论文部分内容阅读
多输入多输出技术(MIMO)和正交频分多址复用(OFDMA)技术是LTE和LTE-Advanced系统中的关键技术。下行多用户MIMO(MU-MIMO)系统在发射端和接收端都有多根天线用于数据的发送与接收,该系统可以在相同的时频资源上同时向多个用户传输数据或者多个用户同时向基站发送数据。但是随着移动通信的发展,用户数也在不断地增加,在同一时刻基站可服务的用户数有限,这时需要从所有用户中选择出一部分用户进行通信,也就是调度用户。多用户MIMO系统在不额外增加带宽的情况下增大了用户吞吐量的同时减小了调度用户之间的干扰,因此,该系统被广泛地应用于无线通信中。目前用户低速移动环境下的调度算法已有很多,由于用户低速移动时信道是准静态的,调度算法都是基于频率选择性调度的。但是随着高铁的普及,用户在高速移动环境下信道剧烈变化,采用频率选择性调度算法将导致传送给某一用户传输数据的信道出现深度衰落,从而导致传输给该用户的数据的差错概率增大的现象。而频率分集调度将整个系统带宽分配给一个用户传输数据,从而克服了部分信道的深度衰落。为了提高系统的频谱效率,文中首先提出了一种称为频域动态分配和频率分集调度算法(FDDA-FD)。该算法在提升了系统的吞吐量,增大了系统的频谱效率,但是与频率分集调度算法相比,小区边缘用户吞吐量并没有增加。为了提高系统的小区边缘用户吞吐量,提升系统的公平度,对用户高速移动环境下多用户下行MIMO系统的调度算法进行了研究并提出了一种称为改进的频域动态分配和频率分集调度算法(IFDDA-FD)的改进算法,该算法首先将小区中的用户根据离基站的距离分为小区边缘用户和小区中心用户,在给小区边缘用户发送信息时提高发射功率。算法保证了算法的复杂度为线性的情况下,综合考虑了小区吞吐量、系统频谱效率和小区中心用户和小区边缘用户之间的公平性。本文在基于MATLAB的LTE下行系统级仿真平台上仿真对比了比例公平调度算法、频率分集调度算法、FDDA-FD算法和IFDDA-FD算法,验证了系统在以上几个方面的性能并给出了算法适用于用户移动速率大于75km/h的情况。