制面临更为严峻的挑战。

本文针对异构网中的干扰信道问题，考虑多载波场景，研究通过载波间的协作和功率分配进行干扰协调的方法，希望能提升系统的和数据率。

本文首先在单用户标量信道的最简模型下，利用已知的H-K编码系统可达数据率，分析了不同H-K编码工作模式在异构网场景下各对应的分布情况。经过仿真分析，我们发现，H-K编码的6种工作模式在异构网中均会出现，故针对不同的用户分布，我们应该选择不同的H-K编码工作模式进行数据传输。同时，我们也分析了这种传输方式下系统的可达数据率，发现相比于不作处理有了较大的提升，即验证了这种方法的优越性。

接下来，考虑到实际场景，我们将场景扩展到多载波模型下，进一步研究多载波模型下的载波间的功率分配问题。单载波情况下，H-K编码是目前已知的处理高斯干扰信道的最优方法。所以首先，我们在单基站利用H-K编码进行优化的前提下，通过载波间的功率分配，提出了一种解决异构网络中小区间干扰协调的新方法。由于小尺度衰落的原因，即使是同一时隙，不同载波上面临的干扰情形也不尽相同，故会采用不同的H-K编码模式。所以当我们对系统和数据率进行优化时，面对的是一个复杂非凸问题。为了解决这个问题，我们引入了一个数学上的放缩方法，通过迭代的方式最终达到一个近似最优的解。另外，我们还考虑到绿色通信的目标，以能效为优化方向扩展了我们的结论。

同时，本文还提出了一种通过单基站广播的主动干扰删除方案。通过不同的信道条件对载波进行分类，利用一部分子载波作为辅助载波，利用他们的干扰链路传输一部分信息以使其它子载波能够达到无干扰传输。通过合理的载波选择和分配，我们的算法可以达到优于一般算法的性能。文章还通过仿真验证了我们的结论。

最后，对本文进行了小结，并对未来小区间的干扰协调算法提出了展望。

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