【摘 要】本文對軟頻率復(fù)用技術(shù)進行了概述，并對軟頻率復(fù)用技術(shù)分析，以期為LTE系統(tǒng)自適應(yīng)軟頻率復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】LTE系統(tǒng) 軟頻率復(fù)用技術(shù) 研究

一、概述

軟頻率復(fù)用（Soft Frequency Reuse，簡稱SFR）被認為是一種在不損失頻譜效率情況下有效減輕蜂窩移動通信系統(tǒng)小區(qū)間干擾的有效方案之一。為了提升小區(qū)邊緣用戶的性能，軟頻率復(fù)用技術(shù)在蜂窩移動通信系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，首先是應(yīng)用在GSM系統(tǒng)，隨后被3GPP LTE系統(tǒng)采納。LTE系統(tǒng)中SFR的理論思想是小區(qū)的中心區(qū)域使用頻率復(fù)用的方式來不斷提供提高服務(wù)質(zhì)量；小區(qū)的邊緣區(qū)域使用的則是更高的頻率因子來實現(xiàn)提高服務(wù)質(zhì)量，而不是采用部分頻率復(fù)用或者固定頻率復(fù)用來提高服務(wù)質(zhì)量的。頻率復(fù)用技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在因子復(fù)用頻率較低（頻率復(fù)用因子幾乎接近1）情況下，仍然能夠保證頻譜效率，有效減少蜂窩移動通信系統(tǒng)小區(qū)間的干擾。在軟頻率復(fù)用中，可用頻譜分為了兩個頻帶：可用頻譜分為了兩個頻帶，一個是小區(qū)中心頻帶，一個是小區(qū)邊緣頻帶；小區(qū)中的用戶也由于離基站距離或其他原因被分為兩類：一類是小區(qū)中心用戶，另一類是小區(qū)邊緣用戶。在采用自適應(yīng)軟頻率的LTE系統(tǒng)中，對小區(qū)用戶使用頻帶進行了相關(guān)限制， 蜂窩移動通信系統(tǒng)小區(qū)中的邊緣用戶使用的頻帶只能為邊緣頻帶，小區(qū)中心用戶獨占中心頻帶，同時也能夠使用小區(qū)的邊緣頻帶，然而使用邊緣頻帶的優(yōu)先級較低。圖一為一種常見的六邊形七小區(qū)的頻帶規(guī)劃圖，在這頻帶規(guī)劃圖中，邊緣用戶能夠使用的頻帶僅僅為鄰小區(qū)部分未覆蓋的頻帶，為了提高數(shù)據(jù)率，邊緣用戶需要不斷增大傳輸功率，而小區(qū)中心用戶還可以適當(dāng)減少傳輸功率。

圖一 六邊形七小區(qū)的頻帶規(guī)劃

二、軟頻率復(fù)用技術(shù)分析

相比于其他部分頻率復(fù)用，軟頻率復(fù)用技術(shù)對不同業(yè)務(wù)密度都能夠進行有效地適應(yīng)，并實現(xiàn)在有效控制干擾的同時，能夠有效提高頻譜效率。然而，當(dāng)業(yè)務(wù)量大時，軟頻率復(fù)用仍然會對不同小區(qū)分配相互正交的主子載波造成頻譜利用率下降、頻率復(fù)用因子增高等后果，因此需要對軟頻率復(fù)用技術(shù)算法不斷進行改進。

（一）經(jīng)典軟頻率復(fù)用技術(shù)算法

隨著科技的不斷發(fā)展，軟頻率復(fù)用技術(shù)得到了不斷發(fā)展，并取得了一定成就。下文中所提到的軟頻率復(fù)用是將所有小區(qū)分為兩大類，即外區(qū)和內(nèi)區(qū)，并且將一部分頻率資源完全分配給內(nèi)區(qū)用戶復(fù)用，其余的頻率資源的復(fù)用則是一個大于1的信道復(fù)用因子。可以集合M來代表OFDM系統(tǒng)使用的所有子載波集合，子載波集合M可以分為三個不重疊的集合M1、M2和M3。每個小區(qū)按照無線鏈路質(zhì)量等相關(guān)依據(jù)被劃分為內(nèi)外兩層，子載波集合M1、M2和M3在系統(tǒng)的各個小區(qū)中都有分配，如：M1分配到1小區(qū)， M2分配到2小區(qū)，M3被分配到3小區(qū)等。小區(qū)內(nèi)用戶使用的傳輸子載波組都是在小區(qū)資源分配時被確定的，一個內(nèi)層終端能夠分配到子載波集合M中任意子載波或者子載波子集，即是小區(qū)內(nèi)層區(qū)域的頻率復(fù)用因子能夠達到1；而小區(qū)外層區(qū)域的終端，分到的子載波只能是子載波集合M的其中一個子集，內(nèi)層終端子載波頻率因子只能達到3。在載波集合M1、M2和M3分配到相應(yīng)小區(qū)時，應(yīng)當(dāng)保證相鄰3個小區(qū)分配的子集合為M1、M2或M3的一個排列組合。以上頻率的資源空間分配及劃分，能夠保證相鄰小區(qū)的邊緣區(qū)域不被分配到重疊的子載波，從而有效提高LTE系統(tǒng)中小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量。在上面算法中，采用軟頻率復(fù)用技術(shù)的LTE系統(tǒng)的頻率復(fù)用因子大于1小于小區(qū)外區(qū)域的復(fù)用因子，軟頻率復(fù)用算法也通常被人們叫做分數(shù)頻率復(fù)用算法。

