协同中继系统的硬件问题与数字化处理的优势

本章主要介绍了与协同中继系统的硬件问题。其中涉及到硬件的组成、复杂度、功耗和成本，详细分析了以下几个问题：

●模拟和数字中继架构的基础。本章首先简单介绍了模拟和数字硬件架构，较详细地讨论了这两种架构的组成和设计特点。通过比较可以看出，模拟硬件架构的成本远低于数字硬件架构。然而，正如本书所主张的，数字化处理的系统要优于单纯的模拟结构系统，后者只能支持透明中继方法。此外，透明中继也要考虑频段选择、发射功率等方面的控制信息。由于通信系统的数字化特点，中继至少需要一些简单的数字化处理能力，使它可以同样用来处理（简单的）再生协议。因此，除了目的是实现非常简单的或无需规划和控制的中继演示平台之外，仅使用模拟硬件的透明架构在实际工程应用中基本上是不可行的。

●UMTS和WiMAX/LTE中继的复杂度和功耗估计。本章的另一个重要的部分是对基于两种技术的中继复杂度进行评价，即基于W-CDMA的3G UMTS技术和基于OFDM的WiMAX技术。根据之前的系统描述，可以得到基于以上两种技术的中继的一些详细数据，如运算操作次数、所需的内存和功耗等。由此可定量得出所需的复杂度，并根据规定的工艺结构图来判断在目前实现一个简单的协同中继是否可行的。当然使用非常复杂的物理层技术，如干扰消除技术等则是例外。

●可用中继硬件装置。本章在最后介绍了一些目前能展示协同通信系统优势的硬件平台，包括简单但有创新性的MIT实验室的测试台、ETH非常精密的RACooN测试台和德国的大型室外蜂窝Easy-C测试台，此外，其他一些试验台也在研制过程中，如Eurecom的OpenAir Interface平台^[561]、CTTC的GEDOMIS平台^[562]、德国帕德博恩大学的RailCab SOR-BAS可编程IEEE 802.11g WLAN平台^[563]等。最后，对于感兴趣的读者，我们探讨了协同系统的结构组成和理论上硬件设计面临的挑战。(www.xing528.com)

从以上分析可以看出，不论是简单的还是复杂的协同通信系统，其在硬件实现方面还需要进一步深入研究，因为在此方面仍存在着大量未解决的开放性问题。例如分布式同步问题，协同节点需要充分同步以便实现空时传输、波束赋型等。我们将在第6章中再次探讨一些开放性的问题。

[1]一次复数乘法要比三次实数加法还复杂，复数乘法可以这样实现：（a+jb）（c+jd）=[（ac-bd）]+j[（a+b）（c+d）-（ac-bd）]，后面的复杂度分析相应改变。