LTE上行链路自适应技术研究_图文

导读:无线通信系统需要采用自适应的手段来适应信道的变化,这些自适应技术包括物理层自适应、链路层自适应和网络层自适应,物理层自适应技术多种多样,包括自适应编码调制、功率控制、速率控制等,链路层自适应包括ARO技术、拥塞控制等,网络层自适应包括跨层协作等,链路自适应技术的目的是无线资源的最优配置,物理层技术中,我们仿真了自适应编码调制、功率控制、资源调度,4.2自适应编码调制,这也就是ARQ技术产生的必

LTE上行链路自适应技术研究_图文

第四章结果分析

由于信道的时变性,无线通信系统需要采用自适应的手段来适应信道的变化。这些自适应技术包括物理层自适应、链路层自适应和网络层自适应。物理层自适应技术多种多样,包括自适应编码调制、功率控制、速率控制等;链路层自适应包括ARO技术、拥塞控制等;网络层自适应包括跨层协作等。归根到底,链路自适应技术的目的是无线资源的最优配置。

物理层技术中,我们仿真了自适应编码调制、功率控制、资源调度;链路层仿真了HARQ;网络层的分层协作未涉及。

4.1统计方法

结果分析过程,首先要说明两种统计方法:直方图和累积分布函数。

4.1.1直方图

直方图又称柱状图,它是表示数据分布情况的一种主要工具。用直方图可以将杂乱无章的资料,解析出规则性,比较直观地看出特性的分布状态。直方图是将所收集的测定值或数据的全距分为几个相等的区间作为横轴,并将各区间内之测定值所出现次数累积而成的面积。用柱状排列起来的图形,故我们亦称之为柱状图。

4.1.2累积密度函数

累积密度函数(CumulativeDe璐ityFuncIi∞,CDF)描述的是实数随机变量x的概率分布情况。在数轴的实数值代表的样本空间的样本或实体,它们并非确定数,它们只是样本空间s中样本的“数字符号”形式的代表,因此必须与其概率相对应才有真实意义。S全部样本的累积概率——整集的概率为1,即取回-1,而随机变量中的部分事件(zi对的概率只Zi而是一切不大于某特定取值石的随机变量z的累积概率,其大小随z取值变化,因此称其为累积密度函数或累积分布函数。具体可以表示为:

P{zs工}一目O)

且有:式(4.1)

B(一m)一O目p)一l

柏0s毛O)s1式(4.2)

4.2自适应编码调制

如图4—1是仿真中得到的调制编码方式选择的分布。由于正比公平算法在调度过程中选择信道条件好的移动台的机会较大,因而从统计意义上说,正比公平算法比轮询算法选择了更高阶的调制和更高码率的编码。因此,对扇区的吞吐量,正比公平算法优于轮询算法。相同条件下,前者的频谱利用率为0.78MHz,S,而后者仅为O.59b,Hz,s。

田4—1正比公平和轮询算法下的调制编码组合分布

虽然调制编码组合的选择不同,但是在仿真过程中,各组的工作点近似相同,这一点将在后面的图示中展示。这说明,每个移动台都选择了最为合理的调制编码组合方式。之所以工作点不是100%,是由于信道的时变性和控制时延的影响,这也就是ARQ技术产生的必然。

自适应编码调制本身可以提供一定的灵活性去根据测量的信道条件选择合适的调制编码组合,但是这需要很精确的信道测量,而且时延的影响也是不可忽略的。所以,一般需要将AMC与ARQ联合使用。将AMc与HARQ合并会形成最优的结合:AMC提供了粗糙的数据速率选择,而HARQ根据信道条件对数据速率作精细的调整。41

4.3HAR0

对轮询调度和正比公平调度算法,HARQ的分布是相似的。大约有80%的数据可以在第一次传输后得以正确接收,仅有大约1%的用户数据在三次重传后仍然错误,被舍弃,见图4.2。虽然二者地~RQ分布相似,但是所对应的调制编码组合分布是不同的,因而吞吐率会有很大的差异。

图4—2正比公平和轮询算法下的H从Q分布

图4—3不同分组的H从Q工作点分布

另外,对所有分组而言,虽然目标信噪比设置和调制编码组合方式不同,但m讯Q的分布应该是相似的,见图4?3。

4.4功率控制

4.4.1目标信噪比设置

目标信噪比的设置直接影响到系统的吞吐率和边缘用户速率。

目标信噪比与移动台的发射功率相对应,目标信噪比越高,移动台的发射功率越大。当理论计算的值超出最大发射功率限制时,以最大功率发射。

决定吞吐率的主要是移动台选择的调制编码组合方式,而调制编码组合又是由基站接收到的载干比瓯NR决定的,其计算公式如下:

册忸一昂侣+晶)

声功率。式(”)其中最是目标移动台的接收功率,只是来自相邻扇区的同频干扰,昂是噪

从上面的公式可以看出,最和毋的量级是同步变化的。当最和只的量级远大于昂时,目的作用可以忽略不计。

为了证明吞吐率和目标信噪比的函数关系,我们需要不断改变目标信噪比的取值,统计不同信噪比下的吞吐率。但是,要想对整个系统进行这样的统计,必须消除随机性带来的影响,否则得到的结论没有说服力。因为移动台的位置和信道条件相差较大,对于大量移动台的仿真,其平均吞吐率的增减会被中和掉.

鉴于上述原因,我们设置了一个特定的仿真条件。我们仅在各小区的一个扇区的固定位置进行移动台撒点,去掉阴影衰落,仅保留大尺度衰落和快衰落的影响,也就是说,系统内的所有移动台具有近似的信道条件,如图4.4所示。每个点上移动台的个数和分组的个数相同,这样保证每个分组内有且仅有一个移动台被调度。

通过不断修改目标信噪比的数值,我们得到了图4.5的cDF曲线。当目标信噪比达到30dB之后,cDF曲线基本重合,也就是说系统的性能几乎不再发生变化。之所以CDF曲线几乎是垂直的,是因为所有移动台的信道条件基本相同(大尺度衰落相同,快衰落不同),并且被调度的概率是相同的。43

五星文库wxphp.com包含总结汇报、专业文献、IT计算机、人文社科、计划方案、党团工作、资格考试、办公文档以及LTE上行链路自适应技术研究_图文等内容。

本文共15页1<<9101112131415