【摘要】：大規(guī)模MIMO系統(tǒng)時(shí)分雙工模式中分配的物理時(shí)隙長(zhǎng)度是固定的,不能根據(jù)不同時(shí)長(zhǎng)的信道相干時(shí)間靈活地調(diào)整長(zhǎng)度,二者長(zhǎng)度的不匹配導(dǎo)致部分時(shí)頻資源的浪費(fèi),因此,系統(tǒng)的總體容量不能達(dá)到最優(yōu)。針對(duì)此問(wèn)題提出一種用戶分層變長(zhǎng)時(shí)隙分配方法,即根據(jù)不同終端的移動(dòng)性對(duì)終端進(jìn)行分層,并為不同層中的移動(dòng)終端靈活地分配不同時(shí)長(zhǎng)的物理時(shí)隙,使物理時(shí)隙長(zhǎng)度與移動(dòng)終端所對(duì)應(yīng)信道的相干時(shí)長(zhǎng)相匹配,從而減少時(shí)頻資源的浪費(fèi),提高資源利用率。同時(shí),避免了低速移動(dòng)終端過(guò)頻繁的信道估計(jì),降低了信道訓(xùn)練序列開(kāi)銷,使系統(tǒng)的總體數(shù)據(jù)容量得到很大的提升。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提方法的有效性。
【圖文】：

?了有效數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間。本文探索了用戶分層變長(zhǎng)時(shí)隙分配的方案。由于信道相干時(shí)長(zhǎng)受終端移動(dòng)速度的影響，所以只能通過(guò)靈活的分配物理時(shí)隙長(zhǎng)度使二者匹配，從而降低時(shí)頻資源的浪費(fèi)。對(duì)小區(qū)中的用戶根據(jù)不同的移動(dòng)速度進(jìn)行分層，為不同層中移動(dòng)用戶靈活地分配物理時(shí)隙，使時(shí)隙長(zhǎng)度與不同層終端信道的相干時(shí)間盡量匹配，提高時(shí)頻資源的利用率，同時(shí)，降低基站對(duì)低速終端信道估計(jì)的頻率，減少信道導(dǎo)頻訓(xùn)練序列的開(kāi)銷。從而能夠提高M(jìn)assiveMIMO系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)容量。1相干時(shí)間分析在一個(gè)信道相干時(shí)長(zhǎng)T內(nèi)基站的操作如圖1所示。①接收上行導(dǎo)頻序列τrp;②根據(jù)接收到的上行導(dǎo)頻估計(jì)信道、設(shè)計(jì)預(yù)編碼矩陣的時(shí)間為p;③根據(jù)步驟2中預(yù)編碼矩陣處理將發(fā)送的信號(hào)并發(fā)送，占用T－p－τrp。圖1一個(gè)相干時(shí)隙內(nèi)基站完成接收導(dǎo)頻序列、信道估計(jì)、預(yù)編碼和發(fā)送數(shù)據(jù)到終端Fig．1Basestationreceivespilots，estimatestheforwardchannelandsendsdatainacoherenceinterval2定長(zhǎng)物理時(shí)隙接入方法傳統(tǒng)系統(tǒng)中時(shí)間資源被均等地劃分為固定長(zhǎng)度的時(shí)隙作為基本的數(shù)據(jù)傳輸單元，如圖2所示。而在劃分時(shí)隙時(shí)沒(méi)有考慮用戶移動(dòng)性的差異，因此高速和低速移動(dòng)對(duì)應(yīng)的物理時(shí)隙長(zhǎng)度是相同的。但是高速移動(dòng)用戶對(duì)應(yīng)的信道相干時(shí)長(zhǎng)短，慢速移動(dòng)的用戶對(duì)應(yīng)的信道相干時(shí)間更長(zhǎng)。所以，信道的相干時(shí)間和分配的物理時(shí)隙長(zhǎng)度不匹配，造成時(shí)頻資源的浪費(fèi)，如圖3陰影部分所示。圖2均等定長(zhǎng)時(shí)隙分配Fig．2Permanentlengthtime-slotallocation圖3均等時(shí)間資源分配時(shí)的時(shí)間資源利用圖Fig．3Timeresourcesefficiencywiththemodeofpermanentlengthtime-slotallocation引用文獻(xiàn)［7］中小區(qū)總?cè)萘康挠?jì)算公式，小區(qū)的總?cè)萘繛?Cpm=Tslot－p－τrp

體的數(shù)據(jù)容量。1相干時(shí)間分析在一個(gè)信道相干時(shí)長(zhǎng)T內(nèi)基站的操作如圖1所示。①接收上行導(dǎo)頻序列τrp;②根據(jù)接收到的上行導(dǎo)頻估計(jì)信道、設(shè)計(jì)預(yù)編碼矩陣的時(shí)間為p;③根據(jù)步驟2中預(yù)編碼矩陣處理將發(fā)送的信號(hào)并發(fā)送，，占用T－p－τrp。圖1一個(gè)相干時(shí)隙內(nèi)基站完成接收導(dǎo)頻序列、信道估計(jì)、預(yù)編碼和發(fā)送數(shù)據(jù)到終端Fig．1Basestationreceivespilots，estimatestheforwardchannelandsendsdatainacoherenceinterval2定長(zhǎng)物理時(shí)隙接入方法傳統(tǒng)系統(tǒng)中時(shí)間資源被均等地劃分為固定長(zhǎng)度的時(shí)隙作為基本的數(shù)據(jù)傳輸單元，如圖2所示。而在劃分時(shí)隙時(shí)沒(méi)有考慮用戶移動(dòng)性的差異，因此高速和低速移動(dòng)對(duì)應(yīng)的物理時(shí)隙長(zhǎng)度是相同的。但是高速移動(dòng)用戶對(duì)應(yīng)的信道相干時(shí)長(zhǎng)短，慢速移動(dòng)的用戶對(duì)應(yīng)的信道相干時(shí)間更長(zhǎng)。所以，信道的相干時(shí)間和分配的物理時(shí)隙長(zhǎng)度不匹配，造成時(shí)頻資源的浪費(fèi)，如圖3陰影部分所示。圖2均等定長(zhǎng)時(shí)隙分配Fig．2Permanentlengthtime-slotallocation圖3均等時(shí)間資源分配時(shí)的時(shí)間資源利用圖Fig．3Timeresourcesefficiencywiththemodeofpermanentlengthtime-slotallocation引用文獻(xiàn)［7］中小區(qū)總?cè)萘康挠?jì)算公式，小區(qū)的總?cè)萘繛?Cpm=Tslot－p－τrpT()slot·Klog21+ρfρrτrp1+ρrτ()rpE2{φ}1+ρf11+ρrτrp+ρrτrp1+ρrτrpVAＲ{φ[]{}}(1)其中:Tslot為定長(zhǎng)時(shí)隙;φ是信道的隨機(jī)特性因子，φ的值由式(2)計(jì)算可得;E{φ}表示道信特性因·111·

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