MIMO协作分集的优点及问题

　　（1）协作分集的优点

　　促进MIMO技术的实用化是协作分集的好处，它有可能带来无线通信领域的巨大变革。传统的MIMO技术通过在发射／接收端配置多个天线构成多发射／接收天线分集，但对于小型移动终端来说是很不现实的，这就导致MIMO技术在蜂窝网以及Ad Hoc等网络中难以实用化。协作分集为MIMO技术在小型移动终端的应用找到了新的出路，是一种很有前途的空间分集技术。可以说，协作分集可以使MIMO技术的各种优势得以发挥，能够切实地利用空间资源来提高通信系统的性能，包括提升系统容量、增大数据传输速率、有效对抗衰落以及降低系统的服务中断概率，提高系统的服务质量和可靠性等。

　　此外，协作分集的思想还可以应用于抗干扰通信中。抗干扰的基本方法有直接序列扩频、跳频、跳时以及它们的混合应用，但是这些方法都没有利用空间资源，而协作分集在某种意义上可以看作是一种空跳。跳频的工作原理是信号的载波频率受伪随机码或某种特定跳频图案的控制而跳变。跳频增益的大小取决于跳频幅度的大小和跳频的快慢，而跳时技术在时间上也有类似的结论。协作分集技术从另一个角度可以看作是根据一定的准则（某种特定空跳图案），用户信息在空间方位上的跳变，其空跳增益可以根据跳频、跳时的结论推出，随着参与用户数、空跳幅度以及跳速的提高，空跳增益将会越大。

　　（2）协作分集面临的问题

　　个重要的问题，是在多用户网络中合作伙伴如何分配和管理。换句话说，怎样去确定与哪些用户进行协作，多长时间对合作的用户进行重新分配。对于蜂窝系统，用户都与一个中心基站进行通信，这样可以提供一种集中控制机制，假设基站已知用户间的所有信道信息，那么就可以根据一个性能优化标准（比如平均误块率）来分配合作伙伴。而对于像Ad Hoc这样的非集中控制网络，它们需要一个分布式的协作协议，用户可以在任意时间独立的决定与哪一个用户进行协作该分布式协议的难点是在不增加额外系统资源的前提下，如何保证所有用户的公平性。

　　第二个重要问题，是基站要进行正确解码必须知道一些协作终端的信息。在简单的检测中继模式中，基站需要知道协作终端间的信道差错概率；在放大中继模式中，基站要估计协作终端间信道的状态信息；对编码协作模式及选择检测中继模式来说，虽然基站不需要知道有关信道的信息，但它要知道移动终端之间是否进行了协作、跟谁协作，或具体一点基站需要知道第二帧的信息到底是谁的。

　　第三个重要的问题是同步问题，目前大多数协作分集的文献都假定系统是能够良好同步的，即协作者之间、协作者和目的端之间都是同步的。但这在实际中是难以实现的。与目前的有线同步网络不同，协作分集中同一信息是由多个协作者发往目的端的，如果多个协作者到日的端的时延不同，则协作者之间的同步问题与协作者和目的端的同步问题是相互矛盾的。以现有的同步机制，如果做到了多个协作者间的同步，就很难做到目的端与协作者间的同步，反之亦然。对于蜂窝移动通信系统下的协作分集而言，有可能做到用户的准同步。但是，对于自组织网络和无线传感器网络而言，多个用户间的同步就更为困难。