（二）軟頻率復(fù)用技術(shù)算法的改進

采用軟頻率復(fù)用技術(shù)的LTE系統(tǒng)仍然會造成子載波的頻譜利用率下降和頻率復(fù)用因子等后果，因此，應(yīng)當(dāng)不斷對軟頻率復(fù)用技術(shù)算法進行改進和優(yōu)化，具體可以通過以下方法實現(xiàn)：1.不斷加強軟頻率復(fù)用。采用軟頻率復(fù)用技術(shù)的LTE系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了對小區(qū)周邊干擾的抑制以及對子載波的靈活分配也進行了一定的考慮，但是軟頻率復(fù)用技術(shù)分配給不同小區(qū)的子載波同樣存在資源浪費現(xiàn)象，特別是在小區(qū)邊緣處在較大業(yè)務(wù)量時，會造成子載波的頻譜利用率下降和頻率復(fù)用因子增高等后果，因此，可以采用增強軟頻率復(fù)用方案。增強軟頻率復(fù)用不僅能夠有效繼承傳統(tǒng)軟頻率復(fù)用技術(shù)的優(yōu)點，還對小區(qū)由于較大業(yè)務(wù)量帶來的資源浪費現(xiàn)象進行有效地優(yōu)化和改進，提高了LTE系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。2.在軟頻率復(fù)用算法中加入動態(tài)頻率復(fù)用因子。在軟頻率復(fù)用算法中加入動態(tài)頻率復(fù)用因子在有效繼承軟頻率復(fù)用技術(shù)優(yōu)點的同時，使用動態(tài)頻率復(fù)用因子，使得頻率的利用率得到了有效提高。在軟頻率復(fù)用算法中加入動態(tài)頻率復(fù)用因子，將所有頻段進行了明確分類，一類為主子載波，另一類為輔子載波，而且對主子載波和輔子載波的使用區(qū)域也進行了明確限制，可以在蜂窩移動通信系統(tǒng)小區(qū)的任何地方任意區(qū)域使用主子載波，然而輔子載波的使用區(qū)域卻有著明顯的限制，只能在蜂窩移動通信系統(tǒng)小區(qū)的中心區(qū)域使用。主子載波在蜂窩移動通信系統(tǒng)的不同小區(qū)間同樣能夠進行相互正交，從而實現(xiàn)對蜂窩移動通信系統(tǒng)小區(qū)邊緣區(qū)域干擾的有效抑制；由于只在蜂窩移動通信系統(tǒng)小區(qū)中心區(qū)域使用了輔子載波，大幅度減少了輔子載波之間的相互干擾，因此，能夠使用相同的頻率。

三、結(jié)束語

隨著科技的快速發(fā)展以及社會的不斷進步，人們對高速業(yè)務(wù)的需求量不斷增長，對服務(wù)質(zhì)量的要求也越來越高。蜂窩移動通信系統(tǒng)長期面臨著提高用戶性能的難題，嚴重影響著服務(wù)質(zhì)量。蜂窩移動通信系統(tǒng)的LTE系統(tǒng)中可以采用軟頻率復(fù)用技術(shù)，提高了頻譜效率和有效抑制了對小區(qū)邊緣的干擾，提高系統(tǒng)容量，確保用戶服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻：

[1]錢蔓藜，李永會，黃伊等.LTE系統(tǒng)自適應(yīng)軟頻率復(fù)用技術(shù)研究[J].計算機研究與發(fā)展，2013，50（5）：912-920.

[2]劉杰，張旭.TD-LTE系統(tǒng)改進型軟頻率復(fù)用技術(shù)的研究[J].郵電設(shè)計技術(shù) ，2013，（8）：30-34.