多用户MIMO系统公平调度研究

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MIMO(Multiuser multiple-input multiple-output,多入多出)系统在空分多址的优势下可以提供很高的信道容量。所有用户信号共同处理使得系统性能得到显著的改善、数据率进一步提高,因此基站和接入节点的信道状态信息很重要。无线网络中,由于调度传输问题可以显著的影响系统容量,因此得到越来越多的学者的关注。不同的移动用户的信道是独立和时变的,在时延可接受的范围内,通过调度信道状态更好的移动用户来发送或者接收信息可以显著提高数据流的吞吐量。然而,如果用户的信道质量不仅在瞬时不同,而且平均信道质量也不同,那么在考虑用户分级增益的时候就要寻求系统容量和公平性间的平衡,这是因为公平标准在系统容量和每个用户的吞吐量间的性能平衡起着很重要的作用。本文的主旨是对多用户在MIMO系统中公平性调度框架的性能估计。本文选择了3个调度算法,波束形成方法、预编码方法和广播的方法,并估算了相应的系统的容量。本文的动机也是设计一个在无线MIMO系统中能取得良好的系统容量的调度方法。通过仿真对比以上三种调度方案,实验结果表明基于扩展的系统模型的波束成型方法,通过次最优选择机制,加上简单连续干扰消除的方法,这个框架基本上可以达到最好的性能指标。
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