移动通信中的多点协作传输技术研究仿真(7)
波束成形指的是闭环预编码方式。闭环预编码系统是接收端将信道信息反馈给发射端，然后对传输数据进行预编码操作。闭环反馈方式又可以分为完全反馈和部分反馈等。完全反馈是将全部信道信息反馈给发射端，由于反馈链路要占用系统开销，在实际系统中，一般都采用部分反馈技术，即有限反馈技术。
CB的基本思想是：在保证小区用户接收端有用信号功率较高的情况下，降低对其它协作小区的干扰功率，其他协作小区内相同资源块上的调度用户也将进行相同的操作，从而获得协作集合内系统吞吐量的整体提高[23]。
CB系统模型如图3.2所示，三个基站分别服务不同的小区，其服务区域分为协作区域、非协作区域。一般情况下，将小区用户分为小区中心用户和边缘用户，而协作的应用对象主要是小区边缘用户，对于小区中心的用户则属于非协作区域，这些用户在协作集合内不需要共享其信道信息和数据信息，即非协作区域内的基站各自服务各其服务区内的用户，即一个用户只由一个基站服务。协作区域定义为小区用户到其服务基站的距离至少为400米。
图3.2 协作波束成形系统模型
3.3 几种经典波束成形算法
3.3.1 非协作波束成形算法
如果系统基站之间不进行相互协作，也就是每个基站都只有本小区用户的信道信息，那么在基站端就无法对来自其他小区的干扰进行估计和抑制，这种情况下最优的波束成形算法就选择最大比发送方案，如式（3.1）所示
（3.1）
式中 代表用户， 代表基站， 表示基站 最终选择使用的波束， 代表小区个数。
非协作的最大比波束成形算法可以最大化有用信号功率及信噪比，但是在多小区系统中，最大化本小区用户有用功率的波束可能对其他小区用户造成较大的干扰，从而降低了整个系统的性能[16]。
3.3.2 基于信漏噪比的协作波束成形算法
信漏噪比是指发送给目标用户的信号功率与目标用户的泄漏和噪声功率之和的比。此处的泄漏指的是本基站发送的信号对其他用户的泄漏。
现假设基站之间可以交换各自小区内用户的信道状态信息，在设计波束时就可以考虑邻近小区干扰，从而提高系统性能。该算法假设存在给定的码本 ，该码本中包含 个经过功率归一化的 向量，所有基站使用的波束都从 中选择。
基站 使用的波束选择准则为
（3.2）
（3.3）
其中 代表用户， 代表基站， 表示基站 最终选择使用的波束。
式（3.2）中的分子为使用某一波束所得到的有用信号功率，分母为此波束所引起的泄漏功率与使用此波束对其他小区用户带来的干扰信号功率之和。通过选择最大化信漏噪比的波束，可以在最大化本小区用户有用信号功率与减小对其他小区用户的干扰功率之间取得折中，从而提高性能增益。
基于信号泄漏比的算法的另一个重要优点是其具有较低的实现复杂度。从式（3.2）中可以看出，系统中每个基站在选择波束时无需考虑其他基站所使用的波束，即该算法可以在系统中分布式实现[18]。
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