MIMO系統(tǒng)協(xié)作多點(diǎn)通信傳輸技術(shù)改進(jìn)研究

毛元甫

【摘要】 本文提出一種 CoMP 系統(tǒng)中的新方案，以實(shí)現(xiàn)在保證系統(tǒng)吞吐量較高的同時(shí)，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的平均反饋開銷和平均回程開銷。基站根據(jù)接收到的反饋索引矢量對(duì)用戶進(jìn)行分組，在每個(gè)子組內(nèi)分別進(jìn)行用戶調(diào)度，得到待服務(wù)用戶，進(jìn)而對(duì)待服務(wù)用戶進(jìn)行預(yù)編碼。

【關(guān)鍵詞】 MIMO系統(tǒng) 多點(diǎn)通信傳輸 改進(jìn)

一、系統(tǒng)模型

本方案使用的CoMP系統(tǒng)模型：其中基站BS1、BS2、BS3配置多根天線，各用戶由于體積、功耗和硬件復(fù)雜度因素的限制，只能配置單天線。各用戶先計(jì)算出單鏈路反饋索引矢量，根據(jù)該反饋索引矢量將對(duì)應(yīng)的信息反饋給基站BS1、BS2、BS3，然后基站BS1、BS2、BS3根據(jù)接收到的反饋索引矢量對(duì)各用戶進(jìn)行分組調(diào)度，得到最終的待服務(wù)用戶集合，接著重構(gòu)出該用戶集合的下行信道矩陣，以實(shí)現(xiàn)發(fā)射端的聯(lián)合預(yù)編碼。

二、實(shí)現(xiàn)步驟

本方案的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟 1：

基站端和用戶端預(yù)先存儲(chǔ)著離線碼本Ω={W1，…Wp，…，WN}，其中Wp為碼本空間Ω的第 p 個(gè)碼字，p=1，…，N，N=16為碼本大小。

步驟 3：

用戶i計(jì)算出對(duì)應(yīng)的單鏈路信道方向：

步驟 6：

用戶 i 將信道質(zhì)量指示γij與預(yù)設(shè)門限值γth比較，得到其下行反饋索引矢量vi，其中，預(yù)設(shè)門限值th根據(jù)系統(tǒng)要求的平均反饋開銷設(shè)置。

步驟 7：

三、仿真結(jié)果與分析

采用新方法，基站數(shù) B=3、用戶數(shù)U=3×30=90 、每個(gè)基站的發(fā)射天線數(shù) M=2、每個(gè)用戶的接收天線數(shù) R=1、碼本大小 N=16。

（1）在信噪比 SNR 取 0dB、5dB、10dB、15dB 時(shí)，對(duì)傳統(tǒng)信噪比方案的平均反饋負(fù)載比隨預(yù)設(shè)門限值變化情況進(jìn)行蒙特卡羅仿真，并與理論曲線進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)信噪比從 0dB變化到 15dB 時(shí)，信噪比越大，用戶的接收功率也就越大，那么信道質(zhì)量指示高于門限值的概率隨之增大，從而反饋開銷也增大；仿真曲線與理論曲線基本一致，該仿真驗(yàn)證了理論分析的正確性。

（2）當(dāng)預(yù)設(shè)門限值從 0dB 增大到 20dB，對(duì)應(yīng)的平均反饋負(fù)載比從3減小到0，說明本方案能夠通過提高預(yù)設(shè)門限值降低系統(tǒng)的平均反饋開銷。此外，在預(yù)設(shè)門限值為 10dB 處，本方案相對(duì)于傳統(tǒng)信噪比方案其平均反饋負(fù)載比減少了 0.3。

（3）在信噪比 SNR 取 10dB 時(shí)，對(duì)本方案與傳統(tǒng)信噪比方案的平均回程負(fù)載比隨平均反饋負(fù)載比變化情況進(jìn)行蒙特卡羅仿真，對(duì)于傳統(tǒng)信噪比方案，平均回程負(fù)載比恒等于1，而對(duì)于本方案的用戶分組調(diào)度方法，平均回程負(fù)載比小于或等于 1，且隨平均反饋負(fù)載比成線性增長(zhǎng)，與上述理論分析完全吻合。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] John G.Proakis， Digital Communications， Fifth Edition， 電子工業(yè)出版社，2009.

[2]薛超，林睿，張成強(qiáng).LTE-A系統(tǒng)中的CoMP分簇算法[J].中國科技論文在線， 2010.12.