LTe-A上行链路CoMP关键技术研究

摘要

由3GPP主导的LTE-A系统已经成为第四代移动通信系统IMT-Advanced的重要候选标准。为了满足IMT-A对系统带宽、峰值传输速率、用户平均吞吐量、边缘用户吞吐量以及频谱效率的要求，LTE-A中引入了载波聚合、增强型MIMO、协作多点传输、中继、异构网络干扰协调等关键技术。其中，协作多点(CoMP)传输技术的目的是提高小区边缘用户吞吐量、扩大小区覆盖范围。2011年LTE-A Release11标准中已经重点讨论了CoMP部分技术。
　　LTE-A系统由于采用了正交频分复用(OFDM)技术，子载波的天然正交性理论上可以完全避免小区内干扰。然而LTE-A为提高频谱效率采用了同频组网模式，这样小区间干扰(ICI)就成为主要干扰类型。CoMP技术利用了分布式天线原理，并通过协作集合中多个站点协同处理，从而降低小区间的干扰，且将部分干扰信号转变为有用信号，提高小区边缘用户接收的信干噪比，进而提高这部分用户的吞吐量。与下行CoMP架构相比，在上行CoMP架构中，边缘用户首先被服务基站选为CoMP UE，然后将被调度并分配给其一定的时频资源，最后由协作集中的多个站点同时接收上行用户数据。因此，如何选择CoMP UE对和如何进行用户数据有效合并是上行CoMP的两个重点问题。本论文基于按照3GPP标准搭建的系统级仿真平台，分别从边缘用户吞吐量增益、平均用户增益和eNodeB间X2链路开销角度来衡量上行CoMP中各种算法的性能。
　　首先，本文提出一种应用于小区间协作场景下的上行CoMP联合处理技术，即软信息合并算法。系统级仿真结果表明，软信息合并算法有效降低了X2接口的传输开销，并且拥有较为可观的CoMP增益。其次，本文针对如何进行CoMP UE配对，提出一种协同数据包调度(CPS)算法。CPS算法可以在协作集合内尽量选择最佳的CoMP UE对进行调度，仿真表明这种算法较独立数据包调度算法有10％左右的增益。最后，本文研究了上行链路中的CoMP技术在不同QoS需求和不同网络负载场景下的应用，并通过系统级仿真结果分析了其性能表现，这可以为运营商部署CoMP网络提供理论依据和指导。

目录

致谢

摘要

序

1 引言

1．1 论文研究背景

1．2 研究意义

1．3 研究现状

1．4 论文的主要内容及结构

2 协作多点传输技术

2．1 协作多点通信的产生

2．2 协作多点传输技术分类

2．2．1 根据数据处理方式分类

2．2．2 根据协作节点之间的关系分类

2．3 基本原理

2．3．1 LTE-A网络总体架构

2．3．2 协作多点通信技术基本原理

2．4 协作集合选择算法

2．5 反馈机制

2．6 本章小结

3 LTE-A系统级仿真平台架构

3．1 系统级仿真软件简介

3．1．1 仿真环境

3．1．2 传输业务模型

3．1．3 协作集合选择算法

3．1．4 软件仿真算法流程

3．2 移动通信信道模型

3．2．1 SCM信道建模

3．2．2 衰落信道建模

3．3 分组调度模块

3．4 HARQ模块

3．5 链路自适应模块

3．6 接收机模块

3．7 本章小结

4 上行CoMP联合处理技术

4．1 LTE-A上行CoMP系统基本模型

4．2 上行CoMP联合处理方案

4．2．1 原始数据合并算法

4．2．2 硬判决动态选择算法

4．2．3 软信息合并算法

4．3 仿真结果

4．3．1 仿真参数设置

4．3．2 仿真结果与分析

4．4 本章小结

5 协同数据包调度算法

5．1 CPS算法设计

5．1．1 基于正交因子配对算法

5．1．2 基于等效信道容量因子配对算法

5．1．3 CPS调度算法

5．2 CPS算法流程

5．3 算法仿真结果与分析

5．3．1 系统参数设置

5．3．2 仿真结果及分析

5．4 本章小结

6 不同QoS需求和网络负载下的CoMP应用

6．1 QoS概述和业务机制

6．2 LTE-A系统下的QoS保证机制

6．3 LTE-A系统中基于无线资源的接纳控制

6．3．1 LTE-A上行链路接纳控制原理概述

6．3．2 LTE-A上行链路接纳控制算法

6．4 传输模型

6．5 仿真结果与分析

6．5．1 系统仿真参数设置

6．5．2 仿真结果分析

6．6 本章小节

7 总结与展望

7．1 论文工作总结

7．2 未来研究工作展望

参考文献

作者简历

声明

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