LTe-A及大規(guī)模協(xié)作無線通信系統(tǒng)性能仿真評估.pdf

1、隨著移動化浪潮涌現(xiàn)，智能設(shè)備日益增多，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量呈指數(shù)增長，目前已大范圍商用的4G技術(shù)將難以支撐未來的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。為應(yīng)對更高的頻譜效率和能量效率需求，4G之后的通信技術(shù)變革迫在眉睫。密集分布式系統(tǒng)通過在宏小區(qū)范圍內(nèi)密集部署大量的低成本、易安裝和低復(fù)雜度的遠(yuǎn)端接入單元(RAU)，能極大地提升頻譜效率和能量效率，為應(yīng)對未來通信需求，提供了一種經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的解決方案，已成為移動通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文從系統(tǒng)級仿真角度，對LTE-Advan

2、ced及密集分布式協(xié)作通信系統(tǒng)的性能進(jìn)行了研究。
　　首先介紹了LTE-Advanced系統(tǒng)級仿真框架，并應(yīng)用適當(dāng)?shù)姆抡婺Ｐ秃头抡娣椒?，建立了基于C++的系統(tǒng)級仿真平臺。平臺包含主要模塊有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模塊、無線傳播模塊、鏈路級映射模塊、鏈路自適應(yīng)模塊和調(diào)度模塊等，為保證平臺的正確性和可靠性，根據(jù)3GPP和ITU組織的標(biāo)準(zhǔn)文檔對平臺進(jìn)行仿真校正。仿真結(jié)果表明，對于各項(xiàng)校正指標(biāo)，該平臺都達(dá)到了3GPP的要求，通過在該平臺上對輪循調(diào)度、最大

3、載干比調(diào)度和比例公平調(diào)度等三種算法的性能比較，發(fā)現(xiàn)比例公平調(diào)度算法能夠?qū)叫院屯掏铝窟M(jìn)行很好的折中。
　　接著本文借助于上述平臺對多用戶MIMO系統(tǒng)傳輸模式的自適應(yīng)切換方法展開了研究，并提出了基于遍歷速率的切換方法，包括單一模式切換策略和多種模式切換策略。隨著用戶移動速度和空間信道相關(guān)性等的變化，為使系統(tǒng)和速率最大，傳輸模式需要在基于瞬時信道狀態(tài)信息的單用戶和多用戶傳輸模式、基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息的單用戶和多用戶傳輸模式間進(jìn)行切換

4、。單一模式切換策略借助于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息將各用戶分組，并按照能量最大準(zhǔn)則選擇同組的兩個用戶，同時計(jì)算其在四種傳輸模式下的遍歷速率，最后選擇具有最大速率的傳輸模式。多種模式切換策略是對單一模式切換策略的改進(jìn)，其結(jié)合比例公平調(diào)度算法進(jìn)行了頻帶資源分配，使得被調(diào)度用戶可以超過兩個并能使用不同的傳輸模式。仿真表明，在多小區(qū)多用戶場景下，兩種切換策略都能使用戶選擇適合當(dāng)前信道的最佳傳輸模式，并能提高系統(tǒng)頻譜效率，且多種模式切換策略性能更優(yōu)。

5、>　　最后本文對多小區(qū)密集分布式無線通信系統(tǒng)的下行傳輸進(jìn)行了研究，并提出了基于RAU調(diào)度的區(qū)間干擾消除方法。為減少回程鏈路開銷，該方法主要利用局部統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息來實(shí)施調(diào)度，通過將無數(shù)據(jù)傳輸?shù)腞AU設(shè)為休眠狀態(tài)以降低干擾。同時根據(jù)用戶傳輸模式的不同，提出了基于單RAU傳輸?shù)呢澙氛{(diào)度算法和基于協(xié)作RAU傳輸?shù)呢澙氛{(diào)度算法。隨后研究了在宏小區(qū)用戶數(shù)量、RAU數(shù)量和RAU發(fā)射功率等不同因素的影響下，兩種調(diào)度算法的性能。仿真結(jié)果表明，兩種調(diào)度算