前言

协作无线传输技术与中继传输、增强多入多出多天线技术成为未来移动通信发展提高频谱效率和降低通信成本的有效措施之一，是3GPP的长期演进（LTE）技术的重要标准化方向。本书的出版会对协作无线传输技术的标准化推动和产业化推动起到极积作用。

从市场需求分析，很多运营商的调查分析结果指出，LTE（WiMAX）/IMT Advanced时代真正与3G有所区别的承载能力不是体现在峰值速率而是体现在无线移动宽带能力，有些运营商甚至将其量化目标定为“Seamless 1 Mb/s”，很容易分析出，按照LTE Advanced规划的目标，小区边缘即使有20 MHz带宽下行也只能勉强满足要求。

从实现角度分析，小区边缘是切换敏感区域也是消耗大量终端和系统功率的区域，因此需要探讨在小区边缘性能和成本付出之间的折中。具体地说，提高小区边缘性能不能以消耗大量的基站和终端功率为代价；不能以牺牲非小区边缘性能（如小区总吞吐量和小区平均吞吐量）为代价；不能以牺牲切换质量为代价。

从OFDMA技术标准802.16e实践看，还没有实现真正意义上的同频组网，孤立小区频谱效率较高而组网效率较低。同频组网除了上面提到的小区边缘速率问题外，小区平均吞吐量也明显降低。同频组网是目前OFDMA标准WiMAX和LTE共同面对的最主要问题之一。

针对上面所述同频组网和小区边缘问题有几种技术被提出。

（1）同频组网技术：上行链路频率软复用和干扰协调+下行链路终端辅助测量调度规避干扰。目前在LTE标准化已经可以实现逻辑意义上的同频组网，以上设想还需要实践检验。

（2）多址技术改进：如OFDMA中引入扩频，小区边缘采用扩频增益大于1（实际为MC-CDMA），而小区内部扩频增益等于1为纯粹的OFDMA。多址技术改进实现同频组网是建立在具备根据用户所处位置以及干扰来改变扩频因子的自适应机制之上的。

（3）协作多点传输：协作多点传输（CoMP，Coordinated Multiple Point）正是围绕IMT Ad-vanced的目标而提出的通过基站内不同射频接入点（RRU）协作、基站和其所属中继协作和基站间协作等多种多点协作方式，减小小区边缘干扰、提高小区边缘频谱效率、增加有效覆盖的技术措施。

单站点多天线技术或非CoMP类技术可以增加数据传输速率，但是并不能显著提高小区边缘的性能，而且多天线技术很多工作模式如复用、波束成形（Beamforming）普适性并不是很好；而通过多点协作，可以构成虚拟MIMO（VMIMO），可增加小区边缘性能，对终端要求也不很高。

正是在以上技术需求的牵引下，工业和信息化部组织的《国家重大专项三》在2009年实现了协作多点传输技术研发的立项（2009ZX03003 -003）。在此之前，2007年的国家重点基础发展研究计划973项目：多域协同宽带无线通信基础研究，已展开了协同通信的基础理论研究。本书的作者有幸参与了这些项目的研究，因此，从研究者的角度总结了协同无线通信发展的进展情况，以及在无线通信系统应用中会面临的问题，以期对协作无线通信的发展起到抛砖引玉的作用。

本书内容丰富全面，论述系统深入，但又简明扼要。从用户协作的基本方法、空时信号设计、协同用户选择到基于基站的多点协作传输，再到协作传输对网络结构的影响、协作传输对信号状态信息的反馈及预编码设计，期望能包含协作传输对系统影响的方方面面，使参考本书的研究人员能尽快明确协作传输所涉及的主要问题和需要研究的一些方向。

本书在编写过程中，参阅了大量的提案与文献，对所有引用文献的作者致以诚挚的谢意。

本书第1～6章由魏宁编写，第7章由刘威鑫编写，第8～11章由史治平编写，第12～14章由张忠培编写。多位研究生对本书进行了校对、排版、性能仿真等工作，在此一并致谢。

鉴于时间仓促，作者水平有限，加上协作无线通信在标准化的应用争议较多，还存在许多理论上和技术上有待于解决的问题，因此，本书中难免有疏漏之处，恳请读者批评指证。

编著者