一种基于信干比门限反馈的MIMO下行系统自适应传输策略

林宏志,王德胜,岳 锴

(华中科技大学武汉光电国家实验室,武汉430074)

1 引 言

多天线系统与单天线系统相比,能够显著提高系统频谱效率和改善系统性能,被认为是实现未来高速无线通信关键技术之一。近来,相对于点对点MIMO的研究,人们对多用户MIMO尤其是下行系统的关注逐渐多了起来[1]。目前研究表明,污纸编码(Dirty Paper Coding,DPC)可实现MIMO高斯广播信道的速率和[2-4]。Sharif指出,若用户端单根接收天线,当系统用户数多时,污纸编码总速率具有MlgK的渐进形式[5]。但由于污纸编码要求发射机具有理想信道信息及编码方法高复杂度,应用到实际系统中不太可取。因此,能够有效降低系统反馈且具有低复杂度的传输策略得到了广泛研究。

Sharif[6]提出了正交随机波束成形(ORBF)传输策略,发射机在发送信号矢量上乘以服从均方分布的预编码矩阵,每用户反馈最大的信干比和最大信干比对应的波束序号,基站基于这些反馈信息,选取最优的M个用户传输。其研究表明,当系统内用户数多时,ORBF总速率渐进表达式为 MlgK,与DPC总速率渐进表达式相同。Gesbet[7]在单天线下行系统提出基于信噪比门限的反馈策略,仅当信噪比高于某个门限时才能反馈,证明在大大减少系统反馈(较少了90%)的情况下,系统总速率仍然非常接近理想反馈的情形。受此启发,本文基于ORBF,提出了一种基于信干比门限反馈的传输策略,并给出了系统平均总速率与信干比门限的关系表达式。

文中标识说明:矩阵和矢量用粗体字表示;(·)T、(·)H、(·) 分别表示转置 、Hermitian 转置和伪逆阵;‖·‖表示矢量 2-范数;[·]i,j表示矩阵的第i行第j列元素。……