先进无线协作通信技术-chinaxiv

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1、第9卷第2期信息技术快报Vol.9No.2InformationTechnologyLetterMar.2011先进无线协作通信技术周恩周一青石晶林摘要：有限的无线资源与不断增长的无线业务需求成为越来越突出的矛盾。怎样进一步提高频谱使用效率已成为未来无线技术研究的重要课题。受频谱资源以及独立优化架构的限制，现有的无线网络将很难进一步提高空中接口的频谱效率和网络的整体性能。为从根本上提高无线频谱利用的效率，需要使网络中的各元素进行智能协作，从而达到网络资源共享、提高传输可靠性和系统吞吐量、有效改善用户服务质量。这就是先进无线协作通信技术。本文对无线协作通信技术进行了较系统的总结和介绍。关键

2、词：无线系统协作通信协作互助宽带通信1引言以移动通信、宽带无线接入等为代表的无线网络已成为重要的高新技术支柱产业。然而，已有的和即将推出的系统在无线资源综合优化利用等方面存在局限性，仍然不能很好地解决有限的频谱资源与迅速增长的业务需求之间的矛盾，由此产生的无线通信瓶颈问题日益突出。传统的无线通信体系框架主要基于资源独立优化的使用模式，在此基础上演进和发展的技术具有局部优化的特征，进一步提升频谱资源利用率的空间已非常有限。解决无线通信瓶颈问题，需要从根本上提高无线频谱资源利用的有效性。先进无线协作通信技术通过合理地利用包括空间、频率、时间、信号、功率、终端和网络等资源，最大限度提高频谱效率

3、和资源共享系统容量，成为解决宽带无线通信瓶颈最具希望的途径和手段。协作通信的范围非常广泛。根据参与协作的网络元素不同，可大致分为基站间的协作、基站与终端间的协作、终端间的协作以及异构网络间的协作服务等。chinaXiv:201703.00224v1协作传输为无线协作通信下的具体信号传输技术，它包括协作传输的建立机制、传输策略、编码策略、协作目的、利用的分集等许多方面，如图1所示。协作传输的目的可以是用户受益，即改善某一特定用户链路的性能；也可以是系统受益，即提高整个系统的性能。可以静态地进行协作，图1.协作中继传输技术分类也可以动态地自适应协作，显然后者可以获得更好的性能。12无线通信系

4、统为干扰受限系统，以LTE/LTE-A为例，其多小区间干扰为制约进一步提1LongTermEvolution,长期演进，是第三代移动通信系统（3G）的演进升级版本，是3G与4G技术之间的过渡，常称为3.9G技术。它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。从技术上讲，是革命而不是演进。47先进无线协作通信技术升系统频谱效率的最大障碍。受多小区间干扰的影响，网络提供的服务随位置的不同呈现极大的差异性，使得网络容量与用户间公平性成为一对不可调和的矛盾。协作通信打破了传统网络独立优化的机制，可以有效地改善或解决这些棘手的问题。下面，将主要以LTE-A系

5、统为例，分类系统介绍先进无线协作通信技术。2基站之间的协作随着LTE-A的提出，人们对小区平均频谱效率和小区边缘频谱效率越来越重视。相比较而言，小区边缘的频谱效率最受人们关注。这主要是因为LTE-A系统的上下行都是以正34交频分复用(OFDM)为基本多址复用方式的频分系统。与以码分多址（CDMA）为基本多址复用方式的第三代移动通信系统（3G）不同，LTE-A系统没有处理增益，小区内部因为完全频分正交，几乎没有干扰问题，但在小区边缘处的干扰处理相对棘手。5多点协作传输技术（CoMP）是利用多个小区的发射天线协作传输来使小区边缘处无线链路可以支持较高容量和可靠传输，有效解决小区边缘干扰问题，

6、同时提高系统平均频谱效率。多点协作联合传输的方式主要可以分为两类：信号相关的传输方式和信号非相关的传输方式。相关的传输方式是指要求各个节点传输的信号在接收方具有一定的相关特性，从而使得各信号能够获得较大的合并增益；非相关的传输则不需要考虑信号在接收方的相关特性，其主要获得的是分集增益。eNB1eNB1UE1UE1eNB2eNB2UE2UE2eNB3eNB3UE3H11,H12,H13发送路径H21,H22,H23发送路径UE3chinaXiv:201703.00224v1H21,H22,H23发送路径（a）集中式CoMP架构（b）分布式CoMP架构图2.多点协作传输技术（CoMP）架构*

7、图中Hi,j为第i个用户终端到第j个基站的信道信息对解决蜂窝网络中的小区间干扰问题，无论下行还是上行，基站间协作都是一种极具潜力的技术。在下行，多个基站进行协作式的多点信号传输，在上行，多个基站进行协作式地2LTE-Advanced,为LTE的演进，是4G技术的一种。它满足ITU-R的IMT-Advanced技术征集的需求，是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。是一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进