Lte多天线系统的多天线自适应调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于LTE通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种LTE多天线系统的多天线 自适应调度方法。
【背景技术】
[0002] 为了应对宽带接入技术的挑战，同时为了满足新型业务的需求，国际标准化组 织 3GPP (3rd Generation Partnership Pro ject)在 2004 年底启动了 通用移动通信 系统（Universal Mobile Telecommunication System, UMTS)的长期演进（Long Term Evolution，LTE)项目。该项目的目的就是研发一个高数据率、高信道容量、低延迟和低成 本的移动通信系统。LTE系统采用了以正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiple, OFDM)和多输入多输出（Multiple Input Multiple Output, ΜΙΜΟ)为核心的技 术，同时还配合使用自适应编码调制（Adaptive Modulation and Coding, AMC)技术来进一 步提尚系统的性能。
[0003] MIMO技术就是在无线传输的收发两端都采用多根天线，与传统的单天线传输相 比，发射端的多根天线与接收端的多根天线之间可以构成多个并行的空间子信道，而这些 子信道可以并行独立地传输信息，这样一方面能够极大地提高数据传输速率，从而满足高 速率和大容量的要求；另一方面又可以很好地提高系统的抗衰落和抗噪声能力。因此，MIMO 技术也被认为是未来移动通信和个人通信系统实现高速率数据传输，提高传输质量的重要 途径。
[0004] AMC技术就是根据信道条件的变化，动态地选择适当的调制和编码方式 (Modulation and Coding Scheme, MCS)。这种技术已经广泛应用于现有的无线通信系统 中。其基本思想就是在发送端利用接收端反馈回测量到的信道状态信息，通过一定的处理 得到调制和编码方式MCS、数据速率以及发送功率等参数，然后通过这些参数来进行数据发 送，以便在不同的信道条件下确保系统性能达到最优。
[0005] 自适应调制编码的基本原理就是根据当前信道状态信息CSI，体现为此时传输信 道的信干噪比SINR或信噪比SNR，在接收端动态地调节传输信道的编码调制模式，从而使 得无线信道资源最大化利用。然而单纯使用自适应调制编码并不能真正使系统增益和系统 性能最大化，而还需要采用多天线调度进行配合。图1是自适应调制编码AMC模型框图。如 图1所示，除了采用自适应调制编码外，还可以采用多天线调度，来对发送端的天线模式进 行控制。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种LTE多天线系统的多天线自适 应调度方法，使天线模式能自动适应当前信道环境，提高系统吞吐率。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明LTE多天线系统的多天线自适应调度方法，包括以 下步骤：
[0008] SI :接收端向发送端反馈每个信道的信噪比没臟^其中i表示信道的序号，取值 范围为i = 1，2,. . .，T，T为反馈信道的个数；
[0009] S2 :接收端根据信噪比.S//V7?;:;分别计算三种天线模式下的等效信息质量信息 SINRsisi]、SINMP SINR SM，其中下标SISO表示单天线模式，下标TD表示发送分集模式，下标 SM表示空间复用模式；计算公式分别为：
[0010]
[0011]
[0012]
[0013] 其中，M表示发射端天线数，N表示接收端天线数；
[0014] S3 :分别计算三种天线模式的信道容量CSIS。、Ctd和C SM，计算公式为：
[0015] Csiso - log 2 (I+SINRsiso)
[0016] Ctd= log 2 (1+SINRtd)
[0017] C31= MX Iog2 (1+SINRsm)
[0018] S4 :计算判决系数a，计算公式为：
[0019]
[0020] S5 :如果a多a th，采用单天线模式；如果不是，则进一步判断是否CTD> Csm，如果 是，则采用发送分集模式，否则采用空间复用模式。
[0021] 本发明LTE多天线系统的多天线自适应调度方法，接收端向发送端反馈每个信道 的信噪比，发送端根据信噪比分别计算三种天线模式下的等效信息质量信息，然后计算得 到三种天线模式的信道容量，再计算得到判决系数，如果判断系数大于等于预设阈值，则采 用单天线模式；否则进一步判断发送分集模式的信道容量是否大于等于空间复用模式的信 道容量，如果是则采用发送分集模式，否则采用空间复用模式。本发明通过信道信噪比来自 适应地设置发送端的天线模式，使天线模式能自动适应当前信道环境，进而提高系统吞吐 率。
【附图说明】
[0022] 图1是自适应调制编码AMC模型框图；
[0023] 图2是本发明LTE多天线系统的多天线自适应调度方法的流程图；
[0024] 图3是不同判决系数门限下的系统吞吐量曲线图；
[0025] 图4是天线数目为2X2时PedB信道在不同天线模式下的吞吐量曲线图；
[0026] 图5是天线数目为4X4时PedB信道在不同天线模式下的吞吐量曲线图；
[0027] 图6是天线数目为2X2时VehA信道在不同天线模式下的吞吐量曲线图；
[0028] 图7是天线数目为4X4时VehA信道在不同天线模式下的吞吐量曲线图；
[0029] 图8是天线数目为2X2时HI信道在不同天线模式下的吞吐量曲线图；
[0030] 图9是天线数目为4X4时HI信道在不同天线模式下的吞吐量曲线图。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便本领域的技术人员更好地 理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许 会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0032] 实施例
[0033] 图2是本发明LTE多天线系统的多天线自适应调度方法的流程图。各图2所示， 本发明LTE多天线系统的多天线自适应调度方法包括以下步骤：
[0034] S201 :接收端反馈信道信噪比：
[0035] 接收端向发送端反馈每个信道的信噪比Λ7Λ7?;,.，其中i表示信道的序号，取值范围 为i = 1，2, ...，T，T为反馈信道的个数，即接收端的接收信道个数。
[0036] 为了便于计算，本实施例中采用理想情况下的信噪比计算公式，即不考虑接收端 信道估计误差以及信道时变的影响，计算公式为： _7]
⑴
[0038] 其中，Psrs为节点所在小区导频测量信号（Sound Reference Signal, SRS)的接收 功率；g为第j个子载波的信道功率谱，Q为传输子载波个数，由系统带宽B决定；β为信 道衰落系数，不同的信道取值不同；Ν。为信道噪声的功率谱密度；S 1表示干扰功率，即相邻 小区内所有用户导频信号接收功率之和，表示为
其中Ils指第k个相邻小 区中的导频功率值，k的取值范围为k= 1，2，···，Κ，Κ是指相邻小区中的导频信号数量。当 仅考虑一个小区的单个用户时，干扰功率S1的值可以忽略。
[0039] S202 :计算等效信道质量信息：
[0040] 接收端根据信噪比S/Μ%分别计算三种天线模式下的等效信道质量信息SINRSIS。、 SINMP SINRsm，计算公式分别为：
[0041 ]
[0042]
[0043]
[0044] 其中，M表示发射端天线数，N表示接收端天线数；下标SISO表示单天线模式，下 标TD表示发送分集模式，下标SM表示空间复用模式。
[0045] S203 :计算信道容量：