上面讲到的这种采用分布式天线模拟多天线系统来进行信息传输服务的技术,是利用了协作通信技术同时兼有分集技术以及中继传输技术的优势,可以实现不增加天线数量的前提下,实现传统的通信网络像类似于多天线传输以及多跳传输一样的系统性能增益[14]。而且这种技术的应用范围很广,除了上面讲到的传统蜂窝移动通信系统还有我们常用的无线局域网等等一系列的场合,对这种技术的研究是很有意义的,并且还能带来实际的经济效益。不夸张的说协同通信技术它是继多天线技术以及多载波调制技术之后,一种可能对以后的通信网络产生深远影响的技术,其研究的价值就不言而喻了。协同通信技术有着较好的灵活性,具体表现在它可以和多种技术彼此之间叠加使用,这样做的好处是,使得各种技术的优势都能体现。比如说,我们在无线通信网络系统中将协作通信技术与正交频分复用技术两者结合使用,以此使得其抗频率选择性衰弱的优点能够得到充分得体现;而与大规模MIMO技术叠加使用,以此来使得系统的频谱效率大大提高,而且有效的网络覆盖区域范围也增大了,小区边缘用户的数据传输性能大大提高;还有将协作通信技术和空时编码联合起来使用,就能获得编码增益;另外将协作通信技术与感知无线电技术叠加使用,以此来使得通信系统的频谱检测概率大大提高,还能获得更多的频谱接入机会。

在传统的小区通信网络中,通过多个节点之间的彼此协作共同完成通信过程,能够改善小区边缘用户的数据传输速率和服务质量,并增大通信网络的覆盖范围,保证信息传输的有效性。在我们常见的无线通信系统中,由于受到路径衰落等其他限制因素的消极影响,对于那些处在小区边缘区域的用户,他们会接受到来自于其它小区信号,这对它自身来说是一种干扰信号,正由于这些干扰信号的存在使得用户的接收设备的信干噪比,根本不能够满足用户进行数据传输的服务质量要求[15]。而如果我们采用多点协作通信的方式,利用基站之间的彼此相互协作,以此来消除干扰信号和增强用户接受的信号。得益于小区边缘区域干扰的消除,以及小区边缘用户的数据传输速率的大大提高,使得每个小区的频率重用因子得到了大大提高,对整个系统而言,其系统的频谱效率性能也得到了大大提高。

3。1。1 多小区协作通信

在单小区为组织模式的无线通信网络架构中,其对网络性能有着较大的约束,所以我们利用分布式的模式,进行小区之间的无线资源配置,以此来减少信道干扰对无线通信网络传输性能的消极影响[16]。另外我们可以知道的是:利用天线的分布式配置,可以使得网络资源能够得到合理的利用,从而使得无线接入网络的容量得到了进一步的提升。这种分布式天线的无线通信网络的系统模型,其技术原理就是协作多小区传输。

协作多小区传输,又被叫做是网络MIMO,这种技术在提出以来就收到了业界以及学术界的广泛关注。通过在同一个MIMO系统中的多个协作基站,彼此之间相互协作共同组建一个超级基站,利用全基站功率约束,以此来把干扰信道变成MIMO广播信道[17]。

协作多小区传输要求参与协作的每个小区彼此之间共享小区的负载,边缘用户的信道状态信息,还有用户数据。这要求在协作的基站间进行数据传输时要有一个中央单元(CU)参与这个协作处理过程,以此来实现参与协作的每个用户都能从通信系统内的各个基站处获得自己所需的有用信号。通常像这种基站之间的协作研究一般都是假定系统在一个全局协作的基础上,以此来完全消除小区间的干扰。但是,在我们现实无线通信蜂窝数据网络中,由于要对所有的基站进行共同处理是很有困难的,还有要获入从所有终端到各个基站的详细的信道状态信息的其复杂度也很高,再加上要做到时间和相的同步对技术的要求也很高上诉限制因素使得完全协作的实现变得几乎不可能,再加上要面对一个很大通信网络,其复杂度就不言而喻了。所以,我们可以提出了一个范围较小、局部大小的协作通信方案来,以此来减小系统的的复杂度是很有必要的。我们按照从协作基站的范围来划分,全局协作和局部协作是协作多小区传输两种基本的传输方式。

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