MIMO系統協作多點通信傳輸技術改進研究

毛元甫

【摘要】 本文提出一種 CoMP 系統中的新方案，以實現在保證系統吞吐量較高的同時，進一步降低了系統的平均反饋開銷和平均回程開銷。基站根據接收到的反饋索引矢量對用戶進行分組，在每個子組內分別進行用戶調度，得到待服務用戶，進而對待服務用戶進行預編碼。

【關鍵詞】 MIMO系統 多點通信傳輸 改進

一、系統模型

本方案使用的CoMP系統模型：其中基站BS1、BS2、BS3配置多根天線，各用戶由于體積、功耗和硬件復雜度因素的限制，只能配置單天線。各用戶先計算出單鏈路反饋索引矢量，根據該反饋索引矢量將對應的信息反饋給基站BS1、BS2、BS3，然后基站BS1、BS2、BS3根據接收到的反饋索引矢量對各用戶進行分組調度，得到最終的待服務用戶集合，接著重構出該用戶集合的下行信道矩陣，以實現發射端的聯合預編碼。

二、實現步驟

本方案的實現步驟如下：

步驟 1：

基站端和用戶端預先存儲著離線碼本Ω={W1，…Wp，…，WN}，其中Wp為碼本空間Ω的第 p 個碼字，p=1，…，N，N=16為碼本大小。

步驟 3：

用戶i計算出對應的單鏈路信道方向：

步驟 6：

用戶 i 將信道質量指示γij與預設門限值γth比較，得到其下行反饋索引矢量vi，其中，預設門限值th根據系統要求的平均反饋開銷設置。

步驟 7：

三、仿真結果與分析

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

（1）在信噪比 SNR 取 0dB、5dB、10dB、15dB 時，對傳統信噪比方案的平均反饋負載比隨預設門限值變化情況進行蒙特卡羅仿真，并與理論曲線進行對比，當信噪比從 0dB變化到 15dB 時，信噪比越大，用戶的接收功率也就越大，那么信道質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，該仿真驗證了理論分析的正確性。

（2）當預設門限值從 0dB 增大到 20dB，對應的平均反饋負載比從3減小到0，說明本方案能夠通過提高預設門限值降低系統的平均反饋開銷。此外，在預設門限值為 10dB 處，本方案相對于傳統信噪比方案其平均反饋負載比減少了 0.3。

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

參 考 文 獻

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

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