基于稀疏码多址接入系统的自适应编码调制方案与资源调度方法_3

文档序号:9869865阅读:来源:国知局
图重复上述步骤二一至二六 得到一对4点SCM码本;
[0078] 将一个BPSK星座图和一个QPSK星座图代替步骤二一中的QPSK星座图重复上述步 骤二一至二六得到一对8点SCMA码本。其它步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
【具体实施方式】 [0079] 本实施方式与一或二不同的是:步骤=中根据瞬 时下行SINR值,用户在每个TTI都将相应的CQI值报告给基站,基站根据上报的CQI信息及时 调整和更新用户的信道条件信息具体为:
[0080] 当信道条件较好即SINR> 10.3时,则采用高阶调制和高信道速率即根据一对16点 的SCMA码本调制来实现高的传输速率,获得较高的吞吐量;当信道条件质量较差SINR< 4.606时,采用低阶调制即根据一对4点的SCMA码本调制W保证传输链路的质量,当4.606 < SINR<10.3采用低阶调制即根据一对8点的SCMA码本调制W平衡传输链路的质量和传输速 率,从而实现在多用户情况下进行系统资源的最优分配。其它步骤及参数与【具体实施方式】 一或二相同。
【具体实施方式】 [0081] 四:本实施方式与一至=之一不同的是:步骤四中最 大吞吐量算法MT具体为:
[0082] 最大吞吐量算法MT:成皆(/) =砖.(f) =(斯-3)xA八a X及
[0083] 其中,i为num_SCC;调度时选取在当前子载波组内具有最大优先级的用户k,M为子 载波组上的子载波数,N为一个子帖上的符号数,;为调度时选取在当前子载波组内具有 最大优先级的用户k在第i个子载波组上获得的理论数据传输速率,Qk是用户k 一个符号所 能携带的比特数,R为根据用户的SINR值映射得到的用户k在子载波组i上的编码速率;t为 num_TTI;M旅S/贿; k = 1,2,3,…,n。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至S之 一相同。
【具体实施方式】 [0084] 五:本实施方式与一至四之一不同的是:步骤四中比 例公平算法PF具体为:
[0085] 比例公平算法PF
[0086] 化(t)为用户k在时间窗内的平均吞吐量。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至四 之一相同。
[0087] 采用W下实施例验证本发明的有益效果:
[0088] 实施例一:
[0089] 本实施例基于稀疏码多址接入系统的自适应编码调制方案与资源调度方法,具体 是按照W下步骤制备的:
[0090] 步骤一、建立系统模型;建立蜂窝网多小区系统,在蜂窝网多小区系统中任选一小 区,(基站位于小区的中屯、位置)并采用稀疏码多址(SCMA)方式(参考LTE系统进行了 SCMA系 统参数设置如表1所示)将该小区的参与调度的用户接入到蜂窝网多小区系统中;
[0091] 其中,多小区的系统中的每个小区为正六边形,半径为500m;且每个小区均与六个 小区相邻,并且参与调度的用户只随机分布在每个小区中;参与调度的用户仿真的业务均 为实时视频流业务;实时视频流业务要求的保证数据传输速率(GBR)为256化PS;
[0092] 表3 SCMA下行系统参数设置
[0094]该蜂窝网多小区SCMA系统中规定频域上每四个子载波和时域上每个子帖(每个子 帖包括14个符号)组成一个子载波组,记每个子帖的长度为1个调度周期(Transmission Time Interval,调度周期),从而每个调度周期内组成75个子载波组(5116-carrierCluster,SCC);W子载波组为单位进行资源调度;所有的子载波组都参与小区内的 用户调度;75个子载波组共占据5MHz带宽;
[00M] 步骤二、基于最大化最小乘机距离准则构造出一对4点的SCMA码本、一对8点的 SCM码本和一对16点的SCM码本;为后续的自适应调制编码做准备;
[0096]步骤=、自适应调制编码,在步骤一中选择的小区中,由于多路径传播产生的频率 选择性衰落和用户运动导致的时间选择性衰落,所W每个用户的瞬时下行SINR(Signal to Inte;rference plus Noise Ratio,信干噪比)值随物理资源块和TTKlYansmission Time Interval,调度周期)的不同而不同;根据瞬时下行SINR值,用户在每个TTKhansmission Time Interval,调度周期)都将相应的CQI (Qiannel如alitWndicator,信道质量指不)值 报告给基站,基站根据上报的CQI信息及时调整和更新用户的信道条件信息,然后系统采用 自适应调制编码(AdaptiveModulation and Coding,AMC)技术,根据信道条件的变化来动 态地选择适当的编码调制方案如下表2;从而实现在多用户情况下进行系统资源的最优分 配;
