协同调度学习卡片：从单小区局部最优到多节点整体最优

主线

这章可以按一条清晰主线理解：

为什么要协同
-> 谁适合协同
-> 协同集怎么选
-> 选什么协同模式
-> 下行怎么发
-> 上行怎么收
-> 怎么抑制干扰

一句话功能

协同调度就是让多个小区、TRP 或节点不再各自为战，而是根据用户位置、信号质量和干扰关系，协同选择发送、接收或避让策略，从而提升边缘用户体验和系统容量。

一句话：

协同调度 = 多节点联合决策，减少干扰，增强有用信号。

为什么需要协同调度

传统单小区调度的问题是：

• 每个小区只看自己的用户
• 邻区发射可能变成强干扰
• 小区边缘用户 SINR 差
• 资源冲突时互相伤害

尤其边缘用户，经常会出现：

• 服务小区信号不够强
• 邻区信号也很强
• 有用信号和干扰信号强度接近
• 单点调度很难提升体验

这类用户就是协同调度的重点对象。

谁是协同受益用户

材料里常说：

可以通过周边节点的信号质量来识别信号协同受益用户。

翻译成工程语言就是：

如果一个用户不仅能收到服务节点信号，也能收到多个周边节点较强信号，那么它可能适合协同。

例如 UE 测到：

这个 UE 可能适合协同，因为 TRP0、TRP1、TRP2 都比较强。

但如果测量结果是：

它就不太适合协同，因为只有一个主节点强，其他节点帮不上忙。

协同受益用户的判断标准

常见判断可以看几类指标：

• 服务节点 RSRP
• 邻节点 RSRP
• 服务节点与邻节点 RSRP 差值
• SINR
• 干扰强度
• CQI
• 用户位置
• 业务类型
• 是否边缘用户

