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1、南京邮电大学 硕士学位论文 基于1-Bit量化法的CQI有限反馈研究 姓名：蒙志进 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：宋荣方 20100501 南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要 摘要 信息论研究结果表明，如果多用户的信道衰落相互独立，任一时隙只服务于信道最好 的用户，则能获得多用户分集增益，从而使系统的总吞吐量最大化，而且与用户数成正比。 信道自适应技术是宽带无线通信中提高频谱效率的有效手段之一。在多用户下行链路中， 为了进行多用户调度和自适应调制编码，要求发送端知道信道质量信息( C h a n n e lQ u a l i t y I n f o r m a t i o
2、 n ，C Q I ) 。由于上下行中干扰和噪声不对称，所以C Q I 必须由终端反馈获得。一 些参考文献提出了1 - b i t 量化法，研究结果显示，如果每个用户的平均信号干扰噪声比 ( S I N R ) 已知，在大多数情况下，1 - b i t 量化可达到非量化情况下吞吐量的9 0 。在多载波 系统中，反馈量与子载波数成正比，1 - b i t 量化的反馈量仍显得太大，而且1 - b i t 法的反馈 序列具有很大的冗余度，有必要研究C Q I 有限反馈技术。 本文提出了一种多载波系统中基于1 - b i t 法的改进算法，给出了其吞吐量的表达式， 用户仅反馈部分子信道的C Q I ，
3、计算和仿真结果表明，当被反馈的子信道个数约等于用户 的信道增益超过门限的子信道个数的期望值时，改进算法的二进制反馈序列长度值降为原 反馈系列的信息量值，且由此带来的吞吐量损失是很少。 分析了过期C Q I 对改进1 - b i t 法的影响，分析了其吞吐量，给出了其吞吐量的表达 式，并通过证明得出，随用户数足增长，存在反馈时延的改进1 - b i t 反馈法的吞吐量增长 速率为( 1 0 9 l o g K ) ，这与无时延C Q I 全反馈的相同。 协同多点传输( C o M P ) 技术是一项能够有效降低小区间干扰，提高小区边缘用户性能 的技术。用户反馈作为其中的关键环节，可以提供单小区或
4、多小区的C Q I 或信道状态信 息( c s i ) ，能够显著消除干扰，提高系统吞吐量。本文把相邻的小区边缘区域看作一个虚 拟蜂窝，应用1 - b i t 反馈法反馈C Q I ，每子信道反馈l 比特，根据反馈到基站端的C Q I ， 任何时间任何子信道只能被分配给一个用户，以去除干扰。计算和仿真结果表明，此方法 能有效去除小区边缘的干扰和提高系统吞吐量。 南京邮电大学硕士研究生学位论文 A b s t r a c t I n f o r m a t i o nt h e o r yh a ss h o w nt h a ti ft h ec h a n n e l so fm u l t
5、 i p l eu s e r sa r ei n d e p e n d e n ta n d t h eU S e r 谢t l lt h eb e s ti n s t a n t a n e o u sc h a n n e lq u a l i t yi sc h o s e nt ot r a n s m i t ，t h em u l t i - u s e r d i v e r s i t yg a i nc a nb ea c h i e v e da n dt h et o t a lt h r o u g h p u to fs y s t e mC a nb em a
6、 x i m i z e d ，w h i c h i n c r e a s e sl i n e a r l y 诵mt h en u m b e ro fU S C I “ S A d a p t i v em o d u l a t i o nc o d i n g ( A M C ) i so n eo ft h e p r o m i s i n gt e c h n i q u e s f o ras u b s t a n t i a l l yi n c r e a s e ds p e c t r a le f f i c i e n c y I no r d e rt o
7、a d o p t m u l t i - u s e rs c h e d u l i n ga n dA M Ci nd o w n l i n k , t h et r a n s m i t t e rn e e d st ok n o wc h a n n e lq u a l i t y i n f o r m a t i o n ( C Q D B e c a u s et h ei n t e r f e r e n c ea n dn o i s ei su n s y m m e t r i c a li nt h ed o w n l i n ka n d u p l i
8、 n k , C Q In e e d st ob ef e e d b a c kf r o mr e c e i v e r s 1 - b i tq u a n t i z a t i o nh a sb e e ns t u d i e dr e c e n t l y I t i sc o n c l u d e dt h a ti ft h ea v e r a g es i g n a lt oi n t e r f e r e n c ep l u sn o i s er a t i o ( S r N R ) o fe a c hU S e ri s k n o w n ，a
