江海波　魏堅(jiān)　羅石灶

【摘要】 CoMP技術(shù)是LTE的主要技術(shù)之一。文章主要針對CoMP的下行傳輸，從基礎(chǔ)模型上分析CoMP的基本工作方式，并深入探討了多基站協(xié)作模式方案。

【關(guān)鍵詞】 多站點(diǎn)協(xié)作模式 CoMP CS基本模型 JP基本模型

一、前言

在LTE系統(tǒng)中，為了確保系統(tǒng)的頻譜利用率，在小區(qū)間采用頻率復(fù)用是1的同頻組網(wǎng)方式，這將導(dǎo)致出現(xiàn)較大的干擾（小區(qū)間干擾ICI），小區(qū)邊緣用戶性能急劇惡化。CoMP技術(shù)被認(rèn)為可以擴(kuò)大高數(shù)據(jù)率的覆蓋范圍，減少小區(qū)間干擾，提高小區(qū)邊緣及整個(gè)系統(tǒng)的容量。CoMP技術(shù)通過各節(jié)點(diǎn)之間共享數(shù)據(jù)信息和信道狀態(tài)信息（CSI），實(shí)現(xiàn)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)協(xié)作共同為用戶提供服務(wù)。

CoMP技術(shù)是指包括服務(wù)小區(qū)和鄰小區(qū)在內(nèi)的多個(gè)小區(qū)站點(diǎn)的天線以一種協(xié)作的方式進(jìn)行接收/發(fā)射，改善UE/eNB的接收信號質(zhì)量，降低小區(qū)之間的干擾，提升小區(qū)邊緣用戶吞吐量以及小區(qū)平均吞吐量。

二、CoMP技術(shù)的分類

在下行CoMP技術(shù)中一般分為以下兩類：（1）協(xié)調(diào)調(diào)度/波束賦形技術(shù)（CS/CB）：該技術(shù)中，所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息只能由服務(wù)小區(qū)所在的eNB進(jìn)行傳輸，如何調(diào)度/波束賦形是有多個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)決定。（2）聯(lián)合處理/傳輸技術(shù)（JP/JT）：該技術(shù)中，所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息在CoMP合作集的每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行共享。根據(jù)數(shù)據(jù)信息是否同時(shí)由多個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，又可分為聯(lián)合傳輸技術(shù)和動態(tài)小區(qū)選擇技術(shù)。

三、CS基本模型

CS/CB是通過在各個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行協(xié)作調(diào)度或者波束賦形以降低各傳輸節(jié)點(diǎn)覆蓋重疊區(qū)域的用戶間干擾。從本質(zhì)上說，這屬于干擾避免或干擾協(xié)調(diào)。

3.1 基本模型的建立與分析

假定終端在兩個(gè)基站的簡單模型中，在站點(diǎn)eNB1和站點(diǎn)eNB2共同覆蓋的小區(qū)邊緣內(nèi)的用戶UE1和UE2。其中UE1隸屬于eNB1，UE2隸屬于Enb2。在基站為用戶提供服務(wù)的時(shí)候，當(dāng)基站eNB1為用戶UE1分配的頻率資源與基站eNB2為用戶UE2分配的頻率資源相同或相近時(shí)，用戶之間將出現(xiàn)較大的干擾（如圖1）。

為了減少該干擾，CoMP技術(shù)通過對eNB1和eNB2之間頻率的協(xié)調(diào)調(diào)度，將基站eNB2原先分配給用戶UE2的頻率資源調(diào)用到給遠(yuǎn)離用戶UE1的用戶UE3，將一個(gè)不相干的頻率資源調(diào)用給用戶UE2使用，從而大大減少用戶UE1和用戶UE2之間的干擾（如圖2）。

這就是CS的基本模型。在小區(qū)數(shù)較多或者用戶數(shù)較多的情況下也是按同樣的方案進(jìn)行頻率資源的協(xié)調(diào)調(diào)度。

四、JP基本模型

JP是多基站的動態(tài)協(xié)作完成對用戶的數(shù)據(jù)傳輸。但是在協(xié)作過程中也會產(chǎn)生巨大的協(xié)作開銷，從而抵消協(xié)作增益，因此需要一個(gè)適當(dāng)?shù)幕緟f(xié)作方案。

4.1 基本模型的建立

假定一個(gè)終端用戶UE在兩個(gè)基站的eNB1和eNB2的簡單模型中，一個(gè)基站eNB的覆蓋區(qū)域可以劃分為A-主覆蓋區(qū)域、B-部分覆蓋區(qū)域、C-邊緣覆蓋區(qū)域三個(gè)區(qū)域，對于協(xié)作方式也稱為：中心區(qū)域、部分協(xié)作區(qū)域、全協(xié)作區(qū)域。

當(dāng)用戶UE在A區(qū)域活動時(shí)，主要是由主基站提供信號傳輸；當(dāng)用戶UE在基站eNB1的B區(qū)域活動時(shí)，主要通過eNB1傳輸信號，eNB2起協(xié)作作用；當(dāng)用戶UE在基站邊緣區(qū)域（C區(qū)域）活動時(shí)，這兩個(gè)基站共同為用戶傳輸（如圖3）。

4.2 模型分析

4.3 多站點(diǎn)協(xié)作模式

往往當(dāng)用戶UE處在小區(qū)邊緣區(qū)域（即全協(xié)作區(qū)域和部分協(xié)作區(qū)域）時(shí)，會收到多個(gè)強(qiáng)度相當(dāng)?shù)膃NB信號，無法通過動態(tài)小區(qū)選擇的技術(shù)來選擇適合的eNB來傳輸數(shù)據(jù)，因此需要通過多基站協(xié)作傳輸。多基站協(xié)作分為全協(xié)作模式和部分協(xié)作模式，在對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行傳輸。

在全協(xié)作模式下，eNB之間交換CSI和數(shù)據(jù)信息。eNB間通過數(shù)據(jù)信息的共享，可以協(xié)作向UE進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)流，將干擾信號轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏眯盘?，所以在抑制干擾方面的效果十分明顯。但是，在eNB間交換CSI和數(shù)據(jù)流時(shí)會給系統(tǒng)帶來非常大的反饋開銷，在很大程度上抵消了協(xié)作增益。而在部分協(xié)作模式中，只需要交換CSI，在協(xié)作開銷方面可以大大減少，能得到一個(gè)很好的折中。

五、結(jié)論

通過對CoMP技術(shù)的模型分析，可以看出CoMP本質(zhì)上是多個(gè)小區(qū)多個(gè)用戶的MIMO系統(tǒng)。CoMP主要是通過多基站的動態(tài)協(xié)作預(yù)編碼技術(shù)消除小區(qū)間或用戶間的干擾，從而提升系統(tǒng)性能。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 3GPP R1-050629 Huaiwei. Inter-cell interference mitigation[R]. 3GPP TSG RAN WG1 Meeting，June 2005

[2] 沈嘉. 3GPP 長期研究（LTE）技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì). 人民郵電出版社，2008.11

[3] 胡宏林，徐景. 3GPP LTE 無線鏈路關(guān)鍵技術(shù). 電子工業(yè)出版社. 2008.5