● 摘要
为有效利用频谱资源，新一代移动通信系统普遍采用全频率复用技术。然而，全频率复用带来严重的小区间干扰，使得小区边缘服务质量较差。协作干扰管理技术通过基站间信息交换，能有效抑制甚至利用小区间干扰，已成为学术及工业界研究的热点。现有方案存在回馈链路负担重、资源消耗及实现复杂度高等问题。本文针对上述问题，面向多小区系统上行链路，研究基于硬判决信息交换的干扰管理方案，分别从容量分析和分布式干扰管理方案设计方面，开展了如下研究：
首先，在容量分析方面，对比不同协作及检测方法的频谱利用率。重点研究基站采用基于最小均方误差的串行干扰相消（MMSE-SIC）检测，且基站间仅交换硬判决信息的干扰管理方案。基于随机矩阵理论，给出上述方案频谱利用率的渐近解，并研究基站采用大规模天线及系统超负载对频谱利用率的影响。理论及仿真分析表明：基站采用MMSE-SIC检测，且基站间交换硬判决信息的干扰管理方案，能够以低复杂度及低回馈链路负担，实现较高的频谱利用率。相比于基站非协作方案，系统负载越大，性能改善越明显。然而，该方案在基站采用大规模天线时，无法提升性能。
其次，针对多小区时频联合扩频多载波CDMA（TF/MC DS-CDMA）系统，基于圆Wyner模型提出基站间仅交换硬判决信息的分布式干扰管理方案。该方案利用TF/MC DS-CDMA系统可支持大量用户，且用户间差异明显的特点，按可靠性排序分阶段检测用户，并通过基站间交换硬判决信息，逐步消除小区间干扰。进一步，本文基于顺序统计量理论，给出该方案误码性能的理论下限。理论及仿真分析表明：该方案能有效消除小区间干扰，系统支持用户数量接近基站非协作情况的两倍。
最后，针对Wyner模型中用户处在同一位置的局限性，提出一种基于用户随机位置的干扰模型，并利用“等干扰线”法，得到干扰因子的理论概率密度函数（PDF）。在此模型基础上，分别提出基站非协作及基站间硬判决信息交换与合并的干扰管理方案。上述方案充分利用用户处于不同位置所引入的分集，通过检测小区外强干扰信号，有效消除甚至利用小区间干扰。仿真结果表明：两种方案接近甚至达到单小区单用户的误码性能，特别是硬判决信息交换与合并方案，在系统超负载的情况，仍具有良好的误码性能，解决了已有方案无法应对严重小区间干扰的问题。