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1、电 信科学 2010 年第 11A 期3 http:/ 李滢雪 ，毕业于厦门大学系统工程专业 ，硕士 ，美国 EnCE 认证调查员 ，主要从事信息安全领域的技术研究及应用 。Amalgamation of Cloud Computing and Super ComputingLi Yingxue(Xiamen Meiya Pico Information Co., Ltd., Xiamen 361008, China)Abstract Cloud computing and super computing are new technique and application trends of
2、the information society, they havebeen considered as the strategical industry of many countries. There are many differences in application mode between cloudcomputing and super computing, but they are consistent in resource amalgamating, difference eliminating and resource sharing.In this paper, the
3、 author probes into the feasibility and signification of the amalgamation of cloud computing and supercomputing in service mode, network construction and security construction.Key words cloud computing, super computing, service mode, network construction, security construction, resourceamalgamation
4、（收稿日期 ：2010-10-10）本文从无线资源管理的角度出发 ，提出了一种半静态小区间干扰协调 (Semi-Static ICIC)方案 ，旨在充分利用 LTE 系统频谱资源的前提下 ，提高小区边缘用户的性能 。 高层根据边缘和中心用户比例的不同给中心用户和边缘用户分配不同的资源 ，同时将可以使用的资源分为不同的优先级 。 通过系统级仿真可知 ，该方案能在尽可能保证系统性能的基础上极大地提高了小区边缘用户的性能 。关键词 LTE；无线资源管理 ；小区间干扰 ；半静态干扰协调LTE 系统中的一种半静态干扰协调方案李丹华 ，余建国(北京北方烽火武汉邮电科学研究院 北京 100085)摘 要1
5、引言随着宽带无线接入技术的不断发展 3GPP LTE (长期演进 )无线接入技术标准将在未来有很大的竞争力 ，一方面该技术能达到极大的频谱利用率 ，另一方面还可以使用户的业务需求得到满足 。 由于采用了 OFDM/FDMA(正交频分复用 /正交频分多址 )技术 ，使得小区内的干扰基本可以避免 。 但是由于频率资源的复用使得小区间的干扰变得很研究与开发251研 究与开发严重 ， 这就使得小区边缘用户的业务质量受到极大的影响 。 为了提高整个系统的性能 ，必须采用相关的干扰协调技术在保证资源利用率的前提下提高小区边缘用户的性能 。 本文主要研究的是半静态的干扰协调技术 。2 干扰协调方案描述小区间
6、的干扰协调技术方案有很多 ，总的来说就是通过对资源管理设置一定的限制来协调多个小区的动作 ，从而避免小区间干扰的产生 。 这样的限制大致可分为两种类型 ：一是对整个可以使用的资源进行限制 (如与资源调度相结合 ，给不同的小区分配不同的资源块 ，从而避免小区间干扰的产生 )；二是对某个具体资源块的限制 (如与功率控制相结合 ，限制在某个资源块上的功率发射 ，从而减少对使用相同资源块的相邻小区的干扰 )。 在这样的理论基础上 ， 本文提出了一种 LTE 系统中的半静态干扰协调方案 。 该方案采用了资源调度和功率控制相结合的方法进行小区间干扰协调 ，从整体和部分提升整个系统的性能 。如图 1 所示
7、，将小区分为 3 类 ，其中小区 1、8、10、12、14、16、18 为 类小区 ， 小区 2、4、6、11、15、19 为 类小区 ，小区 3、5、7、9、13、17 为 类小区 。 图中 D 部分所表示的频域资源为 X， 则 A、B 和 C 部分所表示的频域资源为(N-X)/3， 那么所有小区中心用户可以使用的频域资源为整个系统的资源 N，各个小区边缘用户可以使用的频域资源为 (N-X)/3+X 即 (N+2X)/3。第一 ，对于这三类小区的中心用户而言 ，可以使用所有的频域资源 ，但是 ，频域资源的使用有着不同的优先级 ，对于小区 的中心用户 ， 资源块 A 优先级为 1，D 优先级为
8、 2，BC 优先级为 3；对于小区 的中心用户 ，资源块 B 优先级为 1，D 优先级为 2，AC 优先级为 3；对于小区 的中心用户 ，资源块 C 优先级为 1，D 优先级为 2，AB 优先级为3，具体如图 2 所示 。 当中心用户的数目或者中心用户的业务量都不大时 ，各类小区中心用户采用不同频域资源即可满足其业务需求 ， 也就是都采用各自优先级为 1 的资源块 ，这时 ，各个小区之间的干扰可以说几乎不存在 ，不需要进行功率控制 。 当中心用户的数量或业务量相对增加时 ，各个小区中心用户可以使用资源块 D 部分 ，也就是采用优先级为 2 的资源块 ，这时 ，由于各个小区中心用户相互之间没有干
