(房地产管理)多小区协同

3.2课题主要研究技术的国内外发展现状与趋势，课题主要研究技术国内外专利申请和授权情况 一、课题主要研究技术的国内外发展现状与趋势 下一代移动通信系统需要更大的系统带宽，以支持更大的传输速率和系统容量（下行链路达100Mbps，热点区域达到1Gbps），如此高的系统带宽对多小区间的频率复用效率提出了更高的要求，而全频率复用是满足上述需求的有力技术，但是在全频率复用环境下，小区间的干扰会严重影响通信系统的传输速率和用户的服务质量。由于在下一代移动通信系统中普遍采用OFDMA、SC-FDMA等多址接入技术，确保小区内用户之间的正交性，有效地抑制了小区内干扰。小区间干扰就成了未来移动通信系统中的主要干扰源，目前小区间的干扰抑制技术主要分为四类：干扰随机化、干扰消除、干扰协调和宏分集。 干扰随机化技术不能降低干扰的能量，但能将干扰随机化为“白噪声”，从而抑制小区间干扰的危害，因此又称为“干扰白化”。干扰随机化的方法包括：加扰、交织多址(IDMA)和跳频等。干扰消除技术是通过在用户端利用处理增益来进行干扰压制的一类技术，干扰消除技术复杂度高、应用条件严格，而且只能消除一些强干扰源，而实际系统中干扰主要是由很多小的干扰叠加在一起产生的，因此这项技术在实际应用中效果有限。 干扰协调技术是通过在小区间合理分配资源，尽量使相邻小区间所用资源正交，从而减少小区间的干扰[1-8]。当前的干扰协调技术研究主要是通过对频谱资源的协调减少干扰，根据资源分配方法的不同,小区间干扰协调技术可分为静态协调、半静态协调和全动态协调三种。静态干扰协调主要包括Ericsson和华为的方案[1,2]，阿尔卡特方案[3,9] 等。Ericsson和华为的方案简单明了，信令开销小，效果较好，所以通常作为其他方案的基础。阿尔卡特方案的核心是对小区边缘进行了细分，这使得在确保小区间干扰减少的前提下，小区边缘可用频率大为提高(从l/3提高到6/7)，但由此也带来了对用户位置判定较为敏感的缺点。半静态干扰协调包括Siemens方案[4]，Texas Instruments方案[7]等。Siemens方案的优点是比较灵活，对负载变化不敏感。缺点则是频谱利用率不高；Texas Instruments方案的优点是小区边缘的用户吞吐量大，缺点主要是对小区间信令通信依赖较大，需产生额外的信令开销。动态干扰协调包括Nortel方案[10]、Lucent公司干扰抑制方案[11]等。动态干扰协调方法可以很好地适应系统内负载的变化。缺点是由于子载波的分割需要在整个系统内进行，不能在某一个小区单独调整，这就需要额外的信令开销，过多的信令开销将导致系统效率的严重降低，对系统性能的提高甚至起负作用，同时每个传输时间间隔内进行子载波的分割也将增大系统的传输时延。然而上述干扰协调技术本质上还是一种分数频率复用技术，其频谱效率仍然不是很高。 在宏分集技术方面西安交大的朱世华教授提出了一种多小区部分宏分集功率控制算法，该算法能有效提高小区边缘地带的容量[12]。清华大学的姚彦教授详细分析了宏分集对于CDMA 系统容量的影响[13]。此外北邮的陶小峰、张平、李道本教授提出了一种软分数频率复用方案以进一步提高多小区的频率复用效率[14-15]，并进而提出了一种支持宏分集策略的软分数频率复用方法用于多小区间的干扰协调，通过OFDM环境下的仿真证明其具有一定的优势[16]。而本课题拟研究MIMO环境下，通过跨小区用户调度和宏分集技术在全频率复用条件下实现多小区动态干扰协调。 除了上述干扰抑制技术外，当前还有两个主要技术也是下一代移动通信系统的重要基础，本课题将结合以下两个技术提出满足下一代移动通信网络多用户、多小区间干扰协调的解决方案。 分集增益和阵列增益，可以有效地提高频谱有效性、链路可靠性和功率有效性。针对多用户的MIMO通信技术，近几年也有较大的发展，但还不是太成熟，在蜂窝网的框架下简单地通过频分、时分和码分的多址技术将点到点的MIMO通信技术扩展为多用户MIMO通信，并没有充分利用空间资源提高频谱利用率，甚至因多用户间不能协作接收或发射并相互干扰而降低频谱效率。近期发展的MIMO多用户分集技术可较好地改善其性能，但能显著提高其容量的还是有效实现空分多址(SDMA)的多用户MIMO通信技术[18]，而对此只有针对较少发射天线数的简单实现方案，如基于信道信息(CSI)反馈的多用户MIMO预编码[19,20]和基于有限反馈的随机多波束形成[21-24]等，如何进一步提高其干扰抑制效果，这方面的研究还有较多问题要解决。 另一个研究进展是协作通信，即通过在传统的蜂窝网中引入基站之间的协作处理来提高系统的频谱利用率以及网络覆盖面。在实际的蜂窝系统中，由于多个用户之间的资源共享以及相邻蜂窝小区之间的频率资源共享，用户通信会受到小区间的干扰，甚至出现一些“死区”。这类小区间干扰问题在多天线MIMO通信系统中尤为重要，因为虽然理论研究表明独立衰落的MIMO信道容量是随收发端较小天线数成倍线性增长，但在实际系统中MIMO技术会由于干扰的原因而极大地限制其性能增益。为了在保证资源共享的同时有效降低小区间干扰，有关学者提出了多基站协作或者分布式基站的解决方法。 本课题拟研究的是在MIMO环境下，小区间全频率复用条件下多用户、多小区动态干扰协调问题在网络协议架构和各协议层的解决方案及其关键技术，其中所涉及的多用户MIMO通信技术以及各个层次的干扰协调技术在国内外都有一些分散的局部研究，因此下面按如下标题逐个地介绍它们的国内外研究现状，并对存在的问题和技术难题进行简要的分析。