lst在用户调度系统中的性能分析及其改进
6页1、L S T 在用户调度系统中的性能分析及其改进 都科摩( 北京) 通信技术研究中心有限公司 潘振岗陈岚 擅l :未来的无线通信系统需要支持非常高的数据传输速率。为r 在有限的无线频率资源下实现这个 目标我们需要找到能提供高频谱效率的技术。多输人多输出系统( M I M O ) 和基于信道条件的用户调度 技术诎认为是分别针对物硼层和媒体接人层的两个非常有效的技术。针对于M I M O 系统例种基本的方豢 S T C 和I S T ,以前的研究表明S T C 在用户调度F 性能不好而L S T 表现很好。本文从理论l :对L S T 在用 户捌度系统中的性能作r 分析,指出当发送天线数多于接收天线数的时候,L C , T 同样会有性能损失。根据 这个发现我们提出r 改进的调度方法,仿真结果表明改进的方法可以克服这个缺点。 关词:多输人多输出,空时码,分层信号处理( L S T ) ,用户调度o 1 、引言 未来的第4 代无线通信系统需要支持非常高速率的数据业务,比如说视频会议、视频点播、交互式 游戏等等。r r u RM 1 6 4 5 文件中对第4 代移动通信系统作了具体的要求:对于高速
2、无线业务( H 磅 M o b i l i t y ) ,需要支持撮高到1 亿比特每秒( 1 0 0 M b p s ) 的速率( D a t aR ;而对于低速( L o wM o b i l i t y ) 或者固定 无线( F i x e dw i r e l e s s ) 业务,更需要达到1 0 亿比特每秒( I G b p s ) 的速率。无线通信中一个信道的速率等于那 个信道的频谱带宽( s p e c t r u mb a n d w i d t h ) 和其所应用技术的频谱效率( s p e c t r u me f f i c i e n c y ) 能J 乘积。为了提高 速率我们可以去提高它的频谱带宽或提高所应用技术的频谱效率。我们都知道,频率资源是有限的, 所以不可能无限制的去通过增加频谱带宽来增加通信速率。唯一的方法就是去提高技术的频谱效率。大 体的说,这可以通过两个途径来获得。一是通过物理层的技术如先进的调制编码技术、信号处理技术等 来提高链路级的频谱效率。另一个方面是通过高层的控制达到更灵活的资源分配来实现系统级的频谱效 率。多输人多输出( m u l t
3、 i p l ei n p u tm u l t i p l eo u t p u t M I M O ) 系统和基于信道条件的用户调度( C h a n n e l a w a r e u s e rs c h e d u l i n g ) 是相应的两种最有希望实现这个目标的方法。 所谓的多输人多输出技术就是在通信系统的发送端和接收端安装多个天线( m u l t i p l ea n t e n n a s ) 。因为 不同的天线在物理上是分开的,所以我们一般认为多天线给通信系统引进了一个额外的信号域空间 域( s p a t i a l d o m a i n ) 。通过使用空间域,文献 1 】指出了多天线系统的频谱效率和m i n n r ,n 。) 是成正比的, 这里脚是发送端的天线数,n 。是接收端的天线数。这篇文章给多天线M 1 M O 系统提供了理论上的依据, 由此引发了对多天线系统的研究热潮,很多技术包括编码( c o d i n g ) 、空间信号处理( s p a t i a ls i g n a l p r e s s i n g ) 、多用户支持( m u
4、l t i u s e rs u p p o r t i n g ) 等等被不同的学者相继提出。其中最早也是最基奉的空间域 使用方法有两种。一是文献【2 】中提出的分层空时信号处理( L a y e r e dS p a c e - T i m ep r o c e s s i n g L S T ) ,另一 个是文献 3 1 P 提出的空时编码( S p a c e - T i m eC o d i n g S T C ) o 他们是通过不同的方式使用空间域来实现链 路级的性能提高。文献【4 】给出了这些方式的明确定义:L S T 是利用空间域来提供复用增益( M u l t i p l e x i n g G a i n ) ,而S T C 是利用空间域来提供分集增益( D i v e r s i t yG a i n ) o 研究表明,在不同的情况下,这两种增益有 不同的性能表现。 我们再来讨论一下用户调度技术。传统的蜂窝系统的通信模式是这样的:蜂窝中的一个基站( a s 。B a s e S t a t i o n ) 同时为很多个用户( M s ,M o b i l es t
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