OFDM系统中采用自适应天线阵列的下行分组调度算法研究和性能比较.PDFVIP

No．5 第14卷第5期 电路与系统学报 V01．14 2009年lO月 JoURNALOFCIRCUITSA小TDSYSTEMS October，2009 17—05 文章编号：1007—0249(2009)05·Ol OFDM系统中采用自适应天线阵列的下行分组 调度算法研究和性能比较· 张金文， 王文博 (北京邮电大学电信工程学院无线信号处理与网络实验室，北京100876) (1)分组调度选 摘要。基于OFDM下行系统，提出并比较了自适应天线阵列和分组调度算法结合的三种方式： 择用户，自适应天线服务用户；(2)自适应天线参与选择用户，并且服务用户；(3)空分方式选择用户，自适应天 线服务用户。仿真结果显示自适应天线阵列可以明显提高小区吞吐率等指标，并且(2)和(3)的性能优于(1)。 关键词。OFDM；分组调度；自适应天线阵列 TN 中圈分类号t 911 文献标识码t A 1 引言 带宽，更高传输速率的要求。 以OFDM为代表的多载波调制技术通过串／并变换，加长了符号持续时间，使得符号间干扰得到 很好的抑制。另外由于多载波调制技术将较宽的频带拆分成较窄的子载波，而每个子载波上信道的变 化可以认为是平坦的，这样很好的解决宽带上的频率选择性衰落的问题【l2】。 除了采用多载波调制技术外，4G另一个比较显著的特点是在收发双方都将采用多天线技术。而多 Antenna Array)和多入多出(MIMO：MultipleInputMultiple 天线技术以自适应天线阵列(AAA：Adaptive Output)为代表‘31。 本文将研究在4G中分组调度算法和AAA结合的问题。分组调度最初用在时域中多个经历平坦衰 落用户的调度，以获得时域的时间分集增益。对于OFDM来说，频率选择性衰落却可以利用起来。 OFDM将频带分割成正交的子载波，频率选择性衰落将导致不同的子载波增益。这也使得在OFDM系 统中可以在频域实现多用户分集【41。通过分组在时域和频域的调度，可以避免在较差的信道上(时隙， 子载波等)浪费过多的传输功率。 自适应天线阵列可以明显的提高系统容量，改善系统性能【5】。对于基于OFDM系统的分组调度来 说，自适应天线阵列的作用也主要体现在两个方面。一种是维持每个时间频率资源只分配给单一的用 户，采用传统的分组调度方法或者考虑自适应天线的因素来选择用户，然后采用自适应天线来改善传 输的性能。第二种是打破原来单一时间频率资源只能分配给单一用户的限制，在满足一定条件的前提 下，将同一时间频率资源分配给尽量多的用户。这两种方式都能够明显提高系统的容量。 本文基于OFDM本身的特点进行分析，引出OFDM系统中自适应天线阵列和分组调度算法的三 种结合方式：(1)分组调度选择用户，自适应天线服务用户；(2)自适应天线参与选择用户，并且服 务用户，使用分组调度算法来维持用户间的公平性，(3)空分方式来选择用户，自适应天线服务用户。 在第2节中分析这三种结合方式；在第3节中，对使用的系统仿真平台以及各种模型进行简单的阐述； 在第4节中，对三种结合方式的性能仿真结果给予分析和比较；最后在第5节给出研究结论。 ’收稿日期-2006-07—10修订日期：2006—09-22 万方数据 118 电路与系统学报 第14卷 2 OFDM系统中的采用自适应天线阵列的分组调度模型 度算法(PF)。研究的天线阵列都是线性等间距(LES)阵列。天线单元之间的问距为波长的i／2。 2．1 分组调度和自适应天线的简单结合 分组调度和自适应天线最简单的结合，就