9、t h r o u g h p u to fm o r et h a n9 0 o ft h a tw i t hu n q u a n t i z e df e e d b a c ki sa c h i e v a b l e H o w e v e r , t h em i n i m u mf e e d b a c kr a t ei s1b i tp e rS N Rv a l u e w h i c hi ss t i l lc o n s i d e r e dt o oh i g h i nm a n yc a s e s ，e s p e c i a l l yf o rm
10、 u l t i c a r r i e rs y s t e m s W h e ni ti sa p p l i e dt om u l t i c a r r i e rs y s t e m s ， t h ef e e d b a c ks e q u e n c eo f1 - b i ts c h e m ei sr e d u n d a n t I ti sn e c e s s a r yt os t u d yt e c h n i q u e st o r e d u c et h ef e e d b a c kr a t e I nt h i sp a p e r
11、, a l li m p r o v e d1 - b i tl i m i t e df e e d b a c ks c h e m ei nm u l t i c a r r i e rs y s t e mi s p r o p o s e d Ac l o s e d f o r me x p r e s s i o nf o rt h ea c h i e v a b l ee r g o d i cs u mr a t ei sp r e s e n t e d I nt h e s c h e m e , e a c hu s e ro n l yf e e d b a c k
12、 sC Q If o rp a r t i a ls u b c h a n n e l s 。f 场脚t h en u m b e ro ft h e f e e d b a c ks u b - c h a n n e la p p r o x i m a t e st h ee x p e c t e dn u m b e ro fs u b c h a n n e l sw h o s ec h a n n e lg a i n e x c e e ds o m et h r e s h o l d ，c a l c u l a t i o na n ds i m u l a t i
13、o nr e s u l t ss h o wt h a tt h ei m p r o v e ds c h e m e S b i n a r yf e e d b a c ks e q u e n c el e n g t hd e c l i n e st ot h ee n t r o p yo ft h eo r i g i n a lf e e d b a c ks e q u e n c ew i t h l i t t l et h r o u g h p u tl o s s W es t u d yt h ee r g o d i cs u mr a t eo ft h
14、ei m p r o v e d1 - b i tf e e d b a c ks c h e m ea n dc o n s i d e rt h e i m p a c to f o u t d a t e dC Q Io nt h es y s t e m Ac l o s e d f o r me x p r e s s i o nf o rt h ea c h i e v a b l ee r g o d i cs l m r a t ei sp r e s e n t e da saf u n c t i o no ft h ef a d i n gt e m p o r a lc
15、 o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t 、M t ht h en u m b e ro f u s e rK i n c r e a s i n g , i ti sp r o v e dt h a tt h eS H i l lr a t es c a l e sa sl o g l o e , w h i c hi st h es a m es c a l i n gl a w a c h i e v e db yt h eo p t i m a ln o n d e l a y e df u l lC Q If e e d b a c ks c
16、 h e m e C o o r d i n a t e dM u l t i P o i n tt r a n s m i s s i o n ( C o M P ) i sat e c h n o l o g yt h a tc a l le f f e c t i v e l yr e d u c e i n t e r c e l li n t e r f e r e n c ea n di n c r e a s ei t st h r o u g h p u t F e e d b a c kf r o mU S e r Sc a np r o v i d eC Q Io r I I 南京邮电大学硕士研究生学位论文A b s t r a c t c h a n n e ls t a t ei n f o r m a t i o n ( C S r ) t ot r a n s m i t t e r , w h i c hc a ns i g n i f i c a n t l ye l i m i n a t
