稀疏網(wǎng)絡(luò)下的ORBF波束調(diào)度策略研究.pdf

1、隨著智能終端和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)日益普及,用戶對(duì)無(wú)線多媒體的需求呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng),這使得無(wú)線通信系統(tǒng)亟需進(jìn)一步提供更高速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。長(zhǎng)期演進(jìn)(LongTermEvolution,LTE)項(xiàng)目利用多輸入多輸出(Multi-inputMulti-output,MIMO)技術(shù),在不額外增加發(fā)射功率和系統(tǒng)頻率資源的條件下,大幅度增加系統(tǒng)的傳輸速率和改善通信鏈路質(zhì)量。在多用戶MIMO系統(tǒng)中,下行廣播信道是數(shù)據(jù)傳輸主要瓶頸。為了提升下行系統(tǒng)的性能,已有

2、的傳統(tǒng)自適應(yīng)傳輸策略需要基站擁有完整的信道狀態(tài)信息(ChannelStateInformation,CSI)知識(shí)進(jìn)行實(shí)際調(diào)度,從而給上行反饋信道造成極大的負(fù)擔(dān),在實(shí)際系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)。
　　正交隨機(jī)波束成型(OrthogonalRandomBeamforming,ORBF)方案只需要每個(gè)用戶向基站反饋?zhàn)畲笮鸥稍氡?Signal-to-InterferenceandNoiseRatio,SINR)及對(duì)應(yīng)的波束編號(hào),因此其CSI反饋量極

3、少,且計(jì)算復(fù)雜度低。ORBF系統(tǒng)在用戶數(shù)較多時(shí),擁有較好的和數(shù)據(jù)率性能。但在稀疏網(wǎng)絡(luò)中,該方案將會(huì)造成很大的性能損失。本文通過(guò)對(duì)ORBF方案進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,驗(yàn)證并分析該系統(tǒng)的漸近統(tǒng)計(jì)特性。根據(jù)仿真評(píng)估,ORBF方案在用戶數(shù)較少環(huán)境中由于調(diào)度過(guò)多的波束進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,造成系統(tǒng)波束間干擾過(guò)大,使系統(tǒng)性能出現(xiàn)劣化。
　　為了克服稀疏網(wǎng)絡(luò)下ORBF系統(tǒng)的性能缺陷,本文提出了基于CSI等效重構(gòu)的新型自適應(yīng)波束調(diào)度策略。利用上述新型策略,基站能夠

4、根據(jù)各用戶有限的反饋重構(gòu)相關(guān)CSI知識(shí),并選擇適合當(dāng)前信道環(huán)境的用戶波束組合進(jìn)行實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸。仿真結(jié)果表明,上述自適應(yīng)調(diào)度策略通過(guò)CSI等效重構(gòu),能夠利用相關(guān)資源優(yōu)化算法在干擾受限狀態(tài)下動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)際調(diào)度波束,有效減少系統(tǒng)在稀疏網(wǎng)絡(luò)下的波束間干擾,改善ORBF系統(tǒng)性能。而且上述策略的CSI等效重構(gòu)過(guò)程由于利用了ORBF系統(tǒng)各波束SINR值的次序統(tǒng)計(jì)特性,故降低了基站對(duì)各用戶額外CSI反饋的需求,保證了傳統(tǒng)ORBF方案低CSI反饋量的優(yōu)勢(shì)。