TD-LTE-A系统中多点协作波束赋形技术的研究.pdfVIP

TD—LTE—A系统中 多点协作波束赋形技术研究 张玉环王萍萍 南京邮电大学通信与信息工程学院，南京，210003 内用户问的干扰，但是对于小区间干扰(ICI)即小区边缘用户之间的干扰无法解决。因此，多点协 作技术(CoMP)应运而生，CoMP技术能够有效地提高系统的平均吞吐量同时能够提高边缘用户的 吞吐量，而且此技术适用于上下行链路。CoMP技术通过联合处理小区同干扰来完成上述功能，与 此同时也给系统带来了更多的复杂性。尽管如此，但是其对于系统容量及覆盖率的提高具有很大 的意思，因此，CoMP技术既具有研究意义。本文主要研究下行链路中多点协作波束赋形技术，并 研究一种特殊的多流赋形方案。本文也介绍了所提协作方案与LTERd．8非协作方案的系统级性 能评估，说明了此方案能够明显的提高系统平均吞吐量和边缘用户吞吐量。 关键词LTE—A，正交频分多址，多点协作，波束赋形 1 引 言 当前，CoMP技术大致可以分为两大类：联合传输和波束赋形(见图1)。下面分另0介绍两 类技术： a l l联合传输／处理 f b)协作调度／Beamforming 圈1 CoMP的两大技术示意圈 (I)联合传输(CoMP—JrI) 联合传输方案如图l(a)所示，这中方案需要共享的信息有整个系统的信道状态信息和所 有用户的数据信息。在TDD系统中，eNB可以利用信道的互逆性来共享信道状态信息(CS!)， 而用户数据信息的共享有用户反馈来获取，在FDD系统中由于信道不可逆，所以信道状态信 息和用户数据信息都有用户通过通过上行信道反馈给基站，因而给系统链路带来了严重的过 载负担。 129 (2)波束赋形(CoMP—CBF) 其工作方式如图l(b)，与联合传输方案相比，波束赋形方案具有较小的反馈量，此方案不 需共享用户数据信息，而是只共享信道状态信息，CSI的共享只是基站之间共享，不涉及基站 与用户之间的共享。因此系统链路的开销大大减小。 协作系统和非协作系统的系统级性能评估，此性能评估证明了CoMP—CBF方案能有效地提 高系统的平均吞吐量和边缘用户的吞吐量。 2 CoMP—CBF传输方案 对于CoMP—yr方案，传送给一个用户的数据同时有多个基站来传输，这样可以有效地增 强用户端接收到的信号质量并且能消除其他用户的干扰。此外，考虑到基站间信息交换的复 杂性和反馈链路的有限容量，对于LTERel．10中的CoMP，只有站间的Ⅱ技术被采用，任何支 持多厂家eNBCoMP的)(2通信接口协议新标准都不被接受…。 但是，如果系统复杂性和x2接口开销不是那么苛刻的话，CoMP—JT能提高系统增益。 CoMP—J1’方案的详细实现如下： ①用户测量参考信号接受功率(asp,P)并选择服务小区； ②用户估计CSI并反馈4一bitCQI给服务小区； ③用户通过上行链路传输导频参考信号(SRS)的可逆性，eNB能通过得到下行链路的状 态信息和用户信息； ④协作的基站之间通过x2接VI交换信道和CQI信息给联合处理器； ⑤联合处理器按照某些算法调度协作区内的用户； ⑥根据调度的结果，再选择合适的预编码算法来抑制小区间干扰； ⑦在协作基站之间联合调度器交换相应的预编码矩阵； ⑧eNB在协作集中传输用户数据。 对于CoMP—CBF方案，发送给一个用户的数据只有协作集中的一个基站传输。此方案 的系统性能可能没有CoMP—JT方案的好。但是，此方案的系统复杂性和x2的接口开销要比 CoMP一；IT方案小的多。而且，现实情景中，联合处理器用来选择调度决策所需要的CSI并不 好得到而且由于估计误差和反馈时延得到的信息并不理想。 CoMP—CBF方案的详细实现如下： ①户测量参考信号接受功率(asP,P)并选择服务小区； ②用户估计信道状态信息并反馈4一bitCQI给服务小区； ③用户传输上下导频信号(sas)，利用信道的可逆性，eNB