一種多基站間協(xié)作傳輸技術(shù)

一種多基站間協(xié)作傳輸技術(shù)

0分布式動(dòng)態(tài)小區(qū)成簇策略在多組蜂窩系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的單通道廣播會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的小區(qū)域干擾，而多通道廣播的聯(lián)合傳輸可以將小區(qū)域干擾轉(zhuǎn)化為有用信號，從而顯著提高空間自由度。因此，多因素互聯(lián)是減少小區(qū)域干擾和提高系統(tǒng)性能的有效方法?，F(xiàn)有的動(dòng)態(tài)小區(qū)成簇策略多采用集中式的算法,即需要一個(gè)中央處理單元來收集系統(tǒng)中所有的信道狀態(tài)信息并據(jù)此來進(jìn)行小區(qū)成簇,這對回程鏈路的帶寬和中央處理單元的處理能力提出了很高的要求.而分布式的動(dòng)態(tài)小區(qū)分簇算法則可在保證系統(tǒng)性能的前提下很好地降低算法的復(fù)雜度和系統(tǒng)開銷,消除對高處理能力中央處理單元的依賴.本文所提出的分布式動(dòng)態(tài)小區(qū)成簇方案,與文獻(xiàn)1基于塊對同化的多固結(jié)構(gòu)的協(xié)作簇算法考慮由B個(gè)基站及K個(gè)移動(dòng)臺(tái)組成的蜂窩小區(qū)系統(tǒng)的下行鏈路,采用全局頻率復(fù)用.設(shè)每個(gè)基站有N用C表示所有不重疊基站簇的集合,集合中的每個(gè)元素c(c∈C)是基站集合B的一個(gè)子集,|c|代表集合c中的基站數(shù),協(xié)作簇c中被調(diào)度的用戶數(shù)為K其中其中其中P另有一種基于塊對角化算法的方案.該方案忽略簇間干擾,僅考慮協(xié)作簇,采用文獻(xiàn)2協(xié)作簇狀態(tài)所關(guān)聯(lián)的信號本文提出的分布式分簇算法包含以下幾點(diǎn)假設(shè):(1)每個(gè)時(shí)隙運(yùn)行一次分簇算法;(2)在每個(gè)時(shí)隙,任意的基站b采用輪詢算法僅調(diào)度一個(gè)用戶k其中,每個(gè)基站b還會(huì)保存一個(gè)受邀請協(xié)作簇列表IL(b),其中記錄了由其他基站提出的包含b的協(xié)作簇Step1令ε=B,每個(gè)基站從其候選協(xié)作簇列表PL(b)中選取第一個(gè)協(xié)作簇Step2對每個(gè)基站b∈εStep2.1如果Step2.2如果Step2.3基站b從Step2.4對于任何未成簇的基站b,如果其當(dāng)前提出的協(xié)作簇Step3如果在協(xié)作簇形成之后,每個(gè)移動(dòng)臺(tái)向其本地基站反饋為其服務(wù)協(xié)作簇c的完整信道狀態(tài)信息3仿真結(jié)果與分析本部分首先給出信道模型與仿真參數(shù),然后采用Matlab的simulink通信工具箱搭建蜂窩網(wǎng)絡(luò),模擬36個(gè)多基站協(xié)作小區(qū)傳輸通信系統(tǒng),對幾種小區(qū)分簇算法的和速率性能以及協(xié)作簇大小對和速率的影響進(jìn)行了仿真,并對仿真結(jié)果進(jìn)行了討論與分析.3.1單個(gè)變電站功率考慮一個(gè)由36個(gè)正六邊形小區(qū)組成系統(tǒng)的下行鏈路,每個(gè)基站都位于六邊形小區(qū)的中心,小區(qū)半徑為1km,收發(fā)天線數(shù)取為N其中,α表示基站b到用戶k的距離,單位為km,單個(gè)基站功率限制為P3.2sinr及和速率為了對比分布式分簇算法與集中式分簇算法的性能,這里給出一種集中式貪婪分簇算法,算法的具體步驟如下:從圖1中可以看出,一方面,在不同的SNR區(qū)間,算法表現(xiàn)出不同的增益特性.在低SNR區(qū)域,各個(gè)算法的和速率隨著SNR的增大而迅速增大,這是因?yàn)楫?dāng)基站發(fā)射功率較小時(shí),小區(qū)間干擾較小,有用信號功率的增加快于干擾信號,SINR及和速率也因此快速增大;在高SNR區(qū)域,和速率性能則都趨于飽和,因?yàn)楫?dāng)基站發(fā)射功率較大時(shí)簇間干擾也較大,故雖然此時(shí)的有用信號功率也會(huì)增大,但已不足以提升SINR.另一方面,由于基站間的協(xié)作傳輸能夠完全消除簇內(nèi)的用戶間干擾,故與無協(xié)作情況相比,基站間分簇協(xié)作帶來了明顯的和速率提升.另外,動(dòng)態(tài)分簇算法性能要優(yōu)于靜態(tài)算法,這是因?yàn)閯?dòng)態(tài)算法充分利用了變化的信道條件來決定協(xié)作方式,而靜態(tài)算法只依賴于固定的基站間地理位置關(guān)系,并沒有利用任何額外的信息來提高分簇的效果.本文提出的基于信道強(qiáng)度的分布式分簇算法十分接近于文獻(xiàn)對于動(dòng)態(tài)成簇算法,當(dāng)系統(tǒng)中小區(qū)總數(shù)較大時(shí),過大的協(xié)作簇會(huì)使得算法的復(fù)雜度過高,而過小的協(xié)作簇則不能很好地提升小區(qū)和速率4協(xié)作簇大小對算法的影響本文提出了一種新的分布式動(dòng)態(tài)小區(qū)成簇算法,該算法的各小區(qū)速率性能之和,明顯優(yōu)于靜態(tài)分簇算法并且十分接近集中式貪婪分簇算法,同時(shí)又具有較低的復(fù)雜度和信道估計(jì)開銷.另外,本文還研究了動(dòng)態(tài)分簇算法中協(xié)作簇大小對和速率性能的影響,仿真結(jié)果表明,協(xié)作簇大小選為3時(shí),算法能夠在速率性能與算法復(fù)雜度間取得最佳的效果.對于未來的工作,一方面可將用戶調(diào)度與小區(qū)成簇相結(jié)合的,另一方面可考慮適用于不準(zhǔn)確信道狀態(tài)信息場景的成簇算法,以期能夠?qū)⒃撍惴ǜ玫貞?yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)中.多小區(qū)協(xié)作時(shí)的功率分配與單小區(qū)多的功率分配的不同之處在于,多小區(qū)協(xié)作時(shí)各個(gè)基站有