LTE-Advanced中CoMP-JP技術(shù)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(shù)應運而生。CoMP分為聯(lián)合處理和協(xié)作調(diào)度/波束成形。本文主要關(guān)注CoMP聯(lián)合處理技術(shù)。CoMP-JP技術(shù)可以有效地提高小區(qū)邊緣用戶的通信質(zhì)量，促進了小區(qū)內(nèi)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(shù)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(nèi)容應用到高速鐵路移動通信和異構(gòu)網(wǎng)絡移動通信這兩種實際的通信場景之中。論文研究內(nèi)容如下：
　　1、研究了小區(qū)線性排列時CoMP-JP技術(shù)中的協(xié)作區(qū)域與非協(xié)作區(qū)域的劃分問題?？紤]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(shù)來綜合評價CoMP-JP技術(shù)的優(yōu)缺點，得到了CoMP-JP的效用函數(shù)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(shù)與協(xié)作區(qū)域劃分半徑的關(guān)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(shù)值結(jié)果驗證了效用函數(shù)與協(xié)作區(qū)域劃分半徑的關(guān)系，通過數(shù)值結(jié)果可以看出當用戶在小區(qū)內(nèi)的分布為高斯分布時，劃分半徑的單位變化對CoMP性能函數(shù)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(shù)的優(yōu)化問題。考慮一個多用戶小區(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(shù)時系統(tǒng)的能效與相鄰基站的個數(shù)成反比例關(guān)系。然后，研究了采用CoMP聯(lián)合傳輸技術(shù)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(shù)目關(guān)系，并分別提出了尋找最優(yōu)協(xié)作基站數(shù)目和最優(yōu)劃分半徑的算法。仿真結(jié)果表明若協(xié)作基站的數(shù)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(shù)目與協(xié)作區(qū)域半徑有一定關(guān)系。
　　3、研究了CoMP-JP技術(shù)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(shù)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(shù)時的多普勒頻移估計算法。仿真結(jié)果表明利用CoMP-JP技術(shù)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(shù)在異構(gòu)網(wǎng)絡移動通信中的一種應用方案。在異構(gòu)網(wǎng)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。考慮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(nèi)的用戶共同傳輸數(shù)據(jù)?；谏厦嬗嘘P(guān)能效的理論研究，建立了系統(tǒng)的能效與Pico基站個數(shù)的關(guān)系的優(yōu)化模型。仿真結(jié)果表明，當Pico基站的數(shù)目小于一個門限值時，系統(tǒng)的能效隨著Pico基站數(shù)目的增多而逐漸增大，當Pico基站的