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3 多点传输技术及其经典算法
3.1 引言
MIMO技术经过多年的发展，从点对点的单链路到单小区多用户均取得了巨大的进展。 但随着MIMO研究的深入，我们发现来自邻近小区的同频干扰会使MIMO技术所具有的高频谱优势遭到严重削弱，成为一个干扰受限系统。而CoMP是一种能有效抑制小区间干扰的技术，因此本章研究了CoMP的系统模型、分类、协作方式、反馈机制等，并讨论了几种经典的波束成形算法、有限反馈技术。
3.2 协作多点传输技术
根据3GPP TR 36.814中的定义，协作多点传输技术指的是多个地理位置相互独立分散的传输点之间的动态协作，是一种适用于高负载和低负载场景、用于改善小区高数据速率的覆盖范围、改善小区边缘吞吐量或增加系统吞吐量的重要工具。
其主要思想是多个小区基站协作可以将干扰信号作为有用信号加以利用，从而降低小区间的干扰，提高系统的频谱利用率。
下面是CoMP的概念中的一些基本术语[5]：
（1） 服务小区（Serving cell）：传输物理下行控制信道（PDCCH，Physical
Downlink Control Channel）分配的单个小区。
（2） CoMP协作集合（CS，CoMP cooperating set）：物理上独立的多个传
输点的集合，直接或间接地参与对某个用户的物理下行共享信道（PDSCH，Physical Downlink Shared Channel）传输。该点集对于用户来说是透明的。
（3） CoMP测量集(CoMP measurement set)：关于需要报告其对用户的链
路相关信道状态或统计信息的小区的集合，它可以与CoMP协作集相同。
3.2.1 协作多点传输的系统模型
CoMP技术可达到在不增加移动终端天线数目情况下，获得和传统MIMO一样的分集效果。即该技术通过多点（基站、用户、中继节点等）协作，构成一个虚拟的MIMO系统，可以在多个小区间共享信道和数据信息，并在这些信息的基础上优化多个小区的整体系统性能，从而提高小区吞吐量，尤其是小区边缘吞吐量。图3.1是CoMP系统模型。
图3.1 CoMP系统模型
3.2.2 协作多点传输技术的分类
CoMP技术根据基站端是否共享用户数据信息，可以分为协作调度/波束成形（CS/CB，Coordinated Scheduling/Beamforming）和联合处理（JP，Joint Processing）两种。CS/CB只共享信道信息，不共享数据信息。而JP不仅共享信道信息，还共享数据信息。
协作多点传输技术两种情况的简单分析：
(1) JP，用户由协作的多个基站共同服务，即从多个传输节点同时传输单用
户的数据，且这多个小区传输给目标用户的信息是相同的，因此不仅提高了接收信号的质量，而且把对其它用户的干扰减小了。也就是说，不同的传输节点共同传输一个用户的数据，并且在协作的基站端通过联合处理消除用户间干扰，将干扰信号作为有用信号加以利用，从而有效利用小区间的干扰，变干扰为协作，提高了小区边缘用户的服务质量和吞吐量，同时提高了系统的频谱利用率。从这个点可知，JP不仅需要基站间共享信道信息，而且需要在基站间共享用户数据信息。
(2) CS/CB，所要传输的数据信息只能由服务小区所在的基站进行发送，如
何调度和如何进行波束成形则是由多个传输节点共同决定的。用户只由单个基站提供服务，通过对系统资源有效分配，减小相邻小区边缘区域使用的资源在时间、频率或者空间上的冲突，从而在尽可能保持系统高频谱利用率的基础上避免小区间干扰，提高信号的接收信噪比。因此CS/CB只需要共享信道信息，不需要在基站间共享用户数据信息。但是CS是通过调度将小区边缘可能相互干扰的频率资源分配给其他用户，从而抑制干扰，而CB是给小区边缘用户只发送单一方向的波束，是从空间上将二者分离，从而降低相互之间的干扰。
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