LTE-A中协同多点传输的联合处理预编码方法

协同多点传输(CoMP)是围绕LTE-A的目标而提出的通过基站内不同远程射频单元(RRU)协作、基站和其所属中继协作和基站间协作等多种多点协作方式,减小小区边缘干扰、提高小区边缘频谱效率、增加有效覆盖的技术措施。CoMP中的联合处理技术(JP)对系统性能的提升最大,JP对性能提升的主要途径是基于信道信息的预编码技术。在不同的CoMP场景下,各种预编码方式各有优劣。越来越多的研究更集中于从压缩反馈量和优化码本设计两个角度来实现预编码的优化。

协同多点传输技术在5G中应用探讨

移动通信无线网络小区覆盖边缘通常也是多小区重叠覆盖区域,该区域信号强度弱,无主导小区干扰严重,极大影响小区边缘用户感知。由于5G网络采用同频组网并且采用了波束赋形窄波束技术,在提高覆盖同时小区重叠覆盖区相比其它制式网络变得更大、干扰更加严重,极大影响了边缘用户体验。随着5G站点密度增加,该问题日趋严重,亟待解决。协同多点传输技术(CoMP)可有效解决上述问题,将干扰信号变为有用信号,提升该区域用户体验。在介绍技术原理的前提下,对该技术优缺点以及应用场景、部署方式进行介绍,最后通过测试数据证明该技术的有效性。

协同多点传输中迫零预编码和天线选择技术

MIMO无线传输技术极大地提高了系统的容量.在实际通信系统中,整个网络是一个干扰受限的系统,小区间干扰对MIMO系统传输的影响是显著的,每个相邻小区的基站天线都可以看成一个干扰源.由于基站端数据处理能力的提升和回程容量的增加,多个小区协同多点传输技术引起了人们的广泛关注.目前的大部分工作都是集中于研究系统的容量(吞吐量),而在实际系统中,每个用户的接收等效信噪比(即公平性)对系统的性能如误帧率等有重要的影响.对于每个用户为单天线的情形,研究了总功率受限和每天线功率受限下采用迫零预编码的系统容量和公平性.对两种功率约束条件下的公平性进行了分析,得到了公平性算法的闭式表达式.当每个用户为多天线的情形,为了降低计算的复杂度,引入了信道范数最大的接收天线选择算法,把每个用户为多天线的情形转化成等效的每个用户单天线情形,推导的每用户为单天线的公平性算法仍然适用.仿真结果显示,采用迫零预编码的多小区协作可以使系统性能显著提升.在相同的迫零预编码下,不同的功率分配策略对系统的容量和公平性有显著的影响.和用户为单天线相比,采用天线选择算法可以提升系统的容量和公平性.考虑了用户公平性时的吞吐量和最大系统吞吐量之间的折中关系,并给出了仿真结果.

智能反射面辅助的非正交多址系统协作多点传输方案研究

智能反射面(Intelligent Reflection Surface,IRS)和非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)被认为是6G的关键创新型技术,将两者融合可以大幅提高通信系统的频谱效率与能量效率。文中针对IRS辅助的双小区协作多点与非正交多址接入融合系统展开研究,具体地,将IRS部署于两小区中间的小区边缘附近,用来提升边缘用户的信号质量。在考虑用户服务质量(Quality of Service,QoS)与基站发射功率限制的条件下,建立了最大化小区边缘用户可达速率的优化问题。由于该问题是非凸的,很难直接求解,将此问题分解为两个子优化问题,采用交替优化算法进行求解。具体地,采用二分法解决功率分配系数优化问题;采用均方误差(Mean-Square Error,MSE)方法将优化问题转化为等效形式,再通过最大最小化(Majorization-Minimization,MM)算法进一步解决相移优化问题。仿真结果显示,所提出的解决方案使得边缘用户可达速率明显高于其他基准方案。

基于多点协同中继的无线传输技术

多点协同中继的无线传输技术作为LTE-Advanced系统中主要的新技术,对于扩大网络边缘覆盖、保证边缘用户服务质量有着至关重要的作用。文章主要介绍了多址接入、多用户协作通信、无线衰落信道和IDMA这几个多点协同中继无线传输中的关键技术。

基于MM算法的智能反射面辅助NOMA系统协作传输方案设计

智能反射面(IRS)被视为第六代移动通信系统的尖端和革命性技术。文中研究了IRS辅助的协作多点与非正交多址接入(CoMP⁃NOMA)融合系统的上行发射功率最小化问题。具体地,将IRS部署在两小区的边缘,用于提升边缘用户的传输性能。为了解决提出的功率最小化问题,文中利用发射功率与相位偏移之间的关系,将功率分配和相位偏移联合优化问题转化为纯相移优化问题。然而,由于恒模约束,转化后的相移优化问题仍为非凸问题,因此,提出了一种基于MM算法的相移优化方案。仿真结果表明,在相同的测试条件下,所提出解决方案的传输功耗明显低于其他基准方案。

一种超密集异构网中联合干扰协调方法研究

针对5G超密集异构网中严重的跨层干扰问题,该文提出一种基于现有的增强型小区间干扰协调技术和协同多点传输技术的联合干扰协调方法。运用随机几何理论工具推导了两层超密集异构网下用户的中断概率,频谱效率和网络平均遍历容量表达式。仿真结果表明:该文提出的联合的干扰协调方案,相比于传统协同多点传输技术,不仅降低了协作用户数目,同时使得用户在信干比阈值为0 dB时的中断概率降低了15%;相比较于增强型小区间干扰协调技术,在偏置值为10 dB时,扩展区域的用户频谱效率改善为35%,整个网络平均遍历容量提升了3.4%。

