LTE-A中协同多点传输的联合处理预编码方法

其中Noi是在UEi 在接收到的干扰(不包含UEj 信号带来的干扰)和噪声功率和；α是比例调整因子；Ri,Rj是UEi和UEj的空间相关矩阵；eig(M )是矩阵M 的与最大的L 个特征值相对应的特征向量，L 是到UE的数据流数。可以以下式的容量结果来作为用户配对的依据：

由于信道空间相关矩阵是一个n t×n r的复对称矩阵，可以利用这一特性对反馈量进行压缩，例如当n t =4时，只需要反馈16个实数。

由于与Rel.8相比，反馈信道空间相关矩阵的反馈量仍然较大，此外，部分厂商在基于码本反馈方面存在固有利益，所以，目前对于是否采用这种方法各厂商仍有较大分歧。

2.3 基于码本的预编码方法

基于码本的预编码方法其原理是在收发端预先存储一个码本(即预编码矩阵的集合)，接收端根据当前的信道状态以某种准则选择最好的预编码矩阵，将预编码矩阵编号(PMI)反馈回发射端。由于其反馈量小，同时与Rel.8兼容性好，在标准化进程中得到了很多公司的支持。Rel.8码本主要是针对SU-MIMO的进行设计，而对MU-MIMO或CoMP-MU来说，其性能并不是很好。

从CoMP来看，由于多点传输，码本需要支持的天线数会到8根，4比特反馈8天线码本与4比特反馈4天线码本相比所带来的性能提升非常有限[8]，所以需要更多的反馈比特数来支持CoMP-MU。

一种方案是固定码本设计，增加的反馈比特数用于支持更大的码本。这种方案的特点是实现简单、反馈开销小。但是这种方案码本对场景的适应能力，及对系统性能的提升是有限的。研究表明，随着码本的增大，获得的性能提升很快会趋于饱和，同时，对于不同的码本设计(例如：基于DFT的码本设计，基于Householder变换的码本设计等)在饱和区域时其性能非常接近。

另外一种方案是设计一种自适应码本，利用信道相关矩阵的长时反馈值来调整当前采用的码本[9-11]。由于在慢衰落信道中信道相关矩阵R的变化缓慢，所以R的反馈时间间隔(即码本自适应的时间间隔)可以在设置得较长，这样与固定码本方法相比增加的反馈量非常小。

在某些情况下上行SRS信号可以用来估计R。

自适应码本设计首先要确定一个基码本，以8×16的基于复Hadamard变换(CHT)的码本为例。在没有利用信道空间相关矩阵R时，码本为WDS；在采用R时，将采用码本：

其中，函数normalize(g )表示将各列的二范数归一化为1。此外R也可由前k 个特征向量构成的Rk代替：

与固定码本方法相比，自适应码本方法可以获得较大的性能提升，但与前两种方法相比，其能够达到的性能还是很有限的。另外在基于码本的预编码方法中，用户配对是一个较难解决的问题，这也限制了基于码本的预编码方法提升性能的能力。

对于固定码本的预编码方法，只能基于各用户选取的预编码矩阵的波束距离最小准则(MBD)来进行用户配对；对于自适应码本预编码方法，先基于R做用户配对是一种解决的思路，但是由于R的反馈时间间隔较大，这一方法的有效性还有待于进一步的验证。

3 结束语

综上所述，在LTE-A中各种CoMP-JP预编码方法的复杂度、信令及资源要求以及能够获得的性能各有不同。从技术方向上看，目前仍主要集中在压缩反馈量和优化码本设计。由于各厂商在CoMP预编码的实现途径上的观点各不相同，且分歧较大，实际上导致了CoMP的标准化进程比较缓慢，仍有待于进一步的深入研究。

4 参考文献

[1] 3GPP TR 36.814. Further advancements for E-UTRA physical layer aspects[S]. 2009.
[2] 3GPP R1-090922. Downlink CoMP-MU-MIMO transmission schemes[S]. 2009.
[3] 3GPP R1-092024.CSI Feedback[S]. 2009.
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[6] 3GPP R1-093039.Interference analysis on SRS for CoMP[S]. 2009.
[7] 3GPP R1-091936. Spatial correlation feedback to support LTE-A MU-MIMO and CoMP: System operation and performance results[S]. 2009.
[8] 3GPP R1-090618.Codebook design for 8 Tx transmission in LTE-A[S]. 2009.
[9] XIA Pengfei, GIANNAKIS G B. Design and analysis of transmit- beamforming based on iimited-rate feedback[C]//Proceedings of the 60th Vehicular Technology Conference (VTC-Fall’04): Vol 3, Sep 26-29,2004, Los Angeles, CA,USA. Piscataway, NJ, USA:IEEE, 2004: 1653- 1657.
[10] LOVE D J, HEATH R W. Limited feedback diversity techniques for correlated channels[J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2006,55(2): 718-722.
[11] 3GPP R1-091820. Adaptive codebook designs for DL MIMO[S]. 2009.

作者介绍：

魏宁，电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室讲师、博士，研究方向为移动及无线通信系统、协同通信、信道编码及MIMO-OFDM技术。

李少谦，电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室主任、教授，研究方向为移动及无线通信系统、通信系统集成电路、无线资源管理。

岳刚，电子科技大学抗干扰技术国家级重点实验室在读硕士研究生，研究方向为LTE-A物理层算法、MIMO-OFDM系统。