简单规则可以是：

如果邻节点 RSRP 距离服务节点不超过 X dB，则认为该邻节点具备协同价值。

例如：

服务节点 RSRP = -80 dBm
邻节点 RSRP = -83 dBm
差值 = 3 dB

如果门限是 6 dB，则邻节点可加入协作候选。

如果：

邻节点 RSRP = -95 dBm
差值 = 15 dB

通常协同收益不大。

协同调度总体流程

业务建立后，用户启动公共参考信号测量

用户进入业务态后，需要测量周边节点的参考信号。

参考信号可以帮助系统判断：

• 用户能听到哪些节点
• 每个节点信号强弱
• 哪些节点可能成为协同节点
• 哪些节点是强干扰源

本质是先做无线环境感知。

根据测量结果选择协作集

协作集就是参与该用户协同传输或协同接收的一组节点。

例如：

协作集 = {TRP0, TRP1, TRP2}

选择原则通常是：

• 信号质量足够好
• 和服务节点时延、同步条件满足
• 回传或前传能力满足
• 资源可用
• 协同收益大于协同开销

注意最后一句很关键：不是节点越多越好。

节点越多，可能带来：

• 同步复杂
• 回传开销
• CSI 反馈开销
• 调度复杂度
• 功率分配复杂
• 干扰关系复杂

所以协作集要够用，而不是越大越强。

确定协同节点后，选择协同模式

协同模式是核心。常见模式可以分成：

• 联合发送
• 动态点选择
• 协同波束赋形
• 联合接收
• 干扰协调或干扰抑制

下面逐个拆开。

常见协同模式

JT：联合发送

JT 是 Joint Transmission。

含义：

多个节点同时给同一个 UE 发数据。

效果是，原来邻区信号是干扰，现在邻区信号变成有用信号。

适合：

• 边缘用户
• 多个节点 RSRP 都较强
• 节点间同步较好
• 前传或回传能力足够

优势：

• 提高接收信号功率
• 提升边缘用户 SINR
• 降低强邻区干扰

难点：

• 需要更强同步
• 需要数据共享
• 需要 CSI 协同
• 需要联合预编码

DPS：动态点选择

DPS 是 Dynamic Point Selection。

含义：

多个节点组成候选集，但每个时刻只选择其中一个最优节点发送。

和 JT 不同：

JT：多个节点同时发。
DPS：多个节点候选，实际选一个发。

适合：

• 用户移动
• 不同节点瞬时信道变化
• 不想承担联合发送高开销

优势：

• 复杂度低于 JT
• 可以根据瞬时信道选择最优节点
• 减少无效发射

难点：

• 需要快速切换发送点
• 调度协调要求高

CS/CB：协同调度 / 协同波束赋形

CS/CB 是 Coordinated Scheduling / Coordinated Beamforming。

含义：

多个节点不一定同时给同一 UE 发数据，但会协同选择资源、用户和波束，避免互相强干扰。

典型例子：

• A 小区调度 UE1 时，B 小区避免在同一资源调度会强干扰 UE1 的用户
• B 小区调整波束方向，减少对 UE1 的干扰

优势：

• 不一定需要共享用户数据
• 比 JT 实现简单
• 能有效降低干扰

难点：

• 需要节点间交换调度信息
• 需要识别强干扰关系
• 需要波束和资源协调

JR：联合接收

JR 是 Joint Reception，主要用于上行。

含义：

UE 发送上行信号，多个节点同时接收，然后联合处理。

这对应材料里的说法：

针对上行链路，在用户发送参考信号质量满足条件时进行联合接收。

上行联合接收的直觉是：

• UE 只发一次
• 多个节点都听到
• 多个接收结果合并
• 提高检测可靠性

适合：

• 上行边缘用户
• 多个节点都能接收到 UE 信号
• 上行覆盖受限
• 需要提升上行可靠性

优势：

• 提升上行 SINR
• 降低上行误检
• 改善边缘覆盖

难点：

• 接收数据需要汇聚
• 节点间时频同步要求高
• 联合检测复杂度高
• 前传开销增加

下行协同和上行协同的区别

一句话：

下行协同重点是怎么发；
上行协同重点是怎么收。

主动干扰抑制：波束方向调整

主动干扰抑制的意思是，不是等干扰发生后再补救，而是在发射前通过波束方向设计减少对别人造成的干扰。

基本思路

假设 A 小区要给 UE1 发，B 小区也要给 UE2 发。

如果 B 的波束正好打到 UE1，就会强干扰 UE1。

主动干扰抑制就是：

B 小区调整波束，让主瓣对准 UE2；
同时让旁瓣或零陷避开 UE1。

也就是，对目标用户增强，对受害用户避让。

和零空间的关系

如果已知干扰受害用户的信道方向，可以让发射波束满足：

其中：

• $h_\mathrm{victim}$ 表示受害用户信道
• $w$ 表示发射波束

这意味着，这个波束经过受害用户信道后接近 0，受害用户几乎接收不到干扰。这就是零迫或零空间波束赋形的思想。

数字直觉

假设 B 小区有两个候选波束：

如果只看 UE2 自己，beam 1 更好。

但如果考虑协同，beam 1 会严重干扰 UE1；beam 2 对 UE2 稍弱，但对 UE1 干扰小很多。

系统可能选择 beam 2，因为全局收益更高。这就是协同波束调度的意义。

协同调度的收益

主要收益包括：

• 提升边缘用户吞吐
• 降低小区间干扰
• 提升上行覆盖
• 改善可靠性
• 提升资源利用率
• 减少重传
• 提升用户体验

特别是边缘用户，受益最明显。

协同调度的代价

协同调度不是免费午餐。代价包括：

• CSI 测量和反馈开销
• 节点间信息交互开销
• 调度复杂度增加
• 前传或回传带宽消耗
• 同步要求提高
• 联合预编码复杂
• 时延增加
• 实现和维护复杂

所以协同调度必须回答一个问题：

协同收益是否大于协同成本？

如果用户本来就在小区中心，单节点就很好，就没必要协同。

协同调度和普通调度的区别

协同调度的抽象流程

可以整理成这个版本：

1. 用户测量多个节点的参考信号，获取服务节点和邻节点 RSRP、SINR、CSI。
2. 识别协同受益用户，判断是否边缘用户、是否存在强邻节点、是否存在强干扰。
3. 构建协作集，选择信号质量好、同步条件满足、资源可用的节点。
4. 选择协同模式，下行选择 JT、DPS、CS/CB，上行选择 JR。
5. 执行协同调度，联合选择用户、资源、功率、波束和 MCS。
6. 反馈与更新，根据 ACK/NACK、CQI、SINR、吞吐等更新协作集和模式。

一个完整例子

假设有 3 个 TRP 和 1 个 UE：

判断：

TRP0 和 TRP1 都很强；
TRP2 太弱。

所以协作集可以选：

{TRP0, TRP1}

如果下行采用 JT，TRP0 和 TRP1 同时给 UE 发数据，两个信号都变成有用信号。

如果采用 DPS，TRP0 和 TRP1 都是候选，当前 slot 谁信道好谁发。

如果采用 CS/CB，TRP0 给 UE 发，TRP1 不发干扰强的资源，或者调整波束避开该 UE。

如果是上行联合接收，UE 发一次上行，TRP0 和 TRP1 都接收，系统联合合并检测。

和之前知识的关系

RSRP / SINR

RSRP 和 SINR 用来判断用户是否适合协同。

RSRP 决定节点可用性；SINR 决定链路质量；邻区 RSRP 强可能意味着协同价值，也可能意味着强干扰。

MIMO / SVD

协同波束赋形需要信道方向和空间自由度。

它可以利用零空间减少干扰，也可以利用预编码增强目标用户。

AMC

协同提升 SINR 后，可以选择更高 MCS：

协同 -> SINR 提升 -> MCS 提升 -> 吞吐提升

功率控制

协同调度不仅调用户和波束，也可能调功率。

它可以增强协同用户，也可以降低对邻区用户的干扰。

PF调度

协同后用户的瞬时可达速率变化，会影响 PF 优先级。

最容易误解的点

协同不是节点越多越好

节点越多，开销越大。弱节点加入可能没有收益，还会增加复杂度。

邻区信号强不一定都是坏事

如果不能协同，它是干扰；如果能协同，它可能变成有用信号。

协同不等于联合发送

联合发送只是协同的一种。协同还包括动态点选择、协同波束、联合接收、干扰协调。

协同调度不是只提升单用户

真正目标通常是系统级收益：

• 边缘用户提升
• 总体吞吐不明显下降
• 干扰更可控
• 资源利用更高

自测问题

Q1：什么用户最适合协同调度？

小区边缘用户、多节点 RSRP 接近、强邻区干扰明显、单节点服务 SINR 较低的用户。

Q2：协作集怎么选？

根据多个节点的 RSRP、SINR、CSI、同步条件、资源状态、回传能力和协同收益来选。

Q3：JT 和 DPS 的区别是什么？

JT 是多个节点同时发送；DPS 是多个节点候选，但某个时刻只选一个节点发送。

Q4：上行协同主要是什么？

联合接收。UE 发一次，多个节点接收并联合处理。

Q5：主动干扰抑制靠什么？

靠波束方向调整、零空间避让、资源协调和功率控制，减少对受害用户的干扰。

一句话总结

协同调度的核心，是从单小区局部最优走向多节点整体最优。

通过测量周边节点信号质量识别协同受益用户，构建协作集，再选择联合发送、动态点选择、协同波束或联合接收等模式，实现增强有用信号、降低干扰、提升边缘体验。