表2

對于TD-HSPA+信道而言，當(dāng)兩 時，

這兩條徑將被系統(tǒng)識別為同一條徑。因此，對于PA和VA信道而言，TD-HSPA+系統(tǒng)識別的某一徑實際上是多條徑的疊加，其疊加后的結(jié)果如表2所示。

由表2可知，對于PA信道而言，TD-HSPA+系統(tǒng)只能識別出1徑，這1徑實際上是PA信道所有4條主徑的疊加，集中了所有4條主徑的全部能量；對于VA信道，TD-HSPA+系統(tǒng)的第1徑占所有能識別出的3條徑總能量的93.1%，在能識別出的3條徑中，第2徑和第3徑的所占能量很少，也就是說PA和VA信道第1徑的功率最強。另外，由于基站端8根天線的空間間距很小，當(dāng)每個徑的離開角(AoD)在一個相對較小的區(qū)間內(nèi)對8×1空時信道的徑做SVD分解時，獲得的預(yù)編碼矩陣是基本相同的。為了使SVD分解的復(fù)雜度可控并同時保證可行性，該算法只對8×1空時信道的第1徑矩陣做SVD分解。

根據(jù)TD系統(tǒng)信道互惠性，通過對前一時隙上行、用戶天線1與基站8根天線組成的8×1信道矩陣的估計，得到下行基站與用戶天線組成的8×1信道等效發(fā)送矩陣：

H1=[h 1, h 2, …, h 8]1×8

hi (i =1,2,…, 8)為基站第i 根發(fā)射天線與用戶相應(yīng)的接收天線之間主徑的信道響應(yīng)。

對矩陣[H1]進(jìn)行SVD分解，若矩陣為滿秩，[H1]=U1×1∑1×1V1×8

預(yù)編碼矩陣W的確定為：W=V8×1

系統(tǒng)模型可以寫為：

Y=HWX +n

H=?H1,1…H1,MT」E×MT (E+L-1)

其中：

i =1, j =1,2,…,MT ,是包含了多徑信息的第i 根接收天線和第j 根發(fā)射天線間的信道矩陣。

設(shè)

接收端用戶對信號進(jìn)行線性-最小均分誤差(L-MMSE)檢測：

檢測矩陣為：

G =(H' )H((H' )(H' )H+σ2I )-1MR (E+L-1)×MRE

對原始信號的估計如下：

X=G (H' X+n)=GH' X=Gn

每個流的信號與干擾加噪聲比(SINR)可以計算如下：

預(yù)編碼矩陣W的獲得，需要對信道矩陣H進(jìn)行SVD分解。為了控制SVD算法復(fù)雜度，本算法只對8×1空時信道的第1徑矩陣做SVD分解，獲得預(yù)編碼矩陣W。

2、系統(tǒng)級仿真平臺設(shè)計

文章評估了TD-HSPA+8×1MIMO系統(tǒng)使用基于SVD的波束賦形算法時的系統(tǒng)性能，并與使用傳統(tǒng)EBB算法時的性能進(jìn)行比較，重點對市區(qū)宏小區(qū)和市區(qū)微小區(qū)下采用64 QAM高階調(diào)制時和不采用64 QAM高階調(diào)制時的小區(qū)吞吐量以及系統(tǒng)的首傳正確率進(jìn)行仿真評估及分析。

仿真平臺為系統(tǒng)級動態(tài)仿真平臺，利用OPNETTM軟件編寫，仿真場景的假設(shè)主要是根據(jù)文獻(xiàn)[8-9]中的相關(guān)場景進(jìn)行設(shè)定。整個仿真區(qū)域由19 個小區(qū)組成，每個小區(qū)包含3個扇區(qū)，每個扇區(qū)隨機分布10 個用戶。系統(tǒng)級仿真與鏈路級仿真不同，它不僅考慮單個基站和用戶間通信。由于系統(tǒng)級仿真需要包含多個小區(qū)、扇區(qū)、基站和用戶，對于系統(tǒng)級仿真如果仍采取鏈路級仿真逐比特地對物理層的編碼、調(diào)制和擴(kuò)頻等處理模塊進(jìn)行建模的方式，將變得復(fù)雜。因此，將系統(tǒng)級仿真平臺分為系統(tǒng)級仿真和鏈路級仿真兩部分，鏈路級仿真提供信噪比—誤塊率(SNR-BLER)曲線以供系統(tǒng)級仿真使用。系統(tǒng)級仿真參數(shù)如表3所示。

表3