伍爽　韓哲鑫

摘 要 多點協(xié)作傳輸（CoMP）技術(shù)是指通過基站之間的信息共享來完成基站之間的信息的協(xié)作，從而更好的抑制小區(qū)之間的干擾。本文在對CoMP技術(shù)進行概述的基礎(chǔ)上，對其研究意義、傳輸模式、優(yōu)勢和面臨的挑戰(zhàn)方面對其進行介紹。

關(guān)鍵詞 多點協(xié)作傳輸技術(shù) CoMP

中圖分類號：TN929.5 文獻標(biāo)識碼：A

1 CoMP技術(shù)產(chǎn)生背景

平坦衰落信道中，多入多出（MIMO）技術(shù)可在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下，成倍提高頻譜利用率。另一方面，正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)將信道分成若干正交子信道，在每個子信道上進行窄帶調(diào)制和傳輸，將頻率選擇性信道轉(zhuǎn)化為若干個平坦衰落信道。因此MIMO-OFDM已被認(rèn)為是新一代無線通信系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)。然而，OFDM技術(shù)將小區(qū)內(nèi)用戶數(shù)據(jù)調(diào)制到相互正交的子信道上發(fā)送雖然消除了小區(qū)內(nèi)干擾，但卻無法有效抑制小區(qū)間干擾。

因此，在基于MIMO-OFDM的LTE-A系統(tǒng)中，如何抑制小區(qū)間的干擾已成為一個亟待解決的問題。對于傳統(tǒng)的干擾受限系統(tǒng)來說，用戶僅由一個基站為其提供服務(wù)，相鄰小區(qū)的信號被當(dāng)作干擾信號，尤其是處于小區(qū)邊緣的用戶，收到來自其它小區(qū)的干擾特別嚴(yán)重，從而導(dǎo)致邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量較差。協(xié)作多點傳輸技術(shù)將多個基站協(xié)作，通過在協(xié)作基站簇之間共享信道狀態(tài)信息和調(diào)度等有用信息，將傳統(tǒng)的干擾受限系統(tǒng)拓展成協(xié)作式無線電系統(tǒng)。

2 CoMP研究的意義

協(xié)作多點傳輸（CoMP）通過對相鄰的基站進行協(xié)同，可以實現(xiàn)多個接入點的信號的收發(fā)協(xié)作，可以有效降低干擾、提高系統(tǒng)容量、改善小區(qū)邊界的覆蓋和用戶數(shù)據(jù)速率，特別對小區(qū)邊界用戶的性能改善十分有效。該技術(shù)僅需有限的基站間信息交互，具有實現(xiàn)簡單、系統(tǒng)需要較低等優(yōu)勢。CoMP技術(shù)與其他單基站MIMO技術(shù)的共存和自適應(yīng)模式切換將會充分發(fā)揮MIMO技術(shù)在各種環(huán)境和業(yè)務(wù)需求下的作用。

協(xié)作多點傳輸技術(shù)相比傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)，同來會引入一些需要進一步解決的問題主要體現(xiàn)在下述幾個方面：需要集中調(diào)度和聯(lián)合處理的單元；對（光纖）傳輸網(wǎng)的要求更高；基帶處理算法的復(fù)雜度和系統(tǒng)開銷大大增加；對多天線的信道估計算法和導(dǎo)頻設(shè)計提出挑戰(zhàn)。某些額外的測量、反饋以及基站間的信令交互是基站協(xié)作CoMP正常工作的前提條件，也是實現(xiàn)CoMP技術(shù)的潛在的設(shè)計問題，更進一步的分析視不同的具體實施方案而定。

3 CoMP的傳輸模式

根據(jù)協(xié)作基站之間是否進行用戶數(shù)據(jù)共享，可以把CoMP技術(shù)分為兩類：一種需要協(xié)作基站之間共享用戶數(shù)據(jù)的，稱為聯(lián)合傳輸（Joint Processing）；另一種是不需要基站共享用戶數(shù)據(jù)的，稱為協(xié)作調(diào)度/波束成型（Coordinated Scheduling），此時用戶只由單個基站提供服務(wù)。

3.1 CS/CBF模式

協(xié)作調(diào)度（CS）通過相鄰多小區(qū)的協(xié)作，利用合理的聯(lián)合調(diào)度算法，對系統(tǒng)資源有效分配，避免小區(qū)邊緣用戶使用的資源在時/頻域上的沖突，用戶只由主服務(wù)基站提供服務(wù)。

協(xié)作波束成型（CBF）在多個基站之間通過共享的調(diào)度信息，各基站對服務(wù)用戶的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。CBF與聯(lián)合發(fā)送的區(qū)別在于：CBF中經(jīng)過預(yù)處理的數(shù)據(jù)由主服務(wù)基站單獨發(fā)送，而并不由協(xié)作的基站簇共同發(fā)送，這可以大大減小基站間的信息交互。

3.2 JP模式

對于JP模式來說，協(xié)作簇內(nèi)的基站不僅需要同協(xié)作基站共享信道信息，還需要同協(xié)作基站共享用戶信息。然后，不同的基站根據(jù)共享的用戶和信息信息來完成對協(xié)作簇內(nèi)用戶的服務(wù)。協(xié)作簇中的基站可能同時服務(wù)一個或多個用戶。

4 CoMP的優(yōu)勢

協(xié)作多點傳輸通過對部署在相鄰區(qū)域的基站的協(xié)作，可以完成對多個接入點信息的收發(fā)進行協(xié)調(diào)，通過基站之間的協(xié)作可以有效的降低小區(qū)邊緣用戶所受到的干擾，提高系統(tǒng)容量、改善小區(qū)邊界的覆蓋和用戶數(shù)據(jù)速率，特別對小區(qū)邊界用戶的性能改善十分有效。CoMP的優(yōu)點具體體現(xiàn)為：

（1）提升服務(wù)品質(zhì)。即便是在蜂窩邊緣，CoMP技術(shù)也可為手機到網(wǎng)絡(luò)的上行傳輸提供穩(wěn)定的高傳輸率

（2）CoMP技術(shù)在應(yīng)用過程中對于天線的部署和定位上區(qū)別于傳統(tǒng)MIMO方式。在傳統(tǒng)MIMO中，多個天線被部署在同一地點。而對于CoMP技術(shù)來說，主要是對那些被部署在相鄰的多個地點的基站天線進行互聯(lián)。這樣可以使用一個大容量的基站和若干拉遠(yuǎn)的天線（BBU+RRU）進行大范圍的覆蓋，實現(xiàn)基站資源的共用。

（3）對多個接入點的信號的發(fā)送與接收進行緊密協(xié)調(diào)，可以在抑制小區(qū)間干擾的同時提高有用信號功率，從而具有降低干擾、提升效率優(yōu)點。

5 CoMP面臨的挑戰(zhàn)

從協(xié)議的設(shè)計方面看：由協(xié)作引入的基站間交互的信令如何設(shè)計？協(xié)作的多個基站與用戶之間的參考信令如何設(shè)計？FDD系統(tǒng)中下行信道信息如何反饋？

從系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜度方面看：CoMP對（光纖）傳輸網(wǎng)的要求更高、對調(diào)度器的處理能力要求更強。

綜上，一方面CoMP技術(shù)能從本質(zhì)上提高系統(tǒng)性能，另一方面，為了獲得明顯的CoMP增益系統(tǒng)的計算復(fù)雜度和精度都需要有大的提升。如何在這兩方面間取得一個折中，是一個非?，F(xiàn)實和亟待進一步研究的問題。

參考文獻

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