9、扰 ，但是由于资源块 D 部分是各个小区边缘用户可能会使用的资源 ，因此 ，小区之间会存在一定的干扰 ，则需要采用相应的功率控制来降低之间的干扰 。 当中心用户的数目急剧增加时 ， 还可以使用优先级为 3 的资源块 ，这个时候 ，小区中心用户和边缘用户可以固定使用的资源块向重叠 ，则会存在严重的干扰 ，则需采用功率控制来降低之间的干扰 。 总之 ，对中心用户采用这样的资源分配方法 ，一方面保证了当中心用户增加时可用的资源 ； 另一方面 ，在中心用户业务量不是很大时几乎避免了相互之间的干扰 ，这样就可以保证中心用户的性能 。第二 ，对于这三类小区的边缘用户 ，可以使用部分的频率资源 ，这些可以使
10、用的资源由两部分组成 ，一部分为边缘用户各不重叠的部分 ，另一部分为边缘用户可以共同使用的资源 。 具体如图 1 所示 ，小区 的边缘用户可以使用的资源块为 A 和 D 两部分 ； 小区 的边缘用户可以使用的资源块为 B 和 D 部分 ； 小区 的边缘用户可以使用的资源块为 C 和 D 部分 。 跟中心用户相比 ，这些资源块同样分为不同的优先级 ： 对于小区 的边缘用户 ，A 的优先级为 1，D 的优先级为 2； 对于小区 的边缘用户 ，B 的优先级为 1，D 的优先级为 2； 对于小区 的边缘用户 ，C 的优先级为 1，D 的优先级为 2，具体如图 2 所示 ，当各类小区边缘用户数目或业务量
11、较小时 ，各自可以使用相互不重叠部分的频域资源 ， 即采用各自优先级为 1 的资源块 ，这图 1 小区模型及其频域资源分配示意252电 信科学 2010 年第 11A 期(b)小区边缘用户使用资源的优先级图 2 小区用户使用资源优先级(a)小区中心用户使用频域资源的优先级个时候由于边缘用户相互之间使用不同的资源块 ，所以边缘用户相互之间几乎不存在干扰 ， 则不需要进行功率控制 。 当边缘用户的数目或业务量增加而且优先级为 1 的频域资源不够使用时 ， 可以使用相互之间共用的频域资源D，这个时候 ，由于边缘用户可能会都使用资源块 D，所以相互之间出现干扰的可能性就很大 ，这种情况下就要采用相应的
12、功率控制技术 。 总之 ，对边缘用户采用这样的资源分配方法 ，一方面边缘用户在业务量或数目的增加的情况下可以是用的频域资源也相应增加 ，这就保证了边缘用户的性能 ；另一方面 ，保证了边缘用户数目或业务量不是很大时的性能 。第三 ，图 1 中所示的资源块 ABCD 部分的大小是半静态变化的 ，其中 D 的大小为 X，A、B 和 C 的大小为 (N+2X)/3，也就是说总的可用资源 N 是固定的 ，而资源块 D 的大小 ，也就是 X 的取值是相应有所变化的 。当边缘用户数目或业务量相有一定的增加时 ，X 的值相应的变大 ， 此时 (N+2X)/3的值也相应变大 ，即小区边缘可以使用的频域资源相应的
13、有所增加 。 当边缘用户数目或业务量有一定的减少时 ，X的值相应的变小 ，此时 (N+2X)/3 的值也相应变小 ，即小区边缘可用的频域资源相应有所减少 。 当然 ，边缘用户可以使用的最少的频域资源为 N/3，此时 ，边缘用户之间可以使用的资源互不重叠 ，相互之间不存在干扰 。 总之 ，采用该种半静态资源分配方法可以根据边缘用户数目或业务量作相应变化 ，保证了在边缘用户数目较少时 ，小区之间不存在干扰 ，换句话说保证其业务质量 ；另一方面在用户数增加时 ，可以使用的频域资源增加 ，保证了边缘用户的吞吐量 。3 仿真及其分析我们对本文提出的半静态干扰协调方案进行了仿真研究 ，系统的仿真参数按照
14、LTE 协议的规定及建议设置 。从图 3 可以看出 ，macro and shadow fading 以及 macrofading only 相比 ， 本文提出的干扰协调方案使得对边缘用户的信噪比得到大大的提高 ，因此对与边缘用户的性能有着很大的提升 ，从而在一定程度上保证了边缘用户的服务质量以及可靠性 。如图 4 所示 ，系统的吞吐量波动范围为 2.6 Mbit/s3.5Mbit/s，可以看出 ，由于采用了相应的小区间干扰协调技术使得系统的整个吞吐量保持在一个稳定的范围 。 同时由于提升了小区边缘用户的信噪比 ，使得边缘用户的 BLER 得到了抑制 ， 图中系统的 BLER 的值始终保持在小
15、于 0.1 的范围之内 。如图 5 所示 ， 在没有采用小区间干扰协调技术时 ，随着系统中用户数目增加时 ，系统吞吐量在整体上有下降趋势 (仿真时 UE 的初始位置随机 )。 当仿真中加入了本文提图 3 目标小区 SINR 的 CDF 示意 图 4 25 用户 、50 TTIs 时的系统吞吐量与 BLER253研 究与开发图 5 系统中不同用户时的吞吐量示意A Semi-Static Inter-Cell Interference CoordinationScheme in LTE SystemLi Danhua，Yu Jianguo(Beijing Northern Fiber Home T
16、echnologies Co.,LTD，Wuhan Research Instituteof Post and Telecommunication，Beijing 100085，China)Abstract In order to improve the edge-users performance under the purpose of making best use of the frequency resource inLTE system，this paper presents a Semi-Static Inter-Cell Interference Coordination scheme from the point of Radio ResourceManagementThe high layer allocates different frequency res