[0097] 表2编码调制方式、CQI值与SIN則央射表
[0099] 当信道条件较好即SINR>10.3时,则采用高阶调制和高信道速率即根据一对16点 的SCMA码本调制来实现高的传输速率,获得较高的吞吐量;当信道条件质量较差SINR< 4.606时,采用低阶调制即根据一对4点的SCMA码本调制W保证传输链路的质量,当4.606< SINR< 10.3采用低阶调制即根据一对8点的SCMA码本调制W平衡传输链路的质量和传输速 率,从而实现在多用户情况下进行系统资源的最优分配。
[0100] 步骤四、根据多用户情况下进行系统资源的最优分配的结果,对自适应调制编码 后的用户进行资源调度;
[0101] 其中,对自适应调制编码后的用户进行资源调度具体过程如下:
[0102] (1)、赋值num_TT I = 1,num_TT I 为当前调度时隙;
[0103] (2)、赋值num_SCC=l,num_SCC为子载波组的编号,依次为每个子载波组分配用 户;
[0104] (3)、根据优先级公式计算每个用户在当前调度时隙的优先级数值:Mi(num_TTI), M2(num_TTI)…Mn(num_lXp ;其中,优先级公式算法为最大吞吐量算法MT或比例公平算法 PF;
[01化]最大吞吐量算法MT具体为:
[0106] 最大吞吐量算法MT: A//;'(/)二 /;' (/) = (A.'- -3)xM X W
[0107] 其中,i为num_SCC;调度时选取在当前子载波组内具有最大优先级的用户k,M为子 载波组上的子载波数,N为一个子帖上的符号数,/, (0为调度时选取在当前子载波组内具有 最大优先级的用户k在第i个子载波组上获得的理论数据传输速率,Qk是用户k 一个符号所 能携带的比特数,R为根据用户的SINR值由表2映射得到的用户k在子载波组i上的编码速 率;t为num_TTI; MiimimJXJV)=JVV, (/) ;k= 1,2,3,. . .,n。
[0108] 比例公平算法PF具体为:
[0109] 比例公平算法PF:
[0110] 化(t)为用户k在时间窗内的平均吞吐量。
[0111] (4)、根据步骤(3)得出的n个用户优先级数值中挑选出优先级最高的6个用户Ki、 K2、K3、K4、Ks、K6 接受调度;
[0112] (5)、在选出的子载波组上传输用户Ki至Ks的数据,并将此子载波组标记为已分配; [0 11引(6)、分别判断步骤(5)中用户Ki至Ks获得数据速率是否小于GBR,若Ki至Ks中某个 用户获得数据小于GBR,则将此用户保留在服务列表Mi(num_TTI),M2(num_TTI),-'Mn(num_ TTI)中,若Ki至Ks中某个用户获得数据大于GBR,则将此用户从服务列表Mi(num_TTI),M2 (num_TTI)..-Mn(num_TTI)中清除;
[0114] (7)、判断子载波组是否分配完毕,若没有,则重复步骤(2)~(6),直至75个子载波 组分配完毕;
[0115] (8)、num_TTI=num_TTI+l;
[0116] (9)、判断num_TTI是否等于Ntti,若不相等,则重复步骤(2)~(8)直至num_TTI等于 系统调度时隙总数目Ntti为止;
[0117] 针对于多用户稀疏码多址接入系统,设计出与之相匹配的自适应调制编码方案, 能够根据信道条件的变化来动态地进行选择,并且提出了针对于SCMA系统的资源分配算 法。
[0118] 本发明将从SCMA系统的吞吐量和公平性两个方面对MT和PF算法进行性能仿真,并 与采用相同调度算法的正交频分多址接入(OFDMA)进行了对比。公平性的衡量采用经典 化in公平性指数作为评价指标:
,它是一个归一化的指标,取值范围为0~ 1。当所有分量相等时为1(最佳公平性),当1个分量攫取了全部资源时为l/n(n是参与竞争 的分量数KSCMA系统完全采用的是部分3中的调制编码方案,其它主要的仿真参数设置如 表3所示。
[0119] 表4系统仿真参数设置
[0120]
[0121] 图4对系统的吞吐量进行了仿真。从图4可W看出,无论是MT算法还是PF算法,SCMA 系统的吞吐量都要优于OFDMA系统,运是由于在相同的资源下SCMA系统可W容纳更多的用 户进行信息传输,虽然在调制编码方式上SC
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