基于空分复用的MAC层调度算法对IEEE802.16网络性能的影响分析.pdfVIP

中圜通信掌杀无线骚弼动幽售丕璺会掌希帮会 基子空分复用酌MAC层调度算法对 IEEE802．1 6网络J：生能的影嫡分析 中国移动通信集团浙江有限公司温州分公司 孟海强 摘 要：过去十年中开发的高级天线技术和算法正逐渐被应用于现代无线系统。 IEEE802．16作为第一个无线城域网标准，也开始提供支持智能天线技术的方式。该论 文先介绍媒介接入控制层和物理层，并阐述了IEEES02．16对空分复用技术的支持。本 文重点仿真空分复用产生的蜂窝内并行传输之间互扰的影响。最后，作者演示了两种可 以有效控制并行传输之间互扰的基于空分复用的MAC层调度算法。 关键词：MAC层调度算法智能天线 蜂窝内互扰预失真技术 联合检测技术 波束成形技术 论 1 概述 文 集 论坛(微波存取全球互通技术)提供支持。IEEE802．16标准集成应用自适应天线技术的 方式。这些高级天线技术对于无线连接的容量和服务质量方面有显著的影响，并且可以 有效利用现有的频谱[43。预失真和波束成形技术可以实现不同信号的并行传输。联合 检测技术可以应用于并行接收不用信号。概述后，第二节中将简单介绍SDMA使用的 协议。第五节介绍事件触发的仿真环境以及仿真结果相应的场景说明。第六节阐述了 MAC帧对SDMA的支持，以及对IEEE802．16MAC层支持SDMA的性能评价结果。 接下来对蜂窝内互扰对系统容量的影响进行调查，并且阐述了智能调度算法的必要性。 第七节以及第八节介绍了两个能够有效支持SDMA系统的调度算法。 2 空分复用 如果天线矩阵应用于802．16基站(BS)，波束成形算法可以集中发送能量至一定的 方向，以提高接收信噪比(SNR)。该算法可以同时控制零信号指向特定的方向，以降低 同信道互扰。天线辐射图受控于采用的权值，即指向每个天线阵元的复数。因此，天线 辐射图可以由一个权值矢量wi体现。该权值矢量由每个天线阵元的权值组成(见图 1)。如果同时应用多个天线辐射图，必须计算每个天线辐射图的权值矢量(W。，W，， Ⅳ卜，)。波束成形或预平衡功能可以集中传送能量至期望的方向，使接收信噪比最大 ．455· 直线排列的天线阵元可使天线矩阵同时应用 测技术可以实现一个天线矩阵同时接收不同 的信号。两个信号可以被分离，比特流可以被独立的恢复。 图1 多信号的波束成形器[3] 图2两个优化的波束辐射图以及相 应的辐射强度因子口 、^ I匕 文 图2展示一个配置实例。假设应用算法可以使不同的用户被足够好的分离，优化后 集 的天线辐射图(实线)中信号被指向用户l，并且零信号被指定至用户2方向。同时另一 个不同信号通过另一个优化后的天线辐射图(虚线)指向用户2，同样零信号被指定至用 户l。这样，用户1方向的最终辐射强度因子口。。和口2。见图2所示。该图为2个用户场 景，使用四个天线阵元。该原理可以应用于下行连接(DL)以及上行连接(UL)。 3媒介接入控制 IEEE802．16 MAC层汇聚了多种高层协议、系统接人、带宽分配、连接建立、连接维 MAC层协议独立于物理层，其余部分与物理层相关。 (TDD)模式，包含下行链路子帧和上行子帧。下行子帧由前导头开始。接下来是帧控制 报头(FCH)，其指定了FCH后面的四个下行突发(DLburst)的定位以及物理层调制和 编码策略。F