LTE-Advanced中CoMP-JP技術研究及應用.pdf

1、為了改善小區(qū)邊緣用戶的通信性能，CoMP（Coordinated Multiple Points Transmission/Reception）技術應運而生。CoMP分為聯(lián)合處理和協(xié)作調度/波束成形。本文主要關注CoMP聯(lián)合處理技術。CoMP-JP技術可以有效地提高小區(qū)邊緣用戶的通信質量，促進了小區(qū)內用戶通信的公平性。但是協(xié)作的基站之間需要相互交換信息，增加了額外的消耗，優(yōu)缺點并存。
　　論文研究了CoMP-JP（Joint Pr

2、ocessing）技術中的協(xié)作區(qū)域與非協(xié)作區(qū)域的劃分問題以及基于能效的多點協(xié)作傳輸問題，并將研究的內容應用到高速鐵路移動通信和異構網絡移動通信這兩種實際的通信場景之中。論文研究內容如下：
　　1、研究了小區(qū)線性排列時CoMP-JP技術中的協(xié)作區(qū)域與非協(xié)作區(qū)域的劃分問題。考慮三個小區(qū)線性排列，定義了一個以協(xié)作區(qū)域劃分半徑為變量的效用函數來綜合評價CoMP-JP技術的優(yōu)缺點，得到了CoMP-JP的效用函數的優(yōu)化模型。分別考慮小區(qū)用戶均

3、勻分布、高斯分布兩種情形，分析效用函數與協(xié)作區(qū)域劃分半徑的關系，證明了最優(yōu)解的存在，并提出了一種迭代算法，尋找此最優(yōu)解。最后數值結果驗證了效用函數與協(xié)作區(qū)域劃分半徑的關系，通過數值結果可以看出當用戶在小區(qū)內的分布為高斯分布時，劃分半徑的單位變化對CoMP性能函數的影響比均勻分布的影響更大。
　　2、研究了基于能效的CoMP-JP技術的優(yōu)化問題?？紤]一個多用戶小區(qū)周圍有多個小區(qū)基站可以參與協(xié)作通信，建立了CoMP-JP的能效優(yōu)化問題

4、。首先分析了不采用CoM-JP技術時系統(tǒng)的能效與相鄰基站的個數成反比例關系。然后，研究了采用CoMP聯(lián)合傳輸技術時系統(tǒng)的能效，通過優(yōu)化問題簡化，分析了系統(tǒng)的能效與協(xié)作基站數目關系，并分別提出了尋找最優(yōu)協(xié)作基站數目和最優(yōu)劃分半徑的算法。仿真結果表明若協(xié)作基站的數目過小或過大，系統(tǒng)的能效不高；同時最優(yōu)協(xié)作基站的數目與協(xié)作區(qū)域半徑有一定關系。
　　3、研究了CoMP-JP技術在高鐵移動通信中的一種應用方案。在高鐵移動通信中，往往存在著越

5、區(qū)切換和多普勒頻移問題嚴重影響了用戶通信的性能。首先建立了CoMP的效用函數與相鄰小區(qū)最大重疊距離之間的優(yōu)化模型。通過理論分析可知，此最大重疊距離存在最優(yōu)值，使得在高鐵通信中采用CoMP聯(lián)合處理時系統(tǒng)的整體性能最優(yōu)，提出了一種尋找這種最大重疊距離的算法。另外，還提出了一種高速鐵路通信中采用CoMP-JP技術時的多普勒頻移估計算法。仿真結果表明利用CoMP-JP技術方案有效提升系統(tǒng)的高鐵通信中的小區(qū)的容量，降低了誤碼率。
　　4、研

6、究了CoMP-JP技術在異構網絡移動通信中的一種應用方案。在異構網絡通信中，往往存在許多種不同類型的基站，這些基站的發(fā)送功率各不相同?？紤]了一個宏基站與若干個Pico基站共處于同一個小區(qū)之中，宏基站和Pico基站為微微小區(qū)內的用戶共同傳輸數據?；谏厦嬗嘘P能效的理論研究，建立了系統(tǒng)的能效與Pico基站個數的關系的優(yōu)化模型。仿真結果表明，當Pico基站的數目小于一個門限值時，系統(tǒng)的能效隨著Pico基站數目的增多而逐漸增大，當Pico基站的