稀疏網絡下的ORBF波束調度策略研究.pdf

1、隨著智能終端和移動互聯(lián)網日益普及,用戶對無線多媒體的需求呈現(xiàn)爆炸性增長,這使得無線通信系統(tǒng)亟需進一步提供更高速率的數(shù)據傳輸業(yè)務。長期演進(LongTermEvolution,LTE)項目利用多輸入多輸出(Multi-inputMulti-output,MIMO)技術,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量。在多用戶MIMO系統(tǒng)中,下行廣播信道是數(shù)據傳輸主要瓶頸。為了提升下行系統(tǒng)的性能,已有

2、的傳統(tǒng)自適應傳輸策略需要基站擁有完整的信道狀態(tài)信息(ChannelStateInformation,CSI)知識進行實際調度,從而給上行反饋信道造成極大的負擔,在實際系統(tǒng)中難以實現(xiàn)。
　　正交隨機波束成型(OrthogonalRandomBeamforming,ORBF)方案只需要每個用戶向基站反饋最大信干噪比(Signal-to-InterferenceandNoiseRatio,SINR)及對應的波束編號,因此其CSI反饋量極

3、少,且計算復雜度低。ORBF系統(tǒng)在用戶數(shù)較多時,擁有較好的和數(shù)據率性能。但在稀疏網絡中,該方案將會造成很大的性能損失。本文通過對ORBF方案進行數(shù)學建模,驗證并分析該系統(tǒng)的漸近統(tǒng)計特性。根據仿真評估,ORBF方案在用戶數(shù)較少環(huán)境中由于調度過多的波束進行數(shù)據傳輸,造成系統(tǒng)波束間干擾過大,使系統(tǒng)性能出現(xiàn)劣化。
　　為了克服稀疏網絡下ORBF系統(tǒng)的性能缺陷,本文提出了基于CSI等效重構的新型自適應波束調度策略。利用上述新型策略,基站能夠

4、根據各用戶有限的反饋重構相關CSI知識,并選擇適合當前信道環(huán)境的用戶波束組合進行實際數(shù)據傳輸。仿真結果表明,上述自適應調度策略通過CSI等效重構,能夠利用相關資源優(yōu)化算法在干擾受限狀態(tài)下動態(tài)調整實際調度波束,有效減少系統(tǒng)在稀疏網絡下的波束間干擾,改善ORBF系統(tǒng)性能。而且上述策略的CSI等效重構過程由于利用了ORBF系統(tǒng)各波束SINR值的次序統(tǒng)計特性,故降低了基站對各用戶額外CSI反饋的需求,保證了傳統(tǒng)ORBF方案低CSI反饋量的優(yōu)勢。