面向能耗效率优化的CoMP系统频谱效率性能分析

CoMP技术可以有效的降低无线通信系统能耗,提高系统能耗效率。针对现有利用Co MP技术提升能耗效率的研究中忽视频谱效率的问题,对提升能耗效率过程中的频谱效率变化趋势进行了分析及仿真验证,并对该场景下能耗效率与频谱效率变化趋势的关系进行了分析。仿真验证表明,通过CICA方式提高系统能耗效率是以牺牲系统的频谱效率为代价的,但当Co MP的区域占所有区域的比例为35%或参与Co MP的基站数量设置为4时,单位频谱效率对提高能耗效率的贡献接近极限。

基于带内自回传小基站系统的干扰抑制方案

基于带内自回传小基站系统,提出一种以用户为中心动态成簇的部分协作干扰抑制方案.根据带内自回传小基站复用接入与回传无线资源的特点,形成以最大化系统下行接入链路吞吐量为目标,联合回传链路资源分配与接入链路预编码设计的优化问题.由于所提问题难以获得最优解,基于凸松弛和分块坐标下降方法,提出一种次优的迭代求解算法.仿真结果表明所提算法能根据回传速率调整协作簇的大小,均衡小基站回传负载,提升系统接入链路的吞吐量.

LTE系统中JP-CoMP预编码的优化算法

CoMP中的联合处理技术(JP)的引入对LTE-A系统性能有明显的提升,JP对性能提升的主要途径之一是基于信道信息的预编码技术。预编码技术能够根据估计出的信道状态在发送端对发送信号做出相应的预补偿,从而显著提高系统接收性能。本文对目前的常用MMSE和SLNR预编码算法进行了分析,并在此基础上提出两种优化的预编码算法——BDMMSE和SLNRZF。仿真结果表明:两种优化的算法可以有效地消除用户本身天线之间的干扰以及用户间的干扰,提高了系统抗噪声性能,从而显著提高了系统的频谱效率。

分布式CoMP系统中联合预处理方法研究

在分布式多点协同传输系统中,为进一步提升小区边缘用户接收性能和提高频谱利用率,提出一种联合预处理方法。该方法采用预编码和空时编码相结合的联合编码模型。在分布式天线系统的各远端天线单元(RAU)根据信道状态好坏,形成针对用户传输的协作集合。协作集合中各RAU采用相应的预编码规则对同一用户数据进行预处理,并通过空时分组码的方式发送数据。协同的各RAU进行联合传输,用户端使用最大比合并的方式接收。仿真实验结果表明,该方法能有效地改善系统误码率性能,提高边缘用户接收可靠性。

协作通信系统网络演进与干扰分析

频分设计方法牺牲了3G系统中固有的宏分集增益而使得长期演进(LTE)技术不能发挥最大优势,因此在LTE的演进LTE-A中提出了协作通信技术。系统级协作通信把性能提高到极致。为了获得系统级增益,取得更高的频谱效率、更可靠的性能,需要采用协作通信技术。在LTE-A中引入了多点收发、智能中继、协作天线等多种技术,增大了系统的覆盖能力,并且使得用户终端平稳切换,在切换区域的流量增大及服务质量更好。

基于5G通信的无线网络智能抗干扰技术分析研究

如何实现抗干扰的智能管理,是5G技术发展中必须要攻克的难题之一。首先介绍了无线网络抗干扰管理的常用技术,包括网络编码、干扰迁移、多点协同传输等。这些技术在4G时代就已经投入使用,在抗干扰管理方面效果良好。随后基于5G无线网络的通信特点,提出了智能抗干扰管理体系的构建思路,并总结了适合5G时代的干扰移动、干扰协调、干扰随机化等抗干扰技术,保证了5G无线网络的通信质量和稳定运行。

有限反馈下的CoMP极化干扰消除方法

提出一种不需要额外的用户到协作小区的信道信息反馈的干扰消除方法.通过研究单用户多输入多输出协同多点传输(CoMP-SU-MIMO)系统中用户接收信号经过接收算法处理后所受到的干扰情况和双极化信道的特性,结合现有反馈技术,提出了一种新的干扰消除方法.利用双极化信道特征矢量的正交特性,达到较好的干扰消除效果,减少了算法复杂度.

能耗优化的分布式天线部署策略

为提高分布式天线系统的能耗效率,建立了多点协同传输(Co MP)系统模型,对其信道传播模型、能耗评价指标、系统覆盖率及基站间距离与系统能耗效率之间的关系进行了分析,得出Co MP环境下基站间距离与系统能耗效率之间的关系表达式,并借助蒙特卡罗法进行了仿真.仿真结果表明,在Co MP系统中,随着基站间距离的增加,单位面积能耗存在由大变小再变大的趋势;同时单位面积增长量对单位面积能耗增长量的绝对贡献也是先由大变小再变大,且系统单位面积能耗减小对系统频谱效率的影响相对较低.因而在Co MP系统下存在一个单位面积能耗最低的分布式天线